電機與拖動-指導書

1、電機與拖動實驗指導書水利與建筑工程學院電氣與動力實驗室目 錄一、DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)實驗裝置交流及直流電源操作說明1二、 電機及電氣技術(shù)實驗的基本要求和安全操作規(guī)程3三、實驗項目實驗一 單相變壓器5實驗二 三相變壓器的聯(lián)接組10 實驗三 直流并勵電動機16實驗四 三相鼠籠異步電動機的工作特性20實驗五 三相同步發(fā)電機的并聯(lián)運行24實驗六 工作臺自動往返循環(huán)控制線路31DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)實驗裝置交流及直流電源操作說明 實驗中開啟及關(guān)閉電源都在控制屏上操作。開啟三相交流電源的步驟為： 1）開啟電源前。要檢查控制屏下面“直流電機電源”的“電樞電源”開關(guān)（右下角）及“勵磁電源”開關(guān)（

2、左下角）都須在“關(guān)”斷的位置?？刂破磷髠?cè)端面上安裝的調(diào)壓器旋鈕必須在零位，即必須將它向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底。 2）檢查無誤后開啟“電源總開關(guān)”，“關(guān)”按鈕指示燈亮，表示實驗裝置的進線接到電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進行實驗電路接線操作是安全的。 3）按下“開”按鈕，“開”按鈕指示燈亮，表示三相交流調(diào)壓電源輸出插孔U、V、W及N上已接電。實驗電路所需的不同大小的交流電壓，都可適當旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕用導線從這三相四線制插孔中取得。輸出線電壓為0-450V（可調(diào)）并可由控制屏上方的三只交流電壓表指示。當電壓表下面左邊的“指示切換”開關(guān)撥向“三相電網(wǎng)電壓”時，它指示三相電網(wǎng)進線的線電壓；當“指示

3、切換”開關(guān)撥向“三相調(diào)壓電壓”時，它指示三相四線制插孔U、V、W和N輸出端的線電壓。 4）實驗中如果需要改接線路，必須按下“關(guān)”按鈕以切斷交流電源，保證實驗操作安全。實驗完畢，還需關(guān)斷“電源總開關(guān)”，并將控制屏左側(cè)端面上安裝的調(diào)壓器旋鈕調(diào)回到零位。將“直流電機電源”的“電樞電源”開關(guān)及“勵磁電源”開關(guān)撥回到“關(guān)”斷位置。 開啟直流電機電源的操作： 1）直流電源是由交流電源變換而來，開啟“直流電機電源”，必須先完成開啟交流電源，即開啟“電源總開關(guān)”并按下“開”按鈕。 2）在此之后，接通“勵磁電源”開關(guān)，可獲得約為220V、0.5A不可調(diào)的直流電壓輸出。接通“電樞電源”開關(guān)，可獲得40230V、3

4、A可調(diào)節(jié)的直流電壓輸出。勵磁電源電壓及電樞電源電壓都可由控制屏下方的1只直流電壓表指示。當將該電壓表下方的“指示切換”開關(guān)撥向“電樞電壓”時，指示電樞電源電壓，當將它撥向“勵磁電壓”時，指示勵磁電源電壓。但在電路上“勵磁電源”與“電樞電源”，“直流電機電源”與“交流三相調(diào)壓電源”都是經(jīng)過三相多繞組變壓器隔離的，可獨立使用。 3）“電樞電源”是采用脈寬調(diào)制型開關(guān)式穩(wěn)壓電源，輸入端接有濾波用的大電容，為了不使過大的充電電流損壞電源電路，采用了限流延時的保護電路。所以本電源在開機時，從電樞電源開合閘到直流電壓輸出約有34秒鐘的延時，這是正常的。 4）電樞電源設(shè)有過壓和過流指示告警保護電路。當輸出電壓

5、出現(xiàn)過壓時，會自動切斷輸出，并告警指示。此時需要恢復電壓，必須先將“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)低電壓到正常值（約240V以下），再按“過壓復位”按鈕，即能輸出電壓。當負載電流過大（即負載電阻過?。┏^3A時，也會自動切斷輸出，并告警指示，此時需要恢復輸出，只要調(diào)小負載電流（即調(diào)大負載電阻）即可。有時候在開機時出現(xiàn)過流告警，說明在開機時負載電流太大，需要降低負載電流，可在電樞電源輸出端增大負載電阻或甚至暫時拔掉一根導線（空載）開機，待直流輸出電壓正常后，再插回導線加正常負載（不可短路）工作。若在空載時開機仍發(fā)生過流告警，這是由于氣溫或濕度明顯變化，造成光電耦合器TIL117漏電使過流保護起控點改

6、變所致，一般經(jīng)過空載開機（即開啟交流電源后，再開啟“電樞電源”開關(guān)）予熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復正常。所有這些操作到直流電壓輸出都有34秒鐘的延時。 5）在做直流電動機實驗時，要注意開機時須先開“勵磁電源”，后開“電樞電源”；在關(guān)機時，則要先關(guān)“電樞電源”而后關(guān)“勵磁電源”的次序。同時要注意在電樞電路中串聯(lián)起動電阻以防止電源過流保護。具體操作要嚴格遵照實驗指導書中有關(guān)內(nèi)容的說明。電機及電氣技術(shù)實驗的基本要求和安全操作規(guī)程1-1 實驗的基本要求 電機及電氣技術(shù)實驗課的目的在于培養(yǎng)學生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學生學會根據(jù)實驗?zāi)康模瑢嶒瀮?nèi)容及實驗設(shè)備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗

7、步驟，測取所需數(shù)據(jù)，進行分析研究，得出必要結(jié)論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認真做好實驗。現(xiàn)按實驗過程提出下列基本要求。 一、實驗前的準備 實驗前應(yīng)復習教科書有關(guān)章節(jié)，認真研讀實驗指導書,了解實驗?zāi)康摹?項目、方法與步驟，明確實驗過程中應(yīng)注意的問題(有些內(nèi)容可到實驗室對照實驗預習，如熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等)，并按照實驗項目準備記錄抄表等。 實驗前應(yīng)寫好預習報告,經(jīng)指導教師檢查認為確實作好了實驗前的準備，方可開始作實驗。 認真作好實驗前的準備工作，對于培養(yǎng)同學獨立工作能力，提高實驗質(zhì)量和保護實驗設(shè)備都是很重要的。 二、實驗的進行 1、建立小組，合理分工每次實驗

8、都以小組為單位進行,每組由23人組成，實驗進行中的接線、調(diào)節(jié)負載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應(yīng)有明確的分工，以保證實驗操作協(xié)調(diào)，記錄數(shù)據(jù)準確可靠。 2、選擇組件和儀表 實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄電機銘牌和選擇儀表量程，然后依次排列組件和儀表便于測取數(shù)據(jù)。 3、按圖接線 根據(jù)實驗線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，按接線原則是先接串聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為查找線路方便，每路可用相同顏色的導線或插頭。 4、起動電機，觀察儀表 在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度，并記下倍率，然后按一定規(guī)范起動電機，觀察所有儀表是否正常(如指針正、反向是否超滿量程等)。如果出現(xiàn)異常

9、，應(yīng)立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。 5、測取數(shù)據(jù) 預習時對電機的試驗方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實驗時,根據(jù)實驗步驟逐次測取數(shù)據(jù)。 6、認真負責，實驗有始有終 實驗完畢，須將數(shù)據(jù)交指導教師審閱。經(jīng)指導教師認可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導線及儀器等物品整理好。 三、實驗報告 實驗報告是根據(jù)實測數(shù)據(jù)和在實驗中觀察和發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過自己分析研究或分析討論后寫出的心得體會。 實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié)論明確。 實驗報告包括以下內(nèi)容： 1) 實驗名稱、專業(yè)班級、學號、姓名、實驗日期、室溫。 2) 列出實驗中所用組件的名稱及編號，電機銘牌數(shù)據(jù)(

10、PN、UN、IN、nN）等。 3) 列出實驗項目并繪出實驗時所用的線路圖，并注明儀表量程，電阻器阻值，電源端編號等。 4) 數(shù)據(jù)的整理和計算 5) 按記錄及計算的數(shù)據(jù)用坐標紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于8cm×8cm，曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點仍按實際數(shù)據(jù)標出。 6) 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進行計算和分析，說明實驗結(jié)果與理論是否符合，可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結(jié)論。實驗報告應(yīng)寫在一定規(guī)格的報告紙上，保持整潔。 7) 每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導教師批閱。實驗一 3-1單相變壓器一、實驗?zāi)康?1、通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數(shù)。 二、預

11、習要點 1、變壓器的空載和短路實驗有什么特點？實驗中電源電壓一般加在哪一方較合適？ 2、在空載和短路實驗中，各種儀表應(yīng)怎樣聯(lián)接才能使測量誤差最??？ 三、實驗項目 1、空載實驗 測取空載特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cos0=f(U0)。 2、短路實驗 測取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosK=f(IK)。 四、實驗方法1、實驗設(shè)備序號型 號名 稱數(shù) 量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件7D51 2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ11圖3-1 空載實驗接線圖 3、空載實

12、驗 1）在三相調(diào)壓交流電源斷電的條件下，按圖3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量 PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源，高壓線圈A、X開路。2）選好所有電表量程。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底，即將其調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3）合上交流電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，便接通了三相交流電源。調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1.2UN ，然后逐次降低電源電壓，在1.20.2UN 的范圍內(nèi)，測取變壓器的U0、I0、P0。 4）測取數(shù)據(jù)時，U=UN點必須測，并在該

13、點附近測的點較密，共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表3-1中。5）為了計算變壓器的變比，在UN以下測取原方電壓的同時測出副方電壓數(shù)據(jù)也記錄于表3-1中。 表3-1序號實 驗 數(shù) 據(jù)計算數(shù)據(jù)U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos0 4、短路實驗 1）按下控制屏上的“關(guān)”按鈕，切斷三相調(diào)壓交流電源，按圖3-2接線（以后每次改接線路，都要關(guān)斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。 圖3-2 短路實驗接線圖2）選好所有電表量程，將交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3）接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN 為止，在(0.21.1)IN范圍內(nèi)測取變壓器的U

14、K、IK、PK。 4）測取數(shù)據(jù)時，IK=IN點必須測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-2中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()。表3-2 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UK（V）IK（A）PK（W）cosK五、注意事項1、在變壓器實驗中，應(yīng)注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。 2、短路實驗操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。六、實驗報告 1、計算變比 由空載實驗測變壓器的原副方電壓的數(shù)據(jù)，分別計算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。 K=UAX/Uax 2、繪出空載特性曲線和計算激磁參數(shù) （1）繪出空載特性曲線U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。式中： （

15、2）計算激磁參數(shù) 從空載特性曲線上查出對應(yīng)于U0=UN時的I0和P0值，并由下式算出激磁參數(shù) 3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(shù) （1）繪出短路特性曲線UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。 （2）計算短路參數(shù) 從短路特性曲線上查出對應(yīng)于短路電流IK=IN時的UK和PK值由下式算出實驗環(huán)境溫度為()時的短路參數(shù)。 折算到低壓方 由于短路電阻rK隨溫度變化，因此，算出的短路電阻應(yīng)按國家標準換算到基準工作溫度75時的阻值。 式中：234.5為銅導線的常數(shù),若用鋁導線常數(shù)應(yīng)改為228。 計算短路電壓(阻抗電壓)百分數(shù) IK=IN時短路損耗PKN= IN2rK75 4、利用空載和

16、短路實驗測定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。 實驗二 3-3 三相變壓器的聯(lián)接組一、實驗?zāi)康?1、掌握用實驗方法測定三相變壓器的極性。 2、掌握用實驗方法判別變壓器的聯(lián)接組。 二、預習要點 1、聯(lián)接組的定義。為什么要研究聯(lián)接組。國家規(guī)定的標準聯(lián)接組有哪幾種。 2、如何把Y/Y-12聯(lián)接組改成Y/Y-6聯(lián)接組以及把Y/-11改為Y/-5聯(lián)接組。 三、實驗項目 1、測定極性 2、連接并判定以下聯(lián)接組 (1) Y/Y-12 (2) Y/Y-6 (3) Y/-11 (4) Y/-5 四、實驗方法 1、實驗設(shè)備序號型號名 稱數(shù) 量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34

17、-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5DJ12三相心式變壓器1件2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ12、DJ11、 3、測定極性 (1) 測定相間極性 被測變壓器選用三相心式變壓器DJ12，用其中高壓和低壓兩組繞組，額定容量PN=152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。測得阻值大的為高壓繞組，用A、B、C、X、Y、Z標記。低壓繞組標記用a、b、c、x、y、z。 1) 按圖3-8接線。A、X接電源的U、V兩端子，Y、Z短接。 2) 接通交流電源，在繞組A、X間施加約50%UN的電壓。 3) 用電壓表測出電壓UBY、UC

18、Z、UBC，若UBC=UBY-UCZ，則首末端標記正確；若UBC=UBY+UCZ，則標記不對。須將B、C兩相任一相繞組的首末端標記對調(diào)。 4) 用同樣方法，將B、C兩相中的任一相施加電壓，另外兩相末端相聯(lián)，定出每相首、末端正確的標記。 3-8 測定相間極性接線圖 (2) 測定原、副方極性 圖3-9 測定原、副方極性接線圖 1) 暫時標出三相低壓繞組的標記a、b、c、x、y、z,然后按圖3-9接線，原、副方中點用導線相連。 2) 高壓三相繞組施加約50%的額定電壓，用電壓表測量電壓UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，則A相高、低壓繞組

19、同相，并且首端A與a端點為同極性。若UAa=UAX+Uax，則A與a 端點為異極性。 3) 用同樣的方法判別出B、b、C、c兩相原、副方的極性。 4) 高低壓三相繞組的極性確定后，根據(jù)要求連接出不同的聯(lián)接組。 4、檢驗聯(lián)接組 (1) Y/Y-12 圖3-10 Y/Y-12聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖 按圖3-10接線。A、a兩端點用導線聯(lián)接，在高壓方施加三相對稱的額定電壓，測出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-11中。表3-11 實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)根據(jù)Y/Y-

20、12聯(lián)接組的電勢相量圖可知： 為線電壓之比若用兩式計算出的電壓UBb，UCc，UBc的數(shù)值與實驗測取的數(shù)值相同，則表示繞組連接正確，屬Y/Y-12聯(lián)接組。 (2) Y/Y-6 ()接線圖 ()電勢相量圖圖3-11 Y/Y-6聯(lián)接組 將Y/Y-12聯(lián)接組的副方繞組首、末端標記對調(diào),A、a兩點用導線相聯(lián)，如圖3-11所示。 按前面方法測出電壓UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表 3- 12中。表3-12 實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V) 根據(jù)Y/Y-6聯(lián)接組的電勢相量圖可得 若由上兩式計算

21、出電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測相同，則繞組連接正確，屬于Y/Y-6聯(lián)接組。 (3)Y/-11按圖 3-12接線。A、a兩端點用導線相連，高壓方施加對稱額定電壓，測取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-13中 圖3-12 Y/-11聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖表3-13 實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)根據(jù)Y/-11聯(lián)接組的電勢相量可得 若由上式計算出的電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測值相同，則繞組連接正確，屬Y/-11聯(lián)接組。 (4) Y/-5 將Y/-11聯(lián)

22、接組的副方繞組首、末端的標記對調(diào)，如圖3-13所示。實驗方法同前，測取UAB、Uab、UBb、UCc和UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表3-14中。 圖3-13 Y/-5聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖表3-14 實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)根據(jù)Y/-5聯(lián)接組的電勢相量圖可得 若由上式計算出的電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測相同，則繞組聯(lián)接正確，屬于Y/-5聯(lián)接組。五、實驗報告 1、計算出不同聯(lián)接組的UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實測值進行比較，判別繞組連接是否正確。六、附錄 變壓器聯(lián)接組校核公式 （設(shè)

23、） 組別UBb=UCcUBcUBc/UBb12>11>12>13>14>15=16<17<18<19<110<111=1 實驗三 2-3直流并勵電動機 一、實驗?zāi)康?1、掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。 2、掌握直流并勵電動機的調(diào)速方法。 二、預習要點 1、什么是直流電動機的工作特性和機械特性？ 2、直流電動機調(diào)速原理是什么？ 三、實驗項目 1、工作特性和機械特性 保持U=UN和If=IfN不變，測取n、T2、=f（Ia）、n=f（T2）。 2、調(diào)速特性 （1）改變電樞電壓調(diào)速 保持U=UN、If=IfN=常數(shù)，

24、T2=常數(shù)，測取n=f（Ua）。 （2）改變勵磁電流調(diào)速 保持U=UN，T2=常數(shù)，測取n=f（If）。 （3）觀察能耗制動過程 四、實驗方法 1、實驗設(shè)備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流電壓、毫安、電流表2件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D44可調(diào)電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D31、D44 3、并勵電動機的工作特性和機械特性 1）按圖2-6接線。校正直流測功機 MG按他勵發(fā)電機連接，在此作為直流電動機M的負載，用于測量電動機的轉(zhuǎn)矩和輸

25、出功率。Rf1選用D44的1800阻值。Rf2 選用D42的900串聯(lián)900共1800阻值。R1用D44的180阻值。R2選用D42的900串聯(lián)900再加900并聯(lián)900共2250阻值。圖26 直流并勵電動機接線圖 2）將直流并勵電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關(guān)使其起動，其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合轉(zhuǎn)速表正向旋轉(zhuǎn)的要求。 3）M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零，調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V，調(diào)節(jié)校正直流測功機的勵磁電流If2為校正值（50mA或100 mA），再調(diào)節(jié)其負載電阻R2和電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使電動機達到額定值：

26、UUN，IIN，nnN。此時M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。 4）保持UUN，If=IfN，If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉(zhuǎn)速n和校正電機的負載電流IF（由校正曲線查出電動機輸出對應(yīng)轉(zhuǎn)矩T2）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-7中。表27 UUN V If=IfN= mA If2= mA 實驗數(shù)據(jù)Ia（A）n（r/min）IF（A）T2（N·m）計算數(shù)據(jù)P2（W）P1（W）（） n（） 4、調(diào)速特性 （1）改變電樞端電壓的調(diào)速 1）直流電動機M運行后，將電阻R1調(diào)至零，If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1

27、，使M的U=UN，I=0.5IN，IfIfN記下此時MG的IF值。 2）保持此時的IF值（即T2值）和IfIfN不變，逐次增加R1的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R1從零調(diào)至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。 3）共取數(shù)據(jù)8-9組，記錄于表2-8中表28 IfIfN mA T2 N·mUa（V）n（r/min）Ia（A） （2）改變勵磁電流的調(diào)速 1）直流電動機運行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至零，將MG的磁場調(diào)節(jié)電阻If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=UN，I0.5IN記下此時的IF值。 2）保持此

28、時MG的IF值（T2值）和M的UUN不變，逐次增加磁場電阻阻值：直至n1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia。共取 78組記錄于表29中。表29 UUN V T2 N·mn（r/min）If（mA）Ia（A） 五、實驗報告 1、由表2-7計算出P2和，并給出n、T2、f（Ia）及nf（T2）的特性曲線。 電動機輸出功率： P20.105nT2 式中輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N.m（由If2及IF值，從校正曲線T2=f（IF）查得），轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。 電動機輸入功率： P1=UI 輸入電流： I=Ia+IfN 電動機效率： 由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率： 2、繪出并勵電動機調(diào)速特性

29、曲線nf（Ua）和n=f（If）。分析在恒轉(zhuǎn)矩負載時兩種調(diào)速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點。 3、能耗制動時間與制動電阻RL的阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動方法有什么缺點？ 七、思考題 1、并勵電動機的速率特性nf（Ia）為什么是略微下降？是否會出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？ 2、當電動機的負載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端電壓，為什么會引起電動機轉(zhuǎn)速降低？ 3、當電動機的負載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？ 4、并勵電動機在負載運行中，當磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛車”？為什么？實驗四 4-1 三相鼠籠異步電動機的工

30、作特性一、實驗?zāi)康?1、掌握用日光燈法測轉(zhuǎn)差率的方法。 2、用直接負載法測取三相鼠籠式異步電動機的工作特性。 二、預習要點 1、用日光燈法測轉(zhuǎn)差率是利用了日光燈的什么特性？ 2、異步電動機的工作特性指哪些特性？ 3、工作特性和參數(shù)的測定方法。三、實驗項目 1、測定電機的轉(zhuǎn)差率。 2、負載實驗。四、實驗方法1、實驗設(shè)備 序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1件2DJ23校正過的直流電機1件3DJ16三相鼠籠異步電動機1件4D33交流電壓表1件5D32交流電流表1件6D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件7D31直流電壓、毫安、安培表1件8D42三相可調(diào)電阻器1件9D51波

31、形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51 三相鼠籠式異步電機的組件編號為DJ16。 3、用日光燈法測定轉(zhuǎn)差率 日光燈是一種閃光燈，當接到50Hz電源上時，燈光每秒閃亮100次，人的視覺暫留時間約為十分之一秒左右，故用肉眼觀察時日光燈是一直發(fā)亮的,我們就利用日光燈這一特性來測量電機的轉(zhuǎn)差率。 （1）異步電機選用編號為DJ16的三相鼠籠異步電動機（UN=220V，接法）極數(shù)2P=4。直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接，在DJ16和測速發(fā)電機聯(lián)軸器上用黑膠布包一圈，再用四張白紙條（寬度約為3毫米），均勻地貼在黑膠布上。 （2）由于電機的同步轉(zhuǎn)速為 ，而日光燈

32、閃亮為100次/秒，即日光燈閃亮一次，電機轉(zhuǎn)動四分之一圈。由于電機軸上均勻貼有四張白紙條，故電機以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，肉眼觀察圖案是靜止不動的（這個可以用直流電動機DJ15、DJ23和三相同步電機DJ18來驗證）。 （3）開啟電源，打開控制屏上日光燈開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器升高電動機電壓，觀察電動機轉(zhuǎn)向，如轉(zhuǎn)向不對應(yīng)停機調(diào)整相序。轉(zhuǎn)向正確后，升壓至220V，使電機起動運轉(zhuǎn)，記錄此時電機轉(zhuǎn)速。 （4）因三相異步電機轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，故燈光每閃亮一次圖案逆電機旋轉(zhuǎn)方向落后一個角度，用肉眼觀察圖案逆電機旋轉(zhuǎn)方向緩慢移動。 （5）按住控制屏報警記錄“復位”鍵，手松開之后開始觀察圖案后移的圈數(shù)，計數(shù)時間可訂的短

33、一些（一般取30秒）。將觀察到的數(shù)據(jù)記錄于表4-1中。 （6）停機。將調(diào)壓器調(diào)至零位，關(guān)斷電源開關(guān)。 表4-1N（轉(zhuǎn)）t（秒）S（轉(zhuǎn)差率）n（轉(zhuǎn)/分） 轉(zhuǎn)差率 式中 t為計數(shù)時間，單位為秒。 N為t秒內(nèi)圖案轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。 f1為電源頻率，50Hz。 （7）將計算出的轉(zhuǎn)差率與實際觀測到的轉(zhuǎn)速算出的轉(zhuǎn)差率比較。 4、負載實驗 1) 測量接線圖同圖4-3。同軸聯(lián)接負載電機。圖中Rf用D42上1800阻值，RL用D42上1800阻值加上900并聯(lián)900共2250阻值。 2) 合上交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至額定電壓并保持不變。 3) 合上校正過的直流電機的勵磁電源，調(diào)節(jié)勵磁電流至校正值( 50mA

34、 或100mA)并保持不變。 4) 調(diào)節(jié)負載電阻RL（注：先調(diào)節(jié)1800電阻，調(diào)至零值后用導線短接再調(diào)節(jié)450電阻），使異步電動機的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。 5) 從這負載開始，逐漸減小負載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動機的定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速、直流電機的負載電流IF等數(shù)據(jù)。 6) 共取數(shù)據(jù)89組記錄于表4-6中。表4-6 U1=U1N=220V（） If= mA序號I1L（A）P1（W）IF(A)T2(N·m)n(r/min)IAIBICI1LPPP1五、實驗報告 1、作工作特性曲線P1、I1、S、cos1=f(P2)。 由負載試驗數(shù)據(jù)計算工作特性

35、，填入表4-7中。 表4-7 U1=220V() If = mA序號電動機輸入電動機輸出計 算 值(A)P1(W)T2(N·m)n(r/min)P2(W)S(%)(%)cos1 計算公式為： 式中 定子繞組相電流，A； 定子繞組相電壓，V； S轉(zhuǎn)差率； 效率。實驗五 5-2 三相同步發(fā)電機的并聯(lián)運行一、實驗?zāi)康?1、掌握三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行的條件與操作方法。 2、掌握三相同步發(fā)電機并聯(lián)運行時有功功率與無功功率的調(diào)節(jié)。二、預習要點 1、三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行有那些條件？不滿足這些條件將產(chǎn)生什么后果？如何滿足這些條件？ 2、三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行時怎樣調(diào)節(jié)有功功

36、率和無功功率？調(diào)節(jié)過程又是怎樣的？三、實驗項目 1、用準確同步法將三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行。 2、用自同步法將三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行。 3、三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時有功功率的調(diào)節(jié)。 4、三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時無功功率調(diào)節(jié)。 (1) 測取當輸出功率等于零時三相同步發(fā)電機的V形曲線。 (2) 測取當輸出功率等于0.5倍額定功率時三相同步發(fā)電機的V形曲線。四、實驗方法 1、實驗設(shè)備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1件2DJ23校正直流測功機1件3DJ18三相同步電機1件4D32交流電流表1件5D33交流電壓表1件6D34-3單三相智能功率、功率因

37、數(shù)表1件7D31直流電壓、毫安、安培表1件8D41三相可調(diào)電阻器1件9D44可調(diào)電阻器、電容器1件10D52旋轉(zhuǎn)燈、并網(wǎng)開關(guān)、同步機勵磁電源1件11D53整步表及開關(guān)1件 2、屏上掛件排列順序 D44、D52、D53、D33、D32、D34-3、D31、D41 3、用準同步法將三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行 三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行必須滿足下列條件： (1) 發(fā)電機的頻率和電網(wǎng)頻率要相同，即f=f； (2) 發(fā)電機和電網(wǎng)電壓大小、相位要相同，即E0=U； (3) 發(fā)電機和電網(wǎng)的相序要相同。為了檢查這些條件是否滿足，可用電壓表檢查電壓，用燈光旋轉(zhuǎn)法或整步表法檢查相序和頻率。 4、旋轉(zhuǎn)燈光法

38、1) 按圖5-4接線。三相同步發(fā)電機選用DJ18，的原動機采用DJ23校正直流測功機MG。Rst選用D44上180電阻，Rf1選用D44上1800阻值，Rf2選用D41上90與90串聯(lián)加上90與90并聯(lián)共225阻值,R選用D41上90固定電阻。開關(guān)S1選用D52掛箱，S2選用D53掛箱。并把開關(guān)S1打在“關(guān)斷”位置，開關(guān)S2合向固定電阻端（圖示左端）。 2)三相調(diào)壓器旋鈕退至零位，在電樞電源及勵磁電源開關(guān)都在“關(guān)斷”位置的條件下，合上電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電壓升至額定電壓220伏，可通過V1表觀測。3) 按他勵電動機的起動步驟(校正直流測功機電樞必須串聯(lián)最大起動電阻Rst，勵

39、磁調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至最小，先接通控制屏上的勵磁電源，后接通控制屏上的電樞電源)，起動并使電機轉(zhuǎn)速達額定轉(zhuǎn)速1500 r/min。將開關(guān)S2合到同步發(fā)電機的24V勵磁電源端(圖示右端)，調(diào)節(jié)Rf2以改變的勵磁電流If，使同步發(fā)電機發(fā)出額定電壓220伏，可通過V2表觀測，D53整步表上琴鍵開關(guān)打在“斷開”位置。 4) 觀察三組相燈，若依次明滅形成旋轉(zhuǎn)燈光，則表示發(fā)電機和電網(wǎng)相序相同，若三組相燈同時發(fā)亮、同時熄滅則表示發(fā)電機和電網(wǎng)相序不同。當發(fā)電機和電網(wǎng)相序不同則應(yīng)停機(先將Rst回到最大位置，斷開控制屏上的電樞電源開關(guān)，再按下交流電源的“?！卑粹o)，并把三相調(diào)壓器旋至零位。在確保斷電的情況下，調(diào)換

40、發(fā)電機或三相電源任意二根端線以改變相序后，按前述方法重新起動MG。圖5-4 三相同步發(fā)電機的并聯(lián)運行 5) 當發(fā)電機和電網(wǎng)相序相同時，調(diào)節(jié)同步發(fā)電機勵磁使同步發(fā)電機電壓和電網(wǎng)(電源)電壓相同。再進一步細調(diào)原動機轉(zhuǎn)速。使各相燈光緩慢地輪流旋轉(zhuǎn)發(fā)亮，此時接通D53整步表上琴鍵開關(guān)，觀察D53上V表和HZ表上指針在中間位置，S表指針逆時鐘緩慢旋轉(zhuǎn)。待A相燈熄滅時合上并網(wǎng)開關(guān)S1，把同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行（為選準并網(wǎng)時機，可讓其循環(huán)幾次再并網(wǎng)）。 6）停機時應(yīng)先斷開D53整步表上琴鍵開關(guān)，按下D52上紅色按鈕，即斷開電網(wǎng)開關(guān)S1，將Rst調(diào)至最大，斷開電樞電源，再斷開勵磁電源，把三相調(diào)壓器旋至零位

41、。 5、用自同步法將三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行。 1) 在并網(wǎng)開關(guān)S1斷開且相序相同的條件下，把開關(guān)S2閉合到勵磁端( 圖示右端)，D53整步表上琴鍵開關(guān)打在“斷開”位置。 2) 按他勵電動機的起動步驟起動MG，并使MG升速到接近同步轉(zhuǎn)速(14851515 r/min之間)。 3) 調(diào)節(jié)同步電機勵磁電源調(diào)壓旋鈕或Rf2，以調(diào)節(jié)If使發(fā)電機電壓約等于電網(wǎng)電壓220伏。 4) 將開關(guān)S2閉合到R端。R用90固定阻值(約為三相同步發(fā)電機勵磁繞組電阻的10倍)。 5) 合上并網(wǎng)開關(guān)S1，再把開關(guān)S2閉合到勵磁端，這時電機利用“自整步作用”使它迅速被牽入同步，再接通D53上整步表開關(guān)。 6、三相同步

42、發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時有功功率的調(diào)節(jié) 1) 按上述1、2任意一種方法把同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行。 2) 并網(wǎng)以后，調(diào)節(jié)校正直流測功機MG的勵磁電阻Rf1和發(fā)電機的勵磁電流If使同步發(fā)電機定子電流接近于零，這時相應(yīng)的同步發(fā)電機勵磁電流If=If0。 3) 保持這一勵磁電流不變,調(diào)節(jié)直流電機的勵磁調(diào)節(jié)電阻Rf1，使其阻值增加，這時同步發(fā)電機輸出功率P2增大。 4) 在同步機定子電流接近于零到額定電流的范圍內(nèi)讀取三相電流、三相功率、功率因數(shù)共取數(shù)據(jù)67組記錄于表5-8中。 表5-8 U= V（Y） ； If=If0 = A序號輸出電流I（A）輸出功率P2（W）功率因數(shù)IAIBICIPPP2cos表

43、中： 7、三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時無功功率的調(diào)節(jié) (1) 測取當輸出功率等于零時三相同步發(fā)電機的V形曲線。 1) 按上述1、2任意一種方法把同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行。 2) 保持同步發(fā)電機的輸出功率P20。 3) 先調(diào)節(jié)Rf2使同步發(fā)電機勵磁電流If上升，(調(diào)節(jié)應(yīng)先調(diào)節(jié)90串聯(lián)90部分，調(diào)至零位后用導線短接，再調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)90并聯(lián)90部分)。使同步發(fā)電機定子電流上升到額定電流，并調(diào)節(jié)Rst保持P20。記錄此點同步發(fā)電機勵磁電流If、定子電流I。 4) 減小同步電機勵磁電流If使定子電流I減小到最小值記錄此點數(shù)據(jù)。 5) 繼續(xù)減小同步電機勵磁電流， 這時定子電流又將增大直至額定電流。 6) 在這過勵和欠勵情況下讀取數(shù)據(jù)9-10組記錄于表5-9中。表5-9 n= r/min； U= V； P20W序 號三相電流I（A）勵磁電流If（A）功率因數(shù)IAIBICIIfcos 表中： (2) 測取當輸出功率等于0.5倍額定功率時三相同步發(fā)電機的V形曲線。 1) 按上述1、2任意一種方法把同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行。 2) 保持同步發(fā)電機的輸出功率P2等于0.5倍額定功率。 3) 增加同步發(fā)電機勵磁電流If，使同步發(fā)電機定子電流上升到額定電流，記錄此點同步發(fā)電機勵磁電流If，定子電流I。 4) 減小同步電機勵磁電流If使定子電流I減小到最小值記