電力拖動實驗指導書

1、電力拖動實驗 目錄 - 1 -NS電力拖動實驗 目錄 - 2 -目錄目錄目錄目錄- 2 -前前 言言- 3 -實驗一實驗一 單相變壓器實驗單相變壓器實驗- 4 -實驗二實驗二 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用- 9 -實驗三實驗三 異步電動機的繼電異步電動機的繼電接觸控制接觸控制1，2- 16 -實驗四實驗四 三相異步電動機三相異步電動機起動控制起動控制- 22 -實驗五實驗五 三相異步電動機三相異步電動機能耗制動能耗制動- 22 -實驗六實驗六 三三相相異步電動機異步電動機反接制動反接制動- 22 -電力拖動實驗 前言 前前 言言一、電力拖動實驗目的一、電力拖動實驗目的1、提高學生的

2、動手實踐能力、分析問題和解決問題的能力。2、通過實驗，使學生進一步鞏固和加深對所學理論知識的理解和掌握，提高學生的綜合能力。3、培養(yǎng)學生的實踐能力，使學生掌握正確的實驗方法，鍛煉學生的實際操作能力以及常規(guī)電機的正確使用方法，學會利用所學理論對實驗數(shù)據(jù)進行合理分析并得出正確結(jié)論。 二、預習和小結(jié)二、預習和小結(jié)實驗前必須認真預習，閱讀與本次實驗有關(guān)的電工知識和實驗教材，明確實驗目的、實驗內(nèi)容，弄懂實驗原理，搞清實驗方法和步驟，明確實驗中應觀察的現(xiàn)象、測量的物理量、測量的方法，準備好相應的表格。實驗中由于某些不慎，可能導致設備損壞，甚至人身事故，因此預習時必須注意教材中所特別提醒的注意事項。實驗完畢

3、應及時小結(jié)，檢查測量數(shù)據(jù)有無遺漏，對數(shù)據(jù)進行處理，分析觀察到的現(xiàn)象，討論實驗結(jié)果是否合理。若未達到實驗預期目的，誤差甚大時，應找出原因，及時重做?；卮饘嶒灲滩闹幸蠡卮鸬膯栴}，寫好實驗報告。三、實驗操作三、實驗操作1、對所用的儀器設備要了解它們的性能和使用方法，特別是弄清有關(guān)的技術(shù)參數(shù)和注意事項，以確保正確使用和操作安全。2、接線應根據(jù)實驗線路圖適當安排好儀器、儀表及設備的位置，一般應以便于讀取數(shù)據(jù)、便于操作、便于接線為原則。接線應選擇合適的導線和保險絲，每個接線柱上導線最好不要超過兩根。3、接線完畢，必須認真檢查線路是否正確。經(jīng)教師檢查后，方可合閘通電。4、操作時應站在絕緣墊上，要單手操作，

4、不要用手觸及帶電的金屬部分，避免長發(fā)、衣物被轉(zhuǎn)動部分卷掛。5、操作時，若感到手麻木，有異常聲音、焦糊氣味等現(xiàn)象，應立即切斷電源，報告指導教師。6、每次改換線路或更換儀表量程之前，必須先切斷電源。7、實驗完畢，應先切斷電源。實驗數(shù)據(jù)經(jīng)教師審查簽字后，再拆除連線。電力拖動實驗 前言 整理好儀器設備，離開實驗室。電力拖動實驗 實驗一 單相變壓器實驗 - 5 -實驗一實驗一 單相變壓器實驗單相變壓器實驗實驗目的實驗目的1、學習判別繞組同名端(相對極性)的方法；2、測定變壓器空載特性，并通過空載特性曲線判定磁路的工作狀態(tài)；3、測定變壓器外特性；4、學習通過變壓器短路實驗測量變壓器銅損的方法。實驗儀器實驗

5、儀器1、華緯EEL型電工教學實驗臺：單相變壓器(220V / 36V)一臺； 三相自耦可調(diào)變壓器一只；交流電流表一只；交流電壓表一只；交流功率表一只。2、導線若干。實驗原理實驗原理1、變壓器繞組同名端的判定、變壓器繞組同名端的判定掌握有磁的相互聯(lián)系的各繞組間的同名端，是進行繞組相互聯(lián)系的前提。例如，一臺變壓器有多個原繞組和副繞組需要串聯(lián)或并聯(lián)使用時，或者幾個變壓器繞組間需要串聯(lián)或并聯(lián)使用時，再如三相變壓器繞組間需要接成不同接線組別時，為使聯(lián)接正確，都必須首先判定各繞組的同名端(也稱同極性端)。本實驗將通過最常使用的交流電壓表法，來判定單相變壓器原、副繞組的同名端，實驗方法如圖1-1(a)所示。

6、先將兩繞組各一個端點(如端點2與4)相連。在端點1和2間加交流電壓，再用電壓表測量1與3和3與4間的電壓和。12U13U34U若，則可判定2和4是異名端聯(lián)接；若，則可判定2341213UUU341213UUU和4是同名端相聯(lián)。34U12U1234低壓側(cè)高壓側(cè)AV4 . 1/36AV227. 0/22042VV13V13U34U12U定原理圖變壓器繞組同名端的判)(a定實驗接線圖變壓器繞組同名端的判)(b圖1-1 交流電壓表法判定變壓器的同名端電力拖動實驗 實驗一 單相變壓器實驗 - 6 -2、變壓器的空載實驗、變壓器的空載實驗變壓器原繞組加額定電壓，副繞組開路的工作狀態(tài)稱為變壓器空載狀態(tài)。空載

7、實驗測得的電流稱為空載電流，測得的功率稱為空載損耗。通常變壓0I0P器的空載電流很小，約為額定電流的(5%10%)左右，且此時副繞組的功0INI1率，所以空載損耗02P-(1-1)FeFeCuFeCuFePPRIPPPPPP12020因此，可以認為空載損耗即鐵芯損耗(渦流損耗和磁滯損耗)。變壓器的變比是在空載時測定的，變比-(1-2)201/UUK 其中為副繞組空載時的電壓。 20U變壓器空載時，原繞組電壓與空載電流的關(guān)系：，稱為空1U0I)(10UfI 載特性曲線，如圖1-2所示，空載特性曲線和鐵芯的磁化曲線是一樣的?？蛰d特性曲線可以反映變壓器磁路的工作狀態(tài)。磁路的最佳工作狀態(tài)是空載電壓等于

8、額定電壓時，工作點在空載特性曲線的接近飽和而又沒有達到飽和狀態(tài)的拐點處，如圖1-2中的A點所示。如果工作點偏低(如圖中的B點)，空載電流很小，說明磁路遠離飽和狀態(tài)，可以適當減少鐵芯的截面或適當減少繞組的匝數(shù)；如果工作點偏高(如圖中C點)，空載電流太大，則說明磁路已達到飽和狀態(tài)，應適當增大鐵芯截面或適當增加繞組的匝數(shù)。1U0I2U02INI220U1cos28 . 0cos20U0CAB1U圖1-2 變壓器的空載特性曲線 圖1-3 變壓器的外特性曲線3、變壓器的外特性實驗、變壓器的外特性實驗變壓器原、副繞組具有內(nèi)阻抗，即使原繞組的電壓不變，副繞組的電壓1U也將隨著負載電流的變化而變化。在一定且負

9、載的功率因數(shù)不變2U2I1U2cos時，和的關(guān)系：，稱為變壓器的外特性。對于電阻性或電感性2U2I)(22IfU負載，輸出電壓隨著負載電流的增大而減少，如圖1-3所示。2U2I4、變壓器的短路實驗、變壓器的短路實驗短路實驗是將變壓器副繞組短路，原繞組加較低的電壓，使原繞組的電流達到額定值情況下所進行的實驗。實驗中，原繞組所加電壓稱為短路電壓，1U電力拖動實驗 實驗一 單相變壓器實驗 - 7 -短路實驗所測得的功率損耗稱為短路損耗，即KP-(1-3)FeKKkPRIRIP222121因為短路電壓很低，所以鐵芯中的磁感應強度與其在額定電壓下的磁感mB應強度相比，要小很多(由，可知)，短路實驗時鐵損

10、是SBfNUm1144. 41UBm很小的，可以認為短路損耗就是變壓器額定運行時的銅損耗，即-(1-4)CukPP由變壓器空載、短路實驗測得的鐵損和銅損，可以求得變壓器額定運行時的效率為-(1-5)%10022CuFePPPP實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容1、判別變壓器原、副繞組的同名端、判別變壓器原、副繞組的同名端(相對極性相對極性)。如圖1-1(b)所示，為判別變壓器原、副繞組的同名端的實驗接線圖。先將兩繞組各一個端點(如端點2與4)相連，并在低壓側(cè)的端點1、2間加上低壓側(cè)的額定電壓()，再用電壓表測量1與3和3與4間的電壓和。根據(jù)、VU361213U34U12U、之間的電壓關(guān)系，判定出2與4是同名端還

11、是異名端，將實驗結(jié)果記錄13U34U在實驗報告紙上，并說明理由。2、空載實驗、空載實驗按圖1-4接線，本實驗采用從低壓側(cè)加電壓的方法，即從副繞組(低壓側(cè))加電壓36V，原繞組(高壓側(cè))開路。 調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器，使輸出電壓為低壓側(cè)額定值(36V)，并測量高壓側(cè)電壓，低壓側(cè)空載電流、空載損耗，計算變比K，填入表1-1中。20U0I0PW*AI*U高壓側(cè)低壓側(cè)V220SFU自耦可調(diào)變壓器V20U1U圖1-4 變壓器的空載實驗表1-1 變壓器的空載實驗(1)(1VU)(20VU201/UUK )(0AI)(0WPV36電力拖動實驗 實驗一 單相變壓器實驗 - 8 -調(diào)節(jié)自耦變壓器，使低壓側(cè)電壓分別為表1

12、-2中的示值，并記錄當為1U1U該示值時的空載電流和空載損耗，填入表1-2。0I0P表1-2 變壓器的空載實驗(2)1U)(V7142128354249560I)(A0P)(W3、測定變壓器的外特性、測定變壓器的外特性(電阻性負載電阻性負載)按圖1-5聯(lián)接線路，用自耦調(diào)壓器維持單相變壓器原繞組(高壓側(cè))電壓為220V始終不變，分別測出當負載為表1-3中所給定數(shù)目的燈泡時對應的負載電流和輸出電壓，并記錄在表1-3中。2I2UVA高壓側(cè)低壓側(cè)V220SFU2I2U2I圖1-5 變壓器的外特性實驗表1-3 變壓器的外特性實驗4、短路實驗、短路實驗用導線將副繞組(低壓側(cè))短路，按圖1-6接線：WV*A

13、I*U高壓側(cè)低壓側(cè)V220SFU自耦可調(diào)變壓器圖1-6 變壓器短路實驗由于短路電壓一般都很低，只有額定電壓的百分之幾，所以，調(diào)壓器一定調(diào)壓器一定要旋到零位才能閉合電源開關(guān)。要旋到零位才能閉合電源開關(guān)。然后逐漸增加電壓，使短路電流達到高壓側(cè)穩(wěn)定電流值(0.227A)時，測定此時的電壓、電流和功率的數(shù)值，填入表1-4中。01234562U)(V2I)(A測量項目燈泡盞數(shù)數(shù)據(jù)電力拖動實驗 實驗一 單相變壓器實驗 - 9 -表1-4 變壓器短路實驗測量項目)(VUK)(AIK)(WPK測量數(shù)據(jù)實驗報告要求實驗報告要求1、根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算變比；K2、繪制本臺變壓器空載特性曲線及外特性曲線；3、計算本臺變

14、壓器額定運行時的效率；4、回答問題：(1)根據(jù)你所繪制的空載特性曲線，說明你所使用的變壓器原繞組匝數(shù)設計得是否合理？為什么？(2)一臺變壓器銘牌丟失，不知原繞組的額定電壓是多少，你能否能通過實驗做出正確判斷？電力拖動實驗 實驗二 三相異步電動機的使用 - 10 -實驗二實驗二 三相異步電動機的使用三相異步電動機的使用實驗目的實驗目的1、了解三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)；2、學習測量電動機絕緣電阻的方法；3、學習判斷三相異步電動機的三相繞組首、末端的方法；4、正確聯(lián)接異步電動機的三相繞組，并使電機起動和實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。實驗儀器實驗儀器1、華緯EEL型電工教學實驗臺：單相變壓器(220 / 36V)一臺；

15、三相自耦可調(diào)變壓器一只；萬用表(或交流毫安表)一只；交流電壓表一只。2、三相異步電動機(380V/220V)一臺。3、兆歐表(500V)一臺。4、導線若干。實驗原理實驗原理1、三相異步電動機的銘牌、三相異步電動機的銘牌了解電動機銘牌中各項數(shù)據(jù)的確切含義，是合理選擇并正確使用三相異步電動機的前提?，F(xiàn)以JO2624型三相異步電動機的銘牌為例，說明其各項含義(見表2-1)。表2-1 三相異步電動機的銘牌三相異步電動機型號：JO2624 功率：17千瓦 頻率：50赫茲電壓：380伏 電流：33安 接法：轉(zhuǎn)速：1460轉(zhuǎn)/分 工作方式：連續(xù) 絕緣等級：E功率因數(shù)：0.88 溫升：Co65 電機廠 年 月

16、(1)型號：型號是不同種類和型式電動機的代號，它的每一個字母都具有一定的含義。如JO2624中：J表示交流異步電動機，O表示封閉式，即外殼將電機全部封閉起來。字母后面的數(shù)字2表示國家統(tǒng)一設計的順序號，意思是說這種電動機是在JO型基礎(chǔ)上做了第二次改進設計。第一個破折號后的第一位數(shù)字6表示機座號，機座尺寸是按國家統(tǒng)一標準的順序號所對應的尺寸制造的；第二位數(shù)字2表示鐵芯長度序號，同樣對應著國家統(tǒng)一規(guī)定的具體尺寸。第二個破折電力拖動實驗 實驗二 三相異步電動機的使用 - 11 -號后數(shù)字4表示電機是4極電動機(即)。2P電機型號每項的意義可用框圖表示如下：電機序列設計序列號機座號磁極數(shù)鐵心長度號JO2

17、264圖2-1 JO系列電動機型號意義框圖我國目前已設計出Y系列新產(chǎn)品，它是國內(nèi)最先進的異步電動機，即將取代JO2系列異步電動機。Y系列電動機具有高效、節(jié)能、特性好及低噪音等優(yōu)點，功率等級和安裝尺寸符合國際標準。這種電機型號所代表的意義如下面框圖所示：異步電動機磁極數(shù)長機座第二種鐵心長度1002L4)(mm機座中心高Y圖2-2 Y系列電動機型號意義框圖(2)額定電壓和接法NU額定電壓是指電動機定子繞組應接的額定線電壓。接法是指在額定線電壓下三相繞組的正確接線方法。有時銘牌上有兩種電壓值，如220V/380V，對應二種接法：接法，表示該電機可在線電壓為220V時工作，并應接成三角形；Y/也可在線

18、電壓為380V時工作，并應接成星形。(3)額定電流NI額定電流是指電動機在額定電壓、額定頻率并輸出額定功率時定子的額定線電流。銘牌有時標出兩種額定電流值，它們與繞組的不同接法相對應。(4)額定轉(zhuǎn)速Nn電機額定運行時，電動機轉(zhuǎn)子的額定轉(zhuǎn)速以“轉(zhuǎn)/分”為單位。通常比相應的同步轉(zhuǎn)速低。%6%2(5)額定功率NP額定功率即在額定運行條件下，電動機轉(zhuǎn)軸上輸出的額定機械功率。通NP常以千瓦(K)為單位。實際運行過程中，電機輸出的功率是由負載大小決定的，并不一定等于額定功率。電機從電源吸取的功率不等于額定功率，這里有一個電機效率問題。如額定輸出機械功率為時，輸入的電功率為，則額定效NPNP1率N電力拖動實驗

19、 實驗二 三相異步電動機的使用 - 12 -(2-1)NNNPP1左右，隨電機種類及容量大小而不同。)%9075(N(6)額定功率因數(shù)Ncos是指電機額定運行時的功率因數(shù)。電機是感性負載，定子電路相電Ncos流滯后相電壓角，功率因數(shù)是此角的余弦值。電機額定運行時N左右，空載或輕載時會更低。因此在電機使用時，應盡量避免9 . 07 . 0cosN出現(xiàn)電機長期輕載或空載運行情況。(7)工作方式(或稱定額)為充分發(fā)揮電機的潛力，電機按持續(xù)運行時間劃分工作方式，分為連續(xù)、短時和重復短時三種。連續(xù)工作方式，表示這種電機可以按銘牌規(guī)定的功率長期連續(xù)使用；短時工作方式，表示這種電機不能連續(xù)使用，在額定功率輸

20、出時只能按銘牌規(guī)定的短時間運行；重復短時工作方式，表示這種電機不能在額定功率輸出時連續(xù)運行，只能按規(guī)定時間做重復性短時間運行。(8)絕緣等級和溫升絕緣等級是由電機所用的絕緣材料決定的，按耐熱程度不同，絕緣材料分為A、E、B、F、H等數(shù)級。目前異步電動機生產(chǎn)中大都采用E級絕緣，其最高允許溫度為。溫升是指允許高出標準環(huán)境溫度的數(shù)值。o1202、電動機的絕緣電阻、電動機的絕緣電阻在使用電氣設備時，其絕緣程度的好壞，對設備的正常運行有密切關(guān)系。絕緣程度的好壞可以用絕緣電阻的高低來衡量。由于設備受熱、受潮等原因，會使絕緣電阻降低，甚至可能造成設備外殼帶電和出現(xiàn)短路事故，所以在使用期間應定期做絕緣電阻的檢

21、查。如果一臺電機長期沒有使用，使用前必須做絕緣電阻的檢查。絕緣電阻的檢查不能用普通的歐姆表(如萬用表的電阻檔)進行，而應用兆歐表(也稱搖表)進行測量。兆歐表是專門用于測量高電阻(即絕緣電阻)的儀表。使用兆歐表，要注意幾個問題：(1)應按電氣設備的電壓等級選擇兆歐表的規(guī)格，測量額定電壓不足500V的繞組的絕緣電阻(如額定電壓為380V的電機)時，應選用500V兆歐表，而測定額定電壓高于500V繞組的絕緣電阻時，則應選用1000V的兆歐表。(2)測量絕緣電阻前，必須切斷電機的電源，并做兆歐表自檢。自檢的方法是先將兆歐表兩端開路，按規(guī)定轉(zhuǎn)速搖動兆歐表手柄，表針應指到“”處，再電力拖動實驗 實驗二 三

22、相異步電動機的使用 - 13 -把兆歐表兩端線迅速短接一下，表針應指到零處。如果不是這樣，說明兆歐表自身有故障，必須檢查修理，方能使用。(3)測量絕緣電阻時，將兆歐表端鈕L、E分別接到待測絕緣電阻處，如測量對地絕緣電阻，則應將E接地(如電機外殼)。(4)兆歐表要平放，轉(zhuǎn)動手柄的轉(zhuǎn)速要均勻(120轉(zhuǎn)/分)。測量電機的絕緣電阻，一般有二項內(nèi)容：一是測相間絕緣，二是測對地絕緣(相殼絕緣)。對于500V以下的中、小型電機，絕緣電阻最低不得小于，即1V電壓應有不小于的絕緣電阻。V/100010003、電動機繞組首、末端的判別、電動機繞組首、末端的判別當電動機繞組各相引出線標志脫落時，必須先判明哪兩根引出

23、線屬于同一相，再判明哪端是首端，哪端是末端，這是對電機進行正確接線的前提。判定異步電動機繞組首、末端的方法有多種方法：(1)串燈法首先，用一個燈泡與交流電源串聯(lián)后，去碰觸任意兩條引出線，能使燈泡發(fā)亮的兩根引出線顯然是屬于同相繞組，這樣可將六根引出線分成三相繞組。然后，任意規(guī)定一根繞組的首、末端(如、)，并將另一相(如V相)的任意一1U2U端與相連，將串聯(lián)起來的這二相繞組的另外兩端接到低壓交流電源上2U(40100V)，其余那一相(W相)的兩端接燈泡，當合上開關(guān)后，如果燈泡發(fā)亮，可斷定與相聯(lián)的那一根即為該相的首端()；如燈泡不亮，則為末端()，2U1V2V實驗電路如圖2-3所示。用同樣的方法可以

24、判斷另一相的首、末端。圖中接入開關(guān)S的目的是為了使通電時間盡量短些，以保護電機繞組。S1U2U1V2V1W2W亮S1U2U2V1V1W2W不亮)(a)(b圖2-3 串燈法判斷繞組首、末端接線圖本實驗方法的原理如下：如U、V二相繞組是首、末端相聯(lián)，通入交流電所產(chǎn)生的合磁通會穿過W相繞組，因此W相繞組產(chǎn)生感應電動勢而使燈泡發(fā)亮，如圖2-4(a)所示：如U、V二相繞組是末端與末端相連，通入交流電后產(chǎn)生的合磁通不穿過W相繞組，W相繞組不產(chǎn)生感應電動勢，燈泡當然不亮，如圖3-4(b)所示。電力拖動實驗 實驗二 三相異步電動機的使用 - 14 -1U1U2U1V2V1W2W)(a)(b2U1V2V1W2W

25、圖2-4 串燈法判斷繞組首、末端原理圖 (1)電壓表法 用萬用表電阻檔可以從六個引出線中判定哪兩根引線是屬于同一相的，然后規(guī)定任意一相(如U相)的首、末端(和)，1U2U并通過開關(guān)S和電池相聯(lián)結(jié)，在另一相(如V相) 繞組的二端接上電壓表，在接通開關(guān)S的瞬間， 圖2-5 電流表法判斷繞組首、末端 若表頭指針正向擺動，則電壓表正極所接的端鈕與電池正極所接的端鈕是同極性端(即同為首端或末端)，同樣的辦法可以判定第三相的首、末端。實驗電路如圖3-5所示。3、三相異步電動機的起動和反轉(zhuǎn)、三相異步電動機的起動和反轉(zhuǎn)對于中、小型異步電動機，當電源容量相比電動機的功率足夠大時，一般均采用直接起動，即將電動機的

26、定子繞組直接接入額定電壓的電源上。異步電動機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)動方向相同，而旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向取決于繞組與電源接線的相序。因此，改變?nèi)嗬@組與電源相聯(lián)結(jié)的相序(任意對調(diào)兩根相線)，就可達到改變?nèi)喈惒诫妱訖C轉(zhuǎn)向的目的。實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容1、熟悉異步電動機的外形結(jié)構(gòu)及各引線端，記錄銘牌數(shù)據(jù)。2、測量三相異步電動機的絕緣電阻。自檢準備使用的兆歐表，自檢后測量實驗用電動機的絕緣電阻，并填入表2-2中。表2-2 三相異步電動機的絕緣電阻相間絕緣絕緣電阻)(M相與機殼絕緣絕緣電阻)(MU相與V相U相與機殼V相與W相V相與機殼W相與U相W相與機殼電力拖動實驗 實驗二 三相異步電動機的使用 - 15

27、 -3、判定三相繞組的首、末端本實驗所有電機上均標有首、末端，故實驗可用串燈法和電流表法驗證其繞組標號是否正確。實驗分別按圖2-3和圖2-5接線。4、按照銘牌要求，將電動機正確接線(本實驗臺所配電機為380V三角形接法)，并按圖2-6接線。經(jīng)教師檢查無誤后，閉合負荷開關(guān)QM直接起動電機，并觀測電動機的轉(zhuǎn)向。5、斷開負荷開關(guān)QM，改變電機與電源接線的相序(調(diào)換任意兩根相線)，閉合開關(guān)QM，觀察電機轉(zhuǎn)向是否與前面相反。 圖2-6 電動機接線圖實驗報告要求實驗報告要求1、總結(jié)實驗結(jié)果；2、回答問題：(1)電動機的額定電壓與電機接線方式有什么關(guān)系？當三相異步電動機有380/220伏兩種額定電壓，定子繞

28、組可以接成星形也可以接成三角形，試問采用這兩種連接法時電動機的額定值（功率、相電壓、線電壓、相電流、線電流、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)速）有無變化？（2）頻率為60Hz的三相異步電動機，若接在50Hz的電源上使用，將會產(chǎn)生何種現(xiàn)象？ （3）某人在檢修三相異步電動機時，將轉(zhuǎn)子抽掉，而在定子繞組上加三相額定電壓，這會產(chǎn)生什么后果？(4)分析用電壓表法判定三相繞組首、末端方法的原理。M3V380QMUVW電力拖動實驗 實驗二 三相異步電動機的使用 - 16 -電力拖動實驗 實驗三 異步電動機的繼電接觸控制 - 17 -實驗三實驗三 異步電動機的繼電異步電動機的繼電接觸控制接觸控制實驗目的實驗目的1、了解交流

29、接觸器、熱繼電器、按鈕開關(guān)等電器的結(jié)構(gòu)及使用方法；2、用繼電器接觸控制電路對異步電動機進行點動、自鎖、停車控制；3、用繼電器接觸控制電路對異步電動機進行正、反轉(zhuǎn)控制。實驗儀器實驗儀器1、華緯EEL型電工教學實驗臺：交流繼電接觸器控制模塊； 三相自耦可調(diào)變壓器一只；交流電壓表一只。 2、三相異步電動機(380V/220V)一臺。3、導線若干。實驗原理實驗原理1、交流接觸器、熱繼電器、按鈕開關(guān)的結(jié)構(gòu)及使用、交流接觸器、熱繼電器、按鈕開關(guān)的結(jié)構(gòu)及使用(1)交流接觸器交流接觸器是一種利用電磁力帶動觸頭接通或斷開電動機主電路的電磁開關(guān)。交流接觸器主要由電磁系統(tǒng)和觸頭系統(tǒng)兩部分組成，其中電磁系統(tǒng)包括線圈、

30、動鐵芯和靜鐵芯。觸頭系統(tǒng)分為二種，一種接在主電路中，允許通過的電流較大，稱為主觸頭；另一種接在控制電路中，通過電流較小，稱為輔助觸頭。根據(jù)線圈未通電之前狀態(tài)不同，觸頭可以分為常開觸頭(或動合觸頭)和常閉觸頭(或動斷觸頭)。交流接觸器的實物圖、內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖、符號如圖3-1所示。常閉觸點上鐵芯下鐵芯主觸頭常開觸點動鐵芯線圈線圈靜鐵芯KM接觸器線圈主觸頭常開觸頭常閉觸頭)(輔助)(輔助實物圖)(a內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖)(b接觸器符號)(c線徑電壓頻率15. 0V360Hz50ACJ2010圖3-1 交流接觸器接觸器在電磁線圈通電后，動、靜鐵芯之間產(chǎn)生電磁吸力，動鐵芯(上鐵芯)被電力拖動實驗 實驗三 異步

31、電動機的繼電接觸控制 - 18 -靜鐵芯(下鐵芯)吸引而向下運動，與此同時，和它連在一起的觸頭動作，使常開主觸頭和常開輔助觸頭閉合，常閉輔助觸頭斷開。線圈失電時，電磁力消失，因受彈簧的作用動鐵芯恢復原位，常開觸頭釋放，常閉觸頭閉合。用于控制交流電動機的接觸器，通常有三對常開主觸頭，二對常開輔助觸頭和二對常閉輔助觸頭，工作時可根據(jù)需要選擇使用。接觸器的線圈和各種觸頭在電路中用同一字母表示，如KM。(2)熱繼電器熱繼電器是對電動機進行過載保護的一種常用繼電器。熱繼電器根據(jù)電流的熱效應原理制成，圖3-2(a)是它的結(jié)構(gòu)示意圖，其中發(fā)熱元件一般由電阻值不大的電阻絲或電阻片構(gòu)成，直接串聯(lián)在被保護的電動機

32、的主電路中。雙金屬片是由二種熱膨脹系數(shù)不同的金屬片輾壓而成，上層金屬片熱膨脹系數(shù)小，下層金屬片熱膨脹系數(shù)大，雙金屬片緊貼發(fā)熱元件，其一端固定在支架上，另一端與扣板自由接觸。當電動機在額定負載下運行時，通過發(fā)熱元件的電流是額定電流，這個電流不足以使熱繼電器動作。當電動機過載時，通過發(fā)熱元件的電流超過額定值，產(chǎn)生的熱量使雙金屬片受熱變形，彎向膨脹系數(shù)小的一側(cè)，即向上彎曲，使雙金屬片右端與扣板脫開，在彈簧拉力的作用下，扣板向左轉(zhuǎn)動，將常閉觸頭斷開。此常閉觸頭在接觸線圈電路中，在觸頭斷開時，切斷接觸器線圈電路，從而切斷主電路，保護電動機。由于熱繼電器是依靠發(fā)熱元件通電后，使雙金屬片變形而動作的，出現(xiàn)觸

33、頭斷開動作，需要有一個熱量計量的過程，對于短時過載，熱繼電器不會立即動作，所以它只適用于電動機的長期過載保護，不能做短路保護。II熱元件雙金屬片常閉觸點復位按鈕彈簧扣板KHKH發(fā)熱元件常開常閉結(jié)構(gòu)圖)(a符號)(b圖3-2 熱繼電器(3)按鈕開關(guān)按鈕是繼電接觸控制電路中最常用的主令電器，用于發(fā)出“接通”或“斷開”的指令信號，起到控制電機的目的。按鈕的外形及內(nèi)部剖面圖如圖3-3(a)、(b)所示。由一對常開觸頭，一對常閉觸頭、復位彈簧和按鈕帽組成。手沒有按動按鈕之前的工作狀態(tài)稱為常態(tài)，常態(tài)不斷開的觸頭稱為常開觸頭。手按動按鈕時，觸頭狀態(tài)隨即改變，常閉觸頭先斷開，常開觸頭隨之閉合。松動按鈕時，電力

34、拖動實驗 實驗三 異步電動機的繼電接觸控制 - 19 -因復位彈簧的作用，各觸頭立即恢復常態(tài)，常開觸頭先復位，常閉觸頭后復位閉合。外形結(jié)構(gòu)圖)(a動觸點靜觸點常閉按鈕常開按鈕內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖)(b符號)(c按鈕帽復位彈簧常閉觸頭常開觸頭圖3-3 按鈕開關(guān)2、點動控制環(huán)節(jié)、點動控制環(huán)節(jié)點動控制電路主要由按鈕、接觸器組成，如圖3-4所示。按下起動按鈕SB，接觸器線圈KM得電，接觸器常開觸頭閉合，電動機得電運轉(zhuǎn)。松開起動按鈕SB，由于復位彈簧的作用，使按鈕復位，常開觸點斷開，接觸器線圈失電，電動機停轉(zhuǎn)。如此按下、松開起動按鈕，使電動機斷續(xù)通電，從而實現(xiàn)點動控制。QMUVWM3SBKMKMFUQMUVW

35、KMFUM3KHKH2SB1SBKMKMV380V380圖3-4 點動控制 圖3-5 起動、停車、加保護控制電路3、自鎖控制環(huán)節(jié)、自鎖控制環(huán)節(jié)點動控制只有在按下按鈕時電機才運轉(zhuǎn)，一旦松開按鈕，電動機就停止運行。為實現(xiàn)電機長期連續(xù)運行，需要加入自鎖環(huán)節(jié)。自鎖環(huán)節(jié)的實現(xiàn)是在按鈕開關(guān)的常開觸頭二端并聯(lián)上接觸器KM的一副輔助常開觸頭。如圖3-5所示，當按下起動按鈕時，接觸器KM線圈得電，主觸頭KM閉合，電動機得電運轉(zhuǎn)，1SB與此同時，并聯(lián)在按鈕上的常開輔助觸頭也閉合。這樣即使松開按鈕，1SB1SB由于KM常開輔助觸頭閉合，接觸器線圈仍然有電流通過，因此電動機可繼續(xù)運行。這種依靠接觸器自身輔助常開觸頭閉

36、合而使線圈保持通電的作用稱為“自電力拖動實驗 實驗三 異步電動機的繼電接觸控制 - 20 -鎖”(或“自保”)。起自鎖作用的觸頭稱為自鎖觸頭。為使自鎖后的電機可以停車，在接觸器線圈電路中再串入一個帶常閉觸頭的停止按鈕即可。2SB4、保護環(huán)節(jié)、保護環(huán)節(jié)為確保電動機正常運行，防止由于短路、過載、欠壓等事故造成的危害，在電動機的主電路和控制電路中必須裝有各種保護裝置。一般有短路保護、過載保護、失壓保護和欠壓保護等。(1)短路保護通常采用熔斷器。(2)過載保護通常采用熱繼電器。注意：熱繼電器與熔斷器兩者在電路中所起作用不同，兩者不能互相代替，注意：熱繼電器與熔斷器兩者在電路中所起作用不同，兩者不能互相

37、代替，在保護環(huán)節(jié)中，它們互相補充，都不可缺少在保護環(huán)節(jié)中，它們互相補充，都不可缺少(見圖3-5)。(3)失壓和欠壓保護電動機運行時由于外界因素，突然斷電又重新供電，在未加防范的情況下容易造成事故。因此在控制電路中應有失壓保護環(huán)節(jié)，確保斷電后，在工作人員沒有重新操作的情況下，電機不能自行運轉(zhuǎn)。如電源電壓太低，會影響電機的正常運行(電磁轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比)。因此，在控制電路中應有欠壓保護環(huán)節(jié)。凡是應用接觸器并具有自鎖環(huán)節(jié)的繼電接觸控制電路，本身都具有失壓保護的環(huán)節(jié)。當電源電壓突然中斷或嚴重欠壓時，接觸器線圈產(chǎn)生的電磁力為零或很小，由于彈簧的作用，動鐵芯復位。使主電路切斷，并失去自鎖，電機停止運行

38、。而當電源重新恢復正常供電時，接觸器線圈不能自行通電，電動機不能自行起動。只有操作人員在有準備的情況下再次按下起動按鈕，電動機才能起動，從而實現(xiàn)失壓和欠壓保護。5、聯(lián)鎖控制環(huán)節(jié)、聯(lián)鎖控制環(huán)節(jié)幾只控制電路通過輔助觸頭之間的相互聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)彼此之間相互聯(lián)系又相互制約的作用，叫相互“聯(lián)鎖”，也叫“互鎖”。實現(xiàn)聯(lián)鎖控制的觸頭叫聯(lián)鎖觸頭。繼電接觸控制電路，通過接觸器、繼電器之間的相互聯(lián)鎖，可以實現(xiàn)多臺設備按生產(chǎn)工藝進行工作，是實現(xiàn)自動控制及保護的重要環(huán)節(jié)。 圖3-6 不帶聯(lián)鎖的正、反轉(zhuǎn)控制電路本實驗通過三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路，說明聯(lián)鎖環(huán)節(jié)的作用。我QMUVW1KM1FUM3KHKH1SB2KM3S

39、B2SB2KM1KM2KM1KM2FU電力拖動實驗 實驗三 異步電動機的繼電接觸控制 - 21 -們知道，改變?nèi)喈惒诫妱訖C的旋轉(zhuǎn)方向，只需要改變引入三相異步電動機的三相電源的相序即可。這可以通過二個接觸器來實現(xiàn)，如圖3-6所示。按下起動按鈕，1SB接觸器線圈通電并1KM自鎖，主觸頭閉合，1KM電動機按正相序正向運轉(zhuǎn)。如按下起動按鈕，接觸器線圈通電并自鎖，主觸頭閉合，電動機因U、W兩相線2SB2KM2KM與電機接線換相，電機按反向運轉(zhuǎn)。但是，這個電路存在一個非常嚴重的問題，即當電動機正轉(zhuǎn)運行時， 圖3-7 帶聯(lián)鎖的正、反轉(zhuǎn)控制電路如再按時，會出現(xiàn)和同時得電閉合，造成U和W兩相電源短路故2SB1

40、KM2KM障，因此必須嚴加防范，即必須設法使兩個接觸器在任何情況下都不能同時通電。我們可以利用兩只接觸器的常閉輔助觸頭和，如圖3-7那樣串聯(lián)1KM2KM到對方接觸器線圈所在的支路里。當正轉(zhuǎn)接觸器通電時，串聯(lián)在反轉(zhuǎn)接觸器線圈支路中的常閉觸頭已經(jīng)斷開，從而切斷了支路，這時即使按2KM1KM2KM下反轉(zhuǎn)起動按，線圈也不會通電。同理，在反轉(zhuǎn)接觸器通電時，2SB2KM2KM即使按下正轉(zhuǎn)起動按鈕，線圈也不會通電，保證了電路的正常工作。1SB1KM實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容1、點動控制：按圖3-4聯(lián)接線路，接線時要按一定順序進行。主電路可按三相電動機接觸器主觸頭熔斷器三相負荷開關(guān)三相電源順序進行?？刂齐娐钒窗粹oSB接

41、觸器線圈KM，然后將兩端接入電源兩根火線上。經(jīng)教師檢查無誤后，進行“點動”控制操作。2、自鎖控制：按圖3-5接線，即在點動控制電路中加入停止按鈕、自鎖2SB觸頭KM和熱繼電器常閉觸頭，在主電路中接入發(fā)熱元件，進行起動、停止控制操作。3、正反轉(zhuǎn)控制：按圖3-7接線，經(jīng)教師檢查后，再接通電源，閉合負荷開關(guān)QM，按下，使電機起動，并觀察電機轉(zhuǎn)向。按驗證聯(lián)鎖觸頭的作用，1SB2SB然后按使電機停轉(zhuǎn)，再按下使電機重新起動，觀察電機的旋轉(zhuǎn)方向。3SB2SBQMUVW1KM1FUM3KHKH1SB1KM2KM3SB2SB2KM1KM2KM2KM1KM2FU電力拖動實驗 實驗三 異步電動機的繼電接觸控制 -

42、22 -實驗報告要求實驗報告要求1、詳細分析帶短路及過載保護的三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制電路；2、繪出籠型電動機能耗制動的控制電路，并說明其工作原理。3、繪出用行程開關(guān)控制工作臺自動往還的控制電路，并說明其工作原理。電力拖動實驗 實驗四 三相異步電動機Y-起動控制 - 23 - 23 -實驗四實驗四 三相異步電動機三相異步電動機起動控制起動控制實驗目的實驗目的1、了解時間繼電器的作用及空氣阻尼式時間繼電器的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法；2、掌握起動的原理，繼電器接觸控制電路的接線和操作。Y實驗儀器實驗儀器1、三相交流異步電動機(380V/660V)一臺；2、時間繼電器一個；3、交流接觸器三個；4、熱繼

43、電器一個；5、三相負荷開關(guān)一個；6、按鈕開關(guān)一個；7、電工板一塊；8、螺絲刀、撥線鉗、導線若干。實驗原理實驗原理1、空氣阻尼式時間繼電器、空氣阻尼式時間繼電器時間控制環(huán)節(jié)，是生產(chǎn)過程中需要解決的一個重要問題。時間繼電器就是一種具有延時作用，可按照所需時間的間隔或次序來接通或斷開控制電路的一種電器。時間繼電器的種類很多，空氣阻尼式時間繼電器是交流控制電路中比較常見的一種。圖4-1是它的結(jié)構(gòu)示意圖。它主要由電磁系統(tǒng)、工作觸頭、氣室和傳動機構(gòu)等部分組成。時間繼電器線圈通電后，銜鐵(動鐵芯)和托板立即被吸下，但是活塞桿和桿桿不能立即跟銜鐵一起落下，因活塞桿的上端連著氣室中的橡皮膜，當 圖4-1 空氣阻

44、尼式時間繼電器活塞桿在釋放彈簧的作用下向下運動時，橡皮膜隨之向下凹，使上氣室的空氣出氣孔橡皮膜傘形活塞活塞桿恢復彈簧動鐵芯吸引線圈釋放彈簧延時觸頭瞬時觸頭進氣孔調(diào)節(jié)螺釘杠桿托板電力拖動實驗 實驗四 三相異步電動機Y-起動控制 - 24 - 24 -變得稀薄，因此橡皮膜受到下氣室的壓力，致使活塞桿只能緩慢下降。經(jīng)過一定時間后，活塞桿下降到一定位置，通過杠桿推動延時觸頭動作(常閉觸頭打開，常開觸頭閉合)。從線圈通電到延時觸頭動作，這一段時間就是時間繼電器的延遲時間。利用調(diào)節(jié)螺釘，可以改變進氣孔的大小，從而改變進氣量的快慢。進氣量慢，延遲時間長；進氣量快，延遲時間短。所以調(diào)節(jié)進氣量的快慢可以調(diào)節(jié)延遲

45、時間的長短。線圈斷電以后，在恢復彈簧的作用下，銜鐵立即復位，活塞桿上移，上氣室氣壓加大，空氣經(jīng)排氣孔排出，時間繼電器各觸點恢復原態(tài)。時間繼電器除有延時動作的觸頭之外，往往還裝有瞬時動作的觸頭，以供他用，使用時注意不要接錯。時間繼電器除通電后產(chǎn)生延時作用外，還有線圈斷電后產(chǎn)生延時作用的。時間繼電器的觸頭符號與一般繼電器不同，如圖4-2所示。通電延時閉合)(a通電延時斷開)(b斷電延時斷開)(c斷電延時閉合)(d圖4-2 時間繼電器的觸頭符號2、Y變換起動變換起動lYIPYUlYPYIIUVWlI3lPII形接法的電流關(guān)系Ya)(形接法的電流關(guān)系)(b圖4-3 Y-起動時的電流關(guān)系三相異步電動機起

46、動時，旋轉(zhuǎn)磁場以最大相對轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導體，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的感應電動勢很高，所以轉(zhuǎn)子電流極大。反應到原邊，定子電流可達額定電流的倍。起動電流大，會造成電網(wǎng)電壓的波動，影響接在同一電網(wǎng)中74的其他用電設備的正常工作；頻繁起動的電機會因為起動電流的頻繁沖擊，使電機發(fā)熱。因此對于較大容量的電機必須設法減小起動電流。變換起動就Y是一種常用的起動方法。變換起動只適用于電動機正常運行時是三角形接Y法的電動機。起動時，先將電機繞組按星形(Y)連接，起動后再換接成三角形()連接。定子繞組星形連接時，如圖4-3(a)，各相繞組承受的電壓為電源線電壓的；而做三角形連接時，如圖7-3(b)，各相繞組承受的電壓等于電源線

47、電壓。3/1電力拖動實驗 實驗四 三相異步電動機Y-起動控制 - 25 - 25 -因為相電流與負載上的相電壓成正比，故Y接起動時的相電流與接法時的PYI相電流之比為PI-(4-1)3131llPPYPPYUUUUII設和分別為Y接法和接法時的線電流，根據(jù)線電流與相電流的關(guān)系lYIlI可得，則有PYlYIIPlII3-(4-2)31313131PPYllYIIII上式說明，當定子繞組接成星形起動時，電網(wǎng)電流只等于接成三角形的1/3，即減小了起動電流。由于電磁轉(zhuǎn)矩是與電壓平方成正比的，采用起Y動相當于降低相電壓到正常值的，故起動轉(zhuǎn)矩也減至接法時的1/3。3/13、Y起動的控制電路起動的控制電路起

48、動控制電路應具有如下功能：電路中具有短路、過載保護；按下按Y鈕后，控制電路先將電機接成Y形，當電機接近額定轉(zhuǎn)速時，自動將電機換成接法；電機起動后，時間繼電器要與電路切斷。電機起動后，時間繼電器要與電路切斷。具體實用電路如圖4-4所示。UVWFUKH1KM1W2V1V1U2W2UKT3KM1SB關(guān)2SB開KT2KM1KM3KMKH2KM3KM1KMM33KM2KMQS圖4-4 Y起動控制電路主電路包括起短路保護作用的熔斷器FU、起過載保護的熱繼電器KH。負載開關(guān)QS閉合后向整個電路提供電源。如接觸器常開觸頭斷開，而常開觸2KM頭閉合，則三相定子繞組的三個末端接在一起，電動機接成星形；如接觸3KM

49、器常開觸頭斷開，閉合，則三相定子繞組接成三角形。在或3KM2KM3KM閉合的情況下，若閉合，則電機做Y接起動或接運轉(zhuǎn)。2KM1KM電力拖動實驗 實驗四 三相異步電動機Y-起動控制 - 26 - 26 -在控制電路中，第一條支路中有時間繼電器的線圈KT，當其通電時，常閉觸頭將延時斷開。當按下起動按鈕時，時間繼電器線圈KT和接觸器線圈2SB同時得電，的常開觸頭閉合，電動機接成星形，并使接觸器線圈3KM3KM得電，電動機做星形接法起動。為防止此時線圈得電，造成電源短路1KM2KM故障，在線圈電路中串有接觸器常閉觸頭，當常開觸頭閉合時，2KM3KM3KM常閉觸頭是斷開的。經(jīng)過預先整定好的延遲時間后，時

50、間繼電器常閉觸頭3KMKT斷開，切斷了線圈的電路，因線圈失電，它的常開觸頭斷開，常3KM3KM閉觸頭閉合，使接觸器線圈得電，電動機線圈做三角形聯(lián)接，并在全壓下2KM運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了自動換接的降壓起動，而且由于線圈的常開觸頭斷開，Y3KM切斷了時間繼電器線圈電路，使時間繼電器停止工作。按下停止按鈕，線圈1SB失電，主觸頭及自鎖觸頭斷開，電動機停車。1KM實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容1、弄清實驗板上的各電器、電動機的接線方法和電路圖中各接觸器、繼電器的動作順序。按圖4-接線，可先接控制電路，然后連接主電路。2、檢查控制電路接線是否正確。3、閉合負荷開關(guān)QS，按下起動按鈕，觀察各接觸器、繼電器動作順序2SB是否正常，如出現(xiàn)故障，拉開QS開關(guān)，自行檢查排除。4、調(diào)整時間繼電器的延時時間，重新操作，觀察延時的作用及變化。5、按下起動按鈕，進行起動，根據(jù)電動機起動所用的時間，將2SBY時間繼電器延時時間調(diào)整到合適位置，并記下延時時間。實驗報告要求實驗報告要求1、繪制電路原理圖；2、分析控制電路中各觸點在電路中的功能。3、在實驗過程中發(fā)生過什么故障，怎樣進行檢查排除？4、在實驗電路中，時間繼電器的延時長短怎樣才是合適的？延時過長或過短有什么問題？電力拖動實驗 實驗五 三相異步電動機能耗制動- 27 - 27 -實驗五實驗五 三相異步電動機能耗制動三相異步電動機能耗制動實驗目的實驗目的1