電機及拖動 實驗指導(dǎo)書

1、電機及拖動實驗指導(dǎo)書        吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機械及自動化工程系第一章 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(xué)生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會根據(jù)實驗?zāi)康?，實驗?nèi)容及實驗設(shè)備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數(shù)據(jù)，進(jìn)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(rèn)真做好實驗?，F(xiàn)按實驗過程提出下列基本要求。 一、實驗前的準(zhǔn)備 實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書有關(guān)章節(jié)，認(rèn)真研讀實驗指導(dǎo)書,了解

2、實驗?zāi)康摹㈨椖?、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(yù)習(xí)，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(zhǔn)備記錄抄表等。 實驗前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報告,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)為確實作好了實驗前的準(zhǔn)備，方可開始作實驗。 認(rèn)真作好實驗前的準(zhǔn)備工作，對于培養(yǎng)同學(xué)獨立工作能力，提高實驗質(zhì)量和保護(hù)實驗設(shè)備都是很重要的。 二、實驗的進(jìn)行 1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進(jìn)行,每組由23人組成，實驗進(jìn)行中的接線、調(diào)節(jié)負(fù)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(zhǔn)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，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(dǎo)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，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(yù)習(xí)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(rèn)真負(fù)責(zé)，實驗有始有終 實驗完畢，須將數(shù)據(jù)交指

4、導(dǎo)教師審閱。經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導(dǎo)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(xué)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(biāo)紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于8cm×8c

5、m，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(biāo)出。 6) 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)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(dǎo)教師批閱。 實驗一 直流發(fā)電機 一、實驗?zāi)康?1、掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機的各種運行特性，并根據(jù)所測得的運行特性評定該被試電機的有關(guān)性能。 2、通過實驗觀察并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。 二、預(yù)習(xí)要點 1、什么是發(fā)電機的運行特性？在求取直流發(fā)電機的特性曲線時，哪些物理量應(yīng)保持不變，哪些物理量應(yīng)測取。 2、

6、做空載特性實驗時，勵磁電流為什么必須保持單方向調(diào)節(jié)？ 3、并勵發(fā)電機的自勵條件有哪些？當(dāng)發(fā)電機不能自勵時應(yīng)如何處理？ 4、如何確定復(fù)勵發(fā)電機是積復(fù)勵還是差復(fù)勵？ 三、實驗項目 1、他勵發(fā)電機實驗 （1）測空載特性 保持n=nN使IL=0，測取U0=f（If）。 （2）測外特性 保持n=nN使If=IfN ，測取U=f（IL）。 （3）測調(diào)節(jié)特性 保持n=nN使U=UN，測取If=f（IL）。 2、并勵發(fā)電機實驗 （1）觀察自勵過程 （2）測外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測取U=f（IL）。 3、復(fù)勵發(fā)電機實驗 積復(fù)勵發(fā)電機外特性 保持n=nN使Rf2常數(shù)，測取Uf（IL）。 四、實驗設(shè)備

7、及掛件排列順序1、實驗設(shè)備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機1 臺3DJ13直流復(fù)勵發(fā)電機1 臺4D31直流電壓、毫安、安培表2 件5D44可調(diào)電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關(guān)板1 件7D42三相可調(diào)電阻器1 件 2、屏上掛件排列順序 D31、D44、D31、D42、D51 五、實驗方法 1、他勵直流發(fā)電機         圖11直流他勵發(fā)電機接線圖 按圖1-1接線。圖中直流發(fā)電機G選用DJ13，其額定值PN100W，UN200V，IN0.5A，nN16

8、00r/min。校正直流測功機MG作為G的原動機（按他勵電動機接線）。MG、G及TG由聯(lián)軸器直接連接。開關(guān)S選用D51組件。Rf1選用D44的1800變阻器，Rf2 選用D42的900變阻器，并采用分壓器接法。R1選用D44的180變阻器。R2為發(fā)電機的負(fù)載電阻選用D42，采用串并聯(lián)接法（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)），阻值為2250。當(dāng)負(fù)載電流大于0.4 A時用并聯(lián)部分，而將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇合適的量程。 （1）測空載特性 1）把發(fā)電機G的負(fù)載開關(guān)S打開，接通控制屏上的勵磁電源開關(guān)，將Rf2調(diào)至使G勵磁電壓最小的位置。 2）

9、使MG電樞串聯(lián)起動電阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左邊的勵磁電源開關(guān)，在觀察到MG的勵磁電流為最大的條件下，再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，起動直流電動機MG，其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。 3）電動機MG起動正常運轉(zhuǎn)后，將MG電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至最小值 ，將MG的電樞電源電壓調(diào)為220V，調(diào)節(jié)電動機磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使發(fā)電機轉(zhuǎn)速達(dá)額定值，并在以后整個實驗過程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。 4）調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁分壓電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達(dá)U01.2UN為止。 5）在保持n=nN1600r/min條件下，從U01.2UN 開始，單方向調(diào)節(jié)分壓器電阻Rf2使發(fā)電機勵磁電

10、流逐次減小，每次測取發(fā)電機的空載電壓U0和勵磁電流If，直至If0（此時測得的電壓即為電機的剩磁電壓）。 6）測取數(shù)據(jù)時U0UN和If0兩點必測，并在U0UN 附近測點應(yīng)較密。 7）共測取78組數(shù)據(jù)，記錄于表1-1中表1-1 n=nN1600r/min IL=0U0（V）         If（mA）          （2）測外特性 1）把發(fā)電機負(fù)載電阻R2調(diào)到最大值，合上負(fù)載開關(guān)S。 2）同時調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)

11、電阻Rf1，發(fā)電機的分壓電阻Rf2 和負(fù)載電阻R2使發(fā)電機的ILIN，UUN，n=nN，該點為發(fā)電機的額定運行點，其勵磁電流稱為額定勵磁電流IfN，記錄該組數(shù)據(jù)。 3）在保持n=nN和IfIfN 不變的條件下，逐次增加負(fù)載電阻R2，即減小發(fā)電機負(fù)載電流IL，從額定負(fù)載到空載運行點范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，直到空載（斷開開關(guān)S，此時IL=0），共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表1-2中。表1-2 nnN r/min IfIfN mAU（V）       IL（A）    

12、0;   （3）測調(diào)整特性 1）調(diào)節(jié)發(fā)電機的分壓電阻Rf2，保持n=nN，使發(fā)電機空載達(dá)額定電壓。 2）在保持發(fā)電機n=nN條件下，合上負(fù)載開關(guān)S，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流IL，同時相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流If，使發(fā)電機端電壓保持額定值UUN。 3）從發(fā)電機的空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機的輸出電流IL和勵磁電流If，共取5-6組數(shù)據(jù)記錄于表1-3中。表1-3 n=nN r/min UUN VIL（A）       If（mA）     

13、   2、并勵發(fā)電機實驗 （1）觀察自勵過程 1）使電機MG停機，這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(diào)回到最大植，勵磁回路串聯(lián)的電阻調(diào)回到最小值。給下次起動作好準(zhǔn)備。在斷電的條件下將發(fā)電機G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖1-2所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調(diào)至最大阻值，打開開關(guān)S。 2）起動電動機，這時須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)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(diào)至最大，然后方可接通電樞電源。使電動機正常起動。起動后，將起動電阻調(diào)至零。再調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n=n

14、N，用直流電壓表量發(fā)電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接成他勵方式進(jìn)行充磁。 3）合上開關(guān)S逐漸減小Rf2，觀察發(fā)電機電樞兩端的電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件。如果不能自勵建壓，將勵磁回路的兩個端頭對調(diào)聯(lián)接即可。 4）對應(yīng)著一定的勵磁電阻，逐步降低發(fā)電機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機電壓隨之下降，直至電壓不能建立，此時的轉(zhuǎn)速即為臨界轉(zhuǎn)速。 （2）測外特性        圖12直流并勵發(fā)電機接線圖 1）按圖1-2接線。調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2到最大,合上負(fù)載開關(guān)S。 2）調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1、發(fā)電機的磁場調(diào)節(jié)

15、電阻Rf2和負(fù)載電阻R2，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、輸出電壓和電流三者均達(dá)額定值，即n=nN，U=UN，IL=IN。 3）保持此時Rf2的值和n=nN不變，逐次減小負(fù)載，直至IL=0，從額定到空載運行范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL。 4）共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表1-4中。表1-4 nnN r/min Rf2常值 U（V）         IL（A）       3、復(fù)勵發(fā)電機實驗 （1）積復(fù)勵和差復(fù)勵的判別 1）接線如圖1-3所示，Rf2選用D42的180

16、0阻值。C1、C2為串勵繞組。 2）合上開關(guān)S1將串勵繞組短接，使發(fā)電機處于并勵狀態(tài)運行，按上述并勵發(fā)電機外特性試驗方法，調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電流IL=0.5IN。 3）打開短路開關(guān)S1,在保持發(fā)電機n, Rf2 和R2 不變的條件下,觀察發(fā)電機端電壓的變化,若此時電壓升高即為積復(fù)勵,若電壓降低則為差復(fù)勵。      圖13直流復(fù)勵發(fā)電機接線圖 4）如要把差復(fù)勵發(fā)電機改為積復(fù)勵 ,對調(diào)串勵繞組接線即可。 （2）積復(fù)勵發(fā)電機的外特性 1）實驗方法與測取并勵發(fā)電機的外特性相同。先將發(fā)電機調(diào)到額定運行點，n=nN，U=UN，IL=IN。 2）保持

17、此時的Rf2 和n=nN不變，逐次減小發(fā)電機負(fù)載電流，直至IL=0。 3）從額定負(fù)載到空載范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表1-5中。  表1-5 nnN r/min Rf2常數(shù)U（V）         IL（A）        五、注意事項 1、直流電動機MG起動時，要注意須將R1調(diào)到最大，Rf1調(diào)到最小，先接通勵磁電源，觀察到勵磁電流If1為最大后，接通電樞電源，MG起動運轉(zhuǎn)。起動完畢，應(yīng)將R1調(diào)到最小。 2

18、、做外特性時，當(dāng)電流超過0.4A時,R2中串聯(lián)的電阻調(diào)至零并用導(dǎo)線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。 六、實驗報告 1、根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù),作出空載特性曲線,由空載特性曲線計算出被試電機的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分?jǐn)?shù)。 2、在同一座標(biāo)紙上繪出他勵、并勵和復(fù)勵發(fā)電機的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率： 并分析差異原因。 3、繪出他勵發(fā)電機調(diào)整特性曲線，分析在發(fā)電機轉(zhuǎn)速不變的條件下，為什么負(fù)載增加時，要保持端電壓不變，必須增加勵磁電流的原因。 七、思考題 1、并勵發(fā)電機不能建立電壓有哪些原因？ 2、在發(fā)電機一電動機組成的機組中，當(dāng)發(fā)電機負(fù)載增加時，為什么機組的轉(zhuǎn)速會變低？為了保持發(fā)電機

19、的轉(zhuǎn)速n=nN，應(yīng)如何調(diào)節(jié)？ 實驗二 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(yù)習(xí)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)，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、

20、實驗設(shè)備 序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)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2-1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(fù)載，用于測量電動機的轉(zhuǎn)矩和輸出功率。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9

21、00串聯(lián)900再加900并聯(lián)900共2250阻值。       圖21 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(fù)載電阻R2和電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使電動機達(dá)到額定值：UUN，IIN，nnN。此時M的勵磁電流If即為額定

22、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(fù)載。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉(zhuǎn)速n和校正電機的負(fù)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2-1中。表21 UUN V If=IfN= mA If2= mA 實驗數(shù)據(jù)Ia（A）          n（r/min）          IF（A）  

23、        T2（N·m）          計算數(shù)據(jù)P2（W）          P1（W）          （）        &

24、#160; 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(fù)載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1，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2-2中表22 IfIfN mA T2 N·mUa（V）       

25、0; 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(fù)載，使電動機M的U=UN，I0.5IN記下此時的IF值。2）保持此時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、

26、If和Ia。共取 78組記錄于表23中。表23 UUN V T2 N·mn（r/min）        If（mA）        Ia（A）         五、實驗報告 1、由表2-1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

27、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)速特性曲線nf（Ua）和n=f（If）。實驗三 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)。 2、通過負(fù)載實驗測取變壓器的運行特性。二、預(yù)習(xí)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??？ 3、如何用實驗方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。三、實驗項目 1、空載實驗 測取空載特性U0=f(I0)

28、，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)。 3、負(fù)載實驗 （1）純電阻負(fù)載 保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。 （2）阻感性負(fù)載 保持U1=UN，cos2=0.8的條件下，測取U2=f(I2)。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5D42三相可調(diào)電阻器1件6D43三相可調(diào)電抗器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上排列順序 D33、D32、

29、D34-3、DJ11、D42、D43       圖3-1 空載實驗接線圖 3、空載實驗 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

30、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                 

31、0;                               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

32、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UK、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                 

33、;                        5、負(fù)載實驗 實驗線路如圖3-3所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S1和S2，接到負(fù)載電阻RL和電抗XL上。RL選用D42上900加上900共1800阻值，XL選用D43，功率因數(shù)表選用D34-3，開關(guān)S1和S2選用D51掛箱     圖3-3 負(fù)載實驗接線圖

34、 （1）純電阻負(fù)載 1）將調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，S1、S2打開，負(fù)載電阻值調(diào)到最大。 2）接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=UN。 3）保持U1=UN，合上S1，逐漸增加負(fù)載電流，即減小負(fù)載電阻RL的值，從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi)，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。 4）測取數(shù)據(jù)時，I2=0和I2=I2N=0.35A必測，共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表3-3中。表3-3 cos2=1 U1=UN= V序 號       U2（V）     

35、0; I2（A）        （2）阻感性負(fù)載（cos2=0.8） 1）用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負(fù)載，S1、S2打開，電阻及電抗值調(diào)至最大。 2）接通交流電源，升高電源電壓至U1=U1N 3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cos2=0.8條件下，逐漸增加負(fù)載電流，從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi)，測取變壓器U2和I2。 4）測取數(shù)據(jù)時，其I2=0，I2=I2N兩點必測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中。 表3-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 號    &#

36、160;  U2（V）       I2（A）       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(U

37、0)。式中： （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(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度75時的阻值。    式中：234.5為銅導(dǎo)線的常數(shù),若用鋁導(dǎo)線常數(shù)應(yīng)

38、改為228。 計算短路電壓(阻抗電壓)百分?jǐn)?shù)    IK=IN時短路損耗PKN= IN2rK75 4、利用空載和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。 5、變壓器的電壓變化率 （1）繪出cos2=1和 cos2=0.8兩條外特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計算出I2=I2N 時的電壓變化率 （2）根據(jù)實驗求出的參數(shù)，算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8時的電壓變化率u。 將兩種計算結(jié)果進(jìn)行比較,并分析不同性質(zhì)的負(fù)載對變壓器輸出電壓U2的影響。 6、繪出被試變壓器的效率特性曲線 (1)用間接法算出cos2=0.8不同負(fù)

39、載電流時的變壓器效率,記錄于表3-5中。  式中： PKN為變壓器IK=IN時的短路損耗(W)； P0為變壓器U0=UN 時的空載損耗(W)。 為副邊電流標(biāo)么值 表3-5 cos2=0.8 P0= W PKN= WI*2P2(W)0.2  0.4  0.6  0.8  1.0  1.2   (2)由計算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線=f(I*2)。 (3)計算被試變壓器=max時的負(fù)載系數(shù)m。  實驗四 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

40、變壓器的極性。 2、掌握用實驗方法判別變壓器的聯(lián)接組。 3、觀察三相變壓器不同繞組聯(lián)接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對空載電流和電勢波形的影響。二、預(yù)習(xí)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(biāo)準(zhǔn)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。 3、在不對稱短路情況下，哪種聯(lián)接的三相變壓器電壓中點偏移較大。 4、三相變壓器繞組的連接法和磁路系統(tǒng)對空載電流和電勢波形的影響。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 3、觀察不同連接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對空載

41、電流和電勢波形的影響。 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5DJ12三相心式變壓器1件6D51波形測試，開關(guān)板1件7 單蹤示波器（另配）1臺 2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ12、DJ11、D51 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(biāo)記。低壓

42、繞組標(biāo)記用a、b、c、x、y、z。 1) 按圖4-1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、UCZ、UBC，若UBC=UBY-UCZ，則首末端標(biāo)記正確；若UBC=UBY+UCZ，則標(biāo)記不對。須將B、C兩相任一相繞組的首末端標(biāo)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(biāo)記。      4-1 測定相間極性接線圖 (2) 測定原、副方極性     

43、; 圖4-2 測定原、副方極性接線圖 1) 暫時標(biāo)出三相低壓繞組的標(biāo)記a、b、c、x、y、z,然后按圖4-2接線，原、副方中點用導(dǎo)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   &#

44、160;  圖4-3 Y/Y-12聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖按圖4-3接線。A、a兩端點用導(dǎo)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4-1中。表4-1 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-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

45、表示繞組連接正確，屬Y/Y-12聯(lián)接組。   (2) Y/Y-6       圖4-4 Y/Y-6聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖將Y/Y-12聯(lián)接組的副方繞組首、末端標(biāo)記對調(diào),A、a兩點用導(dǎo)線相聯(lián)，如圖4-4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 4- 2中。表4-2 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)      

46、0;   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 4-5接線。A、a兩端點用導(dǎo)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4-3中       圖4-5 Y/-11聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖表4-3 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)

47、60;        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)接組的副方繞組首、末端的標(biāo)記對調(diào)，如圖4-6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4-4中。       圖4-6 Y/-5聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖表4-4 實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V

48、)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。 實驗五 三相鼠籠異步電動機的工作特性一、實驗?zāi)康?1、掌握用日光燈法測轉(zhuǎn)差率的方法。 2、掌握三相異步電動機的空載、堵轉(zhuǎn)和負(fù)載試驗的方法。 3、用直接負(fù)載法測取三相鼠籠式異步電動機的工作特性。 4、測定三相鼠籠式異步電動機的參數(shù)。二、預(yù)習(xí)要點 1、用日光燈法測轉(zhuǎn)

49、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、異步電動機的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么？ 4、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、測量定子繞組的冷態(tài)電阻。 3、判定定子繞組的首末端. 4、空載實驗。 5、短路實驗。 6、負(fù)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(dǎo)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)

50、電阻器1件9D51波形測試及開關(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(dāng)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

51、步轉(zhuǎn)速為 ，而日光燈閃亮為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(fù)位”鍵，手松開之后開始觀察圖案后移的圈

52、數(shù)，計數(shù)時間可訂的短一些（一般取30秒）。將觀察到的數(shù)據(jù)記錄于表5-1中。 （6）停機。將調(diào)壓器調(diào)至零位，關(guān)斷電源開關(guān)。 表5-1N（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、判定定子繞組的首末端      圖5-1 三相交流繞組首末端測定 先用萬用表測出各相繞組的兩個線端，將其中的任意兩相繞組串聯(lián)，如圖5-2所示。將控

53、制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕調(diào)至零位，開啟電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，接通交流電源。調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕，并在繞組端施以單相低電壓U=80100V,注意電流不應(yīng)超過額定值，測出第三相繞組的電壓， 如測得的電壓值有一定讀數(shù)，表示兩相繞組的末端與首端相聯(lián)，如圖5-1(a)所示。反之，如測得電壓近似為零，則兩相繞組的末端與末端(或首端與首端)相聯(lián)，如圖5-1(b)所示。用同樣方法測出第三相繞組的首末端。 6、空載實驗 1) 按圖5-2接線。電機繞組為接法(UN=220V)，直接與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接，負(fù)載電機DJ23不接。 2) 把交流調(diào)壓器調(diào)至電壓最小位置，接通電源，逐漸升高電壓，使電機起動旋轉(zhuǎn)，觀察電機旋轉(zhuǎn)方向。并

54、使電機旋轉(zhuǎn)方向符合要求( 如轉(zhuǎn)向不符合要求需調(diào)整相序時，必須切斷電源)。3) 保持電動機在額定電壓下空載運行數(shù)分鐘，使機械損耗達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行試驗。      圖5-2 三相鼠籠式異步電動機試驗接線圖 4) 調(diào)節(jié)電壓由1.2倍額定電壓開始逐漸降低電壓，直至電流或功率顯著增大為止。在這范圍內(nèi)讀取空載電壓、空載電流、空載功率。 5) 在測取空載實驗數(shù)據(jù)時，在額定電壓附近多測幾點，共取數(shù)據(jù)79 組記錄于表5-2中。 表5-2序號U0L（V）I0L（A）P0（W）cos0UABUBCUCAU0LIAIBICI0LPP P0 

55、0;                                                                                          7、短路實驗 1) 測量接線圖同圖5-3。