電拖實驗指導書

1、 電機與拖動基礎實 驗 指 導 書機電工程學院機電教研室電機與拖動基礎實驗指導書課程編號： 課程名稱：電機與拖動基礎周數(shù)/學分：先修課程：大學物理、電工學適用專業(yè)：機械設計制造及其自動化開課教研室： 機電教研室目 錄前言1實驗一 他勵直流電動機的運行實驗6實驗二 三相異步電動機的起動與調速實驗11前 言 電機與拖動基礎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)學生能根據(jù)實驗目的，實驗內容及實驗設備來擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數(shù)據(jù)，進行分析研究，得出必要結論，從而完成實驗報告。學生在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認真做好實驗?，F(xiàn)按實驗過程對學生提出下列

2、基本要求。 一、實驗前的準備 實驗前應復習教科書有關章節(jié)，認真研讀實驗指導書,了解實驗目的、 項目、方法與步驟，明確實驗過程中應注意的問題，有些內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。 認真作好實驗前的準備工作，對于培養(yǎng)學生獨立工作能力，提高實驗質量和保護實驗設備都是很重要的。 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、調節(jié)負載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應有明確的分工，以保證實驗操作協(xié)調，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

3、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，一般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。 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，應立即切斷電源，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

4、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、結論明確。 實驗報告包括以下內容： 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)(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8cm8cm，曲線要用曲線尺或

5、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論。實驗報告應寫在一定規(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。四、實驗安全操作規(guī)程 為了按時完成電機及電氣技術實驗，確保實驗時人身安全與設備安全，要嚴格遵守如下規(guī)定的安全操作規(guī)程： 1、實驗時，人體不可接觸帶電線路。 2、接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進行。 3、學生獨立完成接線或改接線路后必須經(jīng)指導教師檢查和允許，并使組內其他同學引起注意后方可接通電源。實驗中如發(fā)生事故，應立即切斷電源，經(jīng)

6、查清問題和妥善處理故障后，才能繼續(xù)進行實驗。 4、電機如直接起動則應先檢查功率表及電流表的電流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免損壞儀表或電源。 5、總電源或實驗臺控制屏上的電源接通應由實驗指導人員來控制， 其他人只能由指導人員允許后方可操作，不得自行合閘。實驗一 他勵直流電動機的運行實驗一、實驗目的 1、學習電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。2、認識在直流電機實驗中所用的電機、儀表、變阻器等組件及使用方法。3、熟悉他勵電動機(即并勵電動機按他勵方式)的接線、起動、改變電機轉向與調速的方法。三、實驗內容1、了解實驗裝置中的電樞電源、勵磁電源、渦流測功系統(tǒng)、變阻器、多量程直流電壓表、電

7、流表及直流電動機的使用方法。2、掌握渦流測功機控制系統(tǒng)的使用方法及原理 3、用伏安法測直流電動機和直流發(fā)電機的電樞繞組的冷態(tài)電阻。 4、直流他勵電動機的起動、調速及改變轉向。三、實驗設備及控制屏上掛件排列順序1、實驗設備 序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉速表1 臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1 臺4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表1 件5D41三相可調電阻器1 件6D42三相可調電阻器1 件6D44可調電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關板1件 2、控制屏上掛件排列順序 D31、D42、D41、D51、D31、D44四、實驗原理及操作步驟1、由

8、實驗指導人員介紹DDSZ-1型電機及電氣技術實驗裝置各面板布置及使用方法，講解電機實驗的基本要求，安全操作和注意事項。2、伏安法測電樞的直流電阻圖1-1 測電樞繞組直流電阻接線圖（1）按圖1-1接線，電阻R用D42上1800阻值并調至最大。A表選用D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表，量程選用5A檔。開關S選用D51掛箱。 （2）經(jīng)檢查無誤后按下控制屏上的“啟動”按鈕 ，將電樞電源開關撥至“開”位置接通電樞電源，并調節(jié)右側旋鈕至220V。調節(jié)R使電樞電流達到0.2A（如果電流太大，可能由于剩磁的作用使電機旋轉，測量無法進行；如果此時電流太小，可能由于接觸電阻產(chǎn)生較大的誤差），迅速測取電機電樞兩端電

9、壓U和電流I。將電機轉子分別旋轉三分之一和三分之二周，同樣測取U、I三組數(shù)據(jù)列于表1-1中。 （3）增大R使電流分別達到0.15A和0.1A，用同樣方法測取六組數(shù)據(jù)列于表2-1中。取三次測量的平均值作為實際冷態(tài)電阻值表1-1序號U（V）I（A）R（ 平均）（）Ra（）Raref（）1Ra11=Ra1=Ra12=Ra13=2Ra21=Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31=Ra3=Ra32=Ra33=表中： （4）計算基準工作溫度時的電樞電阻 由實驗直接測得電樞繞組電阻值，此值為實際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室溫。按下式換算到基準工作溫度時的電樞繞組電阻值：式中:Raref 換算到基準工作溫度時電樞

10、繞組電阻。（）。Ra電樞繞組的實際冷態(tài)電阻。（）。ref 基準工作溫度，對于E級絕緣為75 。a實際冷態(tài)時電樞繞組的溫度。（）3、直流儀表、轉速表和變阻器的選擇 直流儀表、轉速表量程是根據(jù)電機的額定值和實驗中可能達到的最大值來選擇，變阻器根據(jù)實驗要求來選用，并按電流的大小選擇串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的接法。 （1）電壓量程的選擇 例如測量電動機兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為1000V量程檔。 （2）電流量程的選擇 因為直流并勵電動機的額定電流為1.2A，測量電樞電流的電表A2可選用直流安培表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，測量勵磁電流的電表A1可選用直流毫安表的200mA量程檔

11、。 （3）電動機DJ15的額定轉速為1600r/min，渦流測功機測量轉速的范圍為03000r/min,所以可以用信號線將渦流測功機控制箱與渦流測功機導軌連接，直接從渦流測功機控制箱讀取電動機的轉速。 （4）變阻器的選擇 變阻器選用的原則是根據(jù)實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定，電樞回路R1可選用D41掛件的1.3A的90與90串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D42掛件的0.41A的900與900串聯(lián)電阻。 4、直流他勵電動機的起動準備 按圖2-2接線。圖中直流他勵電動機M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.2A,額定轉速nN=1600r/m

12、in,額定勵磁電流IfN0.16A。直流電流表選用D31掛件。Rf1用D42的1800阻值作為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。R1選用D41的180阻值作為直流他勵電動機的起動電阻。他勵電動機與渦流測功機之間用聯(lián)軸器同軸聯(lián)接。圖12 直流他勵電動機接線圖 5、他勵直流電動機起動步驟（1）檢查按圖1-2的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機勵磁回路接線是否牢固。然后，將電動機電樞串聯(lián)起動電阻R1調至最大位置、M的磁場調節(jié)電阻Rf1調到最小位置，并確認控制屏下方右邊的電樞電源開關處于斷開狀態(tài)。用信號線將渦流測功機及渦流測功機控制箱連接，控制模式切換到轉矩控制狀態(tài)下，將突減載開關撥至

13、下端，然后將給定調節(jié)旋鈕逆時針旋轉到最小，打開船形開關接通電源，按下調零按鈕。作好起動準備。（2）開啟控制屏上的鑰匙開關，按下其上方的“啟動”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關，觀察電動機M的勵磁電流值，接通控制屏右下方的電樞電源開關，使電動機M起動。（3）改變電動機的轉向電動機M起動后觀察渦流測功機控制箱轉速表的顯示值，應為正值。若不正確，可將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關，使他勵電動機停機。在斷電情況下，將電樞繞組（或勵磁繞組）的兩端接線對調后，再按他勵電動機的起動步驟起動電動機，并觀察電動機的轉向及轉速表顯示的轉向。

14、 （4）將電動機的啟動電阻R1調至最小位置，同時調節(jié)渦流測功機控制箱上的調節(jié)旋鈕及電動機的勵磁電流If1,使電動機達到額定狀態(tài)?？梢灾苯訌臏u流測功機控制箱的顯示框讀取電動機的轉速，輸出轉矩及電動機的輸出功率。（5）調節(jié)他勵電動機的轉速 將渦流測功機控制箱上的調節(jié)旋鈕逆時針旋轉到底。分別改變串入電動機M電樞回路的調節(jié)電阻R1和勵磁回路的調節(jié)電阻Rf1，觀察轉速變化情況。 五、實驗注意事項 1、直流他勵電動機起動時，須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調至最小，先接通勵磁電源,使勵磁電流最大,同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調至最大,然后方可接通電樞電源。使電動機正常起動。起動后，將起動電阻R1調至零，使電

15、機正常工作。 2、直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調回到最小值。渦流測功機控制箱的調節(jié)旋鈕逆時針旋轉到底，為下次起動作好準備。 3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。4、在電動機運行狀態(tài)下不得將連接渦流測功機控制箱與渦流測功機導軌的信號線拆掉。做測功機使用時應將突減載開關撥至下端位置，控制模式切換到轉矩控制狀態(tài)下。六、實驗報告要求 1、畫出直流他勵電動機電樞串電阻起動的接線圖。說明電動機起動時，起動電阻R1和磁場調節(jié)電阻Rf1應調到什么位置?為什么? 2、在電動機輕載及額定負載時，

16、增大電樞回路的調節(jié)電阻，電機的轉速如何變化？增大勵磁回路的調節(jié)電阻，轉速又如何變化？七、思考題1、有哪些途徑可以改變直流電動機的轉向？2、在他勵直流電動機啟動時，為什么要先加勵磁電源后加電樞電源？3、直流電動機起動時，為什么在電樞回路中需要串接起動變阻器? 不串接會產(chǎn)生什么嚴重后果? 實驗二 三相異步電動機的起動與調速一、實驗目的 通過實驗掌握異步電動機的起動和調速的方法。二、實驗內容 1、直接起動 2、星形三角形(Y-)換接起動。 3、自耦變壓器起動。 4、線繞式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器起動。 5、線繞式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器調速。三、實驗設備及控制屏上掛件排列順序1、實驗

17、設備 序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉速表1件2DJ16三相鼠籠異步電動機1件3DJ17三相線繞式異步電動機1件4D31直流電壓、毫安、安培表1件5D32數(shù)/模交流電流表1件6D33數(shù)/模交流電壓表1件7D43三相可調電抗器（可選）1件8D51波形測試及開關板1件9DJ17-1起動與調速電阻箱1件10內六角扳手1個11彈性聯(lián)軸器1個2、屏上掛件排列順序 D33、D32、D51、D31、D43 四、實驗原理及操作步驟 1、三相鼠籠式異步電機直接起動試驗 圖2-1 鼠籠式異步電動機直接起動 (1) 按圖2-1接線。電機選用DJ16，繞組為接法。異步電動機直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)

18、接，不聯(lián)接負載電機DJ23。 (2) 把控制屏上的交流調壓器逆時針退到零位，開啟鑰匙開關，按下控制屏上的“啟動”按鈕，接通三相交流電源。 (3) 調節(jié)調壓器，使輸出電壓達到電機額定電壓220伏，使電機起動旋轉，(如電機旋轉方向不符合要求需調整相序時，必須按下“停止”按鈕，切斷三相交流電源)。 (4)再按下“停止”按鈕，斷開三相交流電源，待電動機停止旋轉后，重新按下“啟動”按鈕，接通三相交流電源，使電機全壓起動，觀察電機起動瞬間電流值(按指針式電流表偏轉的最大位置所對應的讀數(shù)值定性計量。(5) 斷開電源開關，將調壓器退到零位，電機軸伸端裝上圓盤（注：圓盤直徑為10cm）和彈簧秤。(6) 按下啟動

19、按鈕接通電源，調節(jié)控制屏左側調壓器旋鈕升高電壓，使電機電流為23倍額定電流，讀取電壓值UK、電流值IK，轉矩值TK， 試驗時通電時間不應超過10秒，以免繞組過熱。對應于額定電壓時的起動電流ISt和起動轉矩TSt按下式計算： 式中 IK起動試驗時的電流值，A； TK起動試驗時的轉矩值，Nm。 表2-1測 量 值計 算 值UK(V)IK(A)TK(Nm)ISt(A)Tst(Nm)2、星形三角形(Y-)起動 圖2-2 三相鼠籠式異步電機星形三角形起動(1) 按下控制屏上的啟動按鈕，將調壓器調至零位。(2) 三刀雙擲開關合向右邊(Y接法)。合上電源開關，逐漸調節(jié)調壓器使升壓至電機額定電壓220伏，使電

20、機旋轉，然后按下停止按鈕斷開電源開關，待電機停轉。 (3)重新按下控制屏上的啟動按鈕，接通電源。觀察起動瞬間電流，待轉速穩(wěn)定后快速把S合向左邊，使電機()正常運行，整個起動過程結束。觀察起動瞬間電流表的顯示值以與其它起動方法作定性比較。3、自耦變壓器起動(1) 按圖2-3接線。電機繞組為接法(DJ16或DJ24)。(2) 三相調壓器退到零位，開關S合向左邊。自耦變壓器選用D43掛箱。(3) 按下控制屏上的啟動按鈕，接通交流電源。調節(jié)調壓器使輸出電壓達電機額定電壓220伏，斷開電源開關，待電機停轉。(4)開關S合向右邊，按下啟動按鈕，使電機由自耦變壓器降壓起動( 自耦變壓器抽頭輸出電壓分別為電源電壓的40%、60%和80%)并經(jīng)一定時間再把S合向左邊，使電機按額定電壓正常運行，整個起動過程結束。 觀察起動瞬間電流以作定性的比較。圖2-3 三相鼠籠式異步電動機自耦變壓器法起動 4、線繞式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器起動電機定子繞組Y形接法圖2-4 線繞式異步電機轉子繞組串電阻起動 (1) 調壓器退到零位，按圖2-3接線，電機為線繞式異步電動機。 (2) 轉子每相串入的電阻選用DJ17-1起動與調速電阻箱。 (3) 調壓器退到零位，軸伸端裝上圓盤和彈簧秤 (4) 調節(jié)調壓器旋鈕，使輸出電壓為1