電機(jī)與拖動渤海大學(xué)

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1、電機(jī)與拖動實 驗 指 導(dǎo) 書（自動化專業(yè)）巫慶輝 編渤海大學(xué)工學(xué)院34目 錄實驗前準(zhǔn)備3第一節(jié) DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實驗裝置交流及直流電源操作說明3第二節(jié) 電機(jī)與拖動實驗的安全守則5第三節(jié) 電機(jī)與拖動實驗的基本要求6第一篇 教師指導(dǎo)型實現(xiàn)項目8實驗一 單相變壓器參數(shù)測定實驗8實驗二 三相鼠籠異步電動機(jī)的參數(shù)測定13實驗三 三相異步電動機(jī)的起動20第二篇 學(xué)生自主型實驗項目24實驗四 他勵直流電動機(jī)實驗24實驗五 三相鼠籠異步電動機(jī)的工作特性30實驗前準(zhǔn)備第一節(jié) DDSZ-1型電機(jī)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：

2、1）開啟電源前。要檢查控制屏下面“直流電機(jī)電源”的“電樞電源”開關(guān)（右下角）及“勵磁電源”開關(guān)（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(jìn)線接到電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進(jìn)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(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕用導(dǎo)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

3、。當(dāng)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(jìn)線的線電壓；當(dāng)“指示切換”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(jī)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(jī)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(jī)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)

4、，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、3A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(dāng)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(dāng)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(jī)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(dú)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(hù)電路。所以本電源在開機(jī)時，從電樞電源開合閘到直流

5、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(hù)電路。當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)過壓時，會自動切斷輸出，并告警指示。此時需要恢復(fù)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(fù)位”按鈕，即能輸出電壓。當(dāng)負(fù)載電流過大（即負(fù)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(fù)輸出，只要調(diào)小負(fù)載電流（即調(diào)大負(fù)載電阻）即可。有時候在開機(jī)時出現(xiàn)過流告警，說明在開機(jī)時負(fù)載電流太大，需要降低負(fù)載電流，可在電樞電源輸出端增大負(fù)載電阻或甚至?xí)簳r拔掉一根導(dǎo)線（空載）開機(jī)，待直流輸出電壓正常后，再插回導(dǎo)線加正常負(fù)載（不可短路）工作。若在空載時

6、開機(jī)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(hù)起控點(diǎn)改變所致，一般經(jīng)過空載開機(jī)（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(fù)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(jī)實驗時，要注意開機(jī)時須先開“勵磁電源”，后開“電樞電源”；在關(guān)機(jī)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(hù)。具體操作要嚴(yán)格遵照實驗指導(dǎo)書中有關(guān)內(nèi)容的說明。第二節(jié) 電機(jī)與拖動實驗的安全守則電機(jī)及拖動實驗中，實驗設(shè)備中既有危害實驗人員的動力電源，又有高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)設(shè)備。為了確

7、保人身、設(shè)備及實驗室的安全、維護(hù)工作環(huán)境，制定本守則，希望進(jìn)入實驗室人員皆相期許并共同遵守本規(guī)則。（1）首次進(jìn)入實驗室，學(xué)生應(yīng)該接受安全常識教育，了解電機(jī)和電源可能對學(xué)生造成的傷害。(2）學(xué)生應(yīng)注意衣著穿戴、頭發(fā)、及實驗用導(dǎo)線等卷入電機(jī)轉(zhuǎn)軸。出現(xiàn)此類意外，應(yīng)果斷關(guān)閉電源，報告實驗指導(dǎo)老師。（3）禁止在實驗室吸煙、打鬧、喧嘩、隨地吐痰、丟棄垃圾或遺棄廢物。（4）電源必須經(jīng)過開關(guān)或接觸器或熔斷器接入電路，嚴(yán)禁帶電接線、改線、拆線，禁止接觸裸露帶電導(dǎo)體或觸摸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件。（5）實驗開始后，學(xué)生不得擅自離開實驗臺，不能做與實驗內(nèi)容無關(guān)操作。（6）實驗中，發(fā)現(xiàn)保險燒斷或儀表、設(shè)備失靈或遇到出現(xiàn)煙味、設(shè)

8、備異常振動或聲響，應(yīng)迅速關(guān)閉電源，報告實驗老師處理。（7）實驗操作結(jié)束時，應(yīng)先把設(shè)備的功率調(diào)到最小狀態(tài)或關(guān)閉電源，讓實驗老師檢查實驗數(shù)據(jù)，經(jīng)老師同意停止實驗，拆實驗導(dǎo)線和設(shè)備、恢復(fù)設(shè)備初始狀態(tài)、收拾實驗臺，填寫實驗記錄。 第三節(jié) 電機(jī)與拖動實驗的基本要求一、實驗準(zhǔn)備課前必須預(yù)習(xí)實驗教材和相關(guān)實驗理論內(nèi)容，初步了解實驗設(shè)備的原理、性能；明確實驗?zāi)康?、原理、步驟、方法；明確實驗測試數(shù)據(jù)結(jié)果可能的特點(diǎn)及哪些實驗操作對實驗結(jié)果影響較大；準(zhǔn)備好實驗用筆和紙,作出實驗表格。二、實驗過程操作實驗操作過程是在做好實驗預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備前提下，開展實驗過程。實驗前，檢查儀表是否正常（如儀表無被測量時應(yīng)顯示“0”或無窮等

9、），（1）實驗操作注意事項：按照23個人一個實驗臺分組，并在以后的實驗中，同組的人固定與指定的實驗臺上。實驗前,熟悉實驗設(shè)備, 記錄實驗設(shè)備的銘牌參數(shù)，實驗中,對連線、實驗過程操作、數(shù)據(jù)記錄等操作，分工協(xié)作，互相提醒。要調(diào)整儀表誤差歸零。（2）接線原則：簡單明了，布局合理，操作、調(diào)整和讀數(shù)方便。從電源端出發(fā)，對照原理圖，按照先接主回路、后接輔助回路，先串聯(lián)后并聯(lián)，依次接入設(shè)備。如果是直流回路，應(yīng)該按照電流從正極入負(fù)極出的原則連接儀表及設(shè)備。注意接線簡短，操作方便、讀數(shù)清楚。線路連接處一定要接實，防止虛接。（3）接線完畢后,把實驗設(shè)備初始位置按著實驗要求調(diào)整好，選擇合適的儀表量程，不清楚測量范圍

10、時，應(yīng)寧大勿小或問實驗老師。開關(guān)一般置斷開狀態(tài)，調(diào)壓器初始通常置最小。（4）對照原理圖，熟悉設(shè)備并檢查接線及設(shè)備初始位置。正確無誤，就可以通電實驗或者讓實驗指導(dǎo)老師幫助檢查接線。檢查完接線，即可按照實驗步驟進(jìn)行操作。三、實驗報告實驗報告既是實驗過程的總結(jié)，也是用電機(jī)及拖動中相關(guān)理論對實驗數(shù)據(jù)、實驗現(xiàn)象的分析總結(jié)得出的實驗結(jié)論。寫實驗報告要做到：字跡工整，格式完整，敘述準(zhǔn)確，邏輯清楚，圖表規(guī)范。具體要求如下：（1）填寫實驗報告封面，姓名、班級、學(xué)號、實驗時間、地點(diǎn)、實驗名稱。（2）實驗?zāi)康?。?）畫實驗原理圖。（4）實驗設(shè)備和儀表。以表格形式，填寫實驗儀表設(shè)備的名稱、型號、規(guī)格、編號、數(shù)量、銘牌

11、等。（5）實驗內(nèi)容及步驟。簡明、有條理地寫出實驗內(nèi)容和步驟。（6）繪圖。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)或計算數(shù)據(jù)，選擇適當(dāng)范圍和合理比例，用坐標(biāo)紙繪制曲線。（7）分析。對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，如方案比較，誤差分析或根據(jù)實驗報告要求得出結(jié)論，也可以提出改進(jìn)建議。第一篇 教師指導(dǎo)型實現(xiàn)項目實驗一 單相變壓器參數(shù)測定實驗一、實驗?zāi)康?通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數(shù)。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、變壓器的空載和短路實驗有什么特點(diǎn)？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

12、)，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5D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ11、D51圖1-1 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1-1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，I

13、1N/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(diǎn)必須測，并在該點(diǎn)附近測的點(diǎn)較密，共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表1-1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1-1中。 表1-1序號實 驗 數(shù) 據(jù)計

14、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1-2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1-2 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UK、IK、PK。 4）測取數(shù)據(jù)時，IK=IN點(diǎn)必須測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表1-2中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()。表1-2 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UK（V）I

15、K（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： （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=

16、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)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。實驗二 三相鼠籠異步電動機(jī)的參數(shù)測定一、實驗?zāi)康?1、伏安法測繞組電阻。 2、掌握三相異步電動機(jī)的空載、堵轉(zhuǎn)和負(fù)

17、載試驗的方法。 3、測定三相鼠籠式異步電動機(jī)的參數(shù)。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、異步電動機(jī)的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么？ 2、工作特性和參數(shù)的測定方法。三、實驗項目 1、測量定子繞組的冷態(tài)電阻。 2、空載實驗。 3、短路實驗。 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(jī)及轉(zhuǎn)速表1件2DJ23校正過的直流電機(jī)1件3DJ16三相鼠籠異步電動機(jī)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波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D33、D32、D3

18、4-3、D31、D42、D51 三相鼠籠式異步電機(jī)的組件編號為DJ164、測量定子繞組的冷態(tài)直流電阻。 將電機(jī)在室內(nèi)放置一段時間，用溫度計測量電機(jī)繞組端部或鐵心的溫度。當(dāng)所測溫度與冷卻介質(zhì)溫度之差不超過2K時，即為實際冷態(tài)。記錄此時的溫度和測量定子繞組的直流電阻，此阻值即為冷態(tài)直流電阻。 (1) 伏安法 測量線路圖為圖2-1。直流電源用主控屏上電樞電源先調(diào)到50V。開關(guān)S1、S2選用D51掛箱，R用D42掛箱上1800可調(diào)電阻。圖2-1 三相交流繞組電阻測定 量程的選擇：測量時通過的測量電流應(yīng)小于額定電流的20%，約為50毫安，因而直流電流表的量程用200mA檔。三相鼠籠式異步電動機(jī)定子一相繞

19、組的電阻約為50， 因而當(dāng)流過的電流為50毫安時二端電壓約為2.5伏，所以直流電壓表量程用20V檔。 按圖2-1接線。把R調(diào)至最大位置，合上開關(guān)S1，調(diào)節(jié)直流電源及R阻值使試驗電流不超過電機(jī)額定電流的20%，以防因試驗電流過大而引起繞組的溫度上升，讀取電流值，再接通開關(guān)S2讀取電壓值。讀完后，先打開開關(guān)S2，再打開開關(guān)S1。調(diào)節(jié)R使A表分別為50mA，40mA，30mA測取三次，取其平均值，測量定子三相繞組的電阻值，記錄于表2-1中。 表2-1 室溫 繞 組 繞 組 繞 組 I（mA）U（V）R（） 注意事項 <1> 在測量時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子須靜止不動。 <2> 測量通電

20、時間不應(yīng)超過1分鐘。 (2) 萬用表測電阻 定子繞組電阻在4050，旋擇合適的歐姆檔，直接讀數(shù)記錄表2-2。 表2-2 繞 組 繞 組 繞 組 R（）6、空載實驗 1) 按圖2-2接線。電機(jī)繞組為接法(UN=220V)，直接與測速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接，負(fù)載電機(jī)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(jī)起動旋轉(zhuǎn)，觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。并使電機(jī)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(jī)在額定電壓下空載運(yùn)行數(shù)分鐘，使機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行試驗。圖2-2 三相鼠籠式異步電動機(jī)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

21、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(diǎn)，共取數(shù)據(jù)79 組記錄于表2-2中。 表2-2序號U0L（V）I0L（A）P0（W）cos0UABUBCUCAU0LIAIBICI0LPP P0 7、短路實驗 1) 測量接線圖同圖2-2。用制動工具把三相電機(jī)堵住。制動工具可用DD05上的圓盤固定在電機(jī)軸上，螺桿裝在圓盤上。 2) 調(diào)壓器退至零，合上交流電源， 調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至短路電流到1.2倍額定電流，再逐漸降壓至0.3倍額定電流為止。 3) 在這范圍內(nèi)讀取短路電壓、短路電流、短路功率。表 2-3序號UKL

22、（V）IKL（A）PK（W）cosKUABUBCUCAUKLIAIBICIKLPPPK4) 共取數(shù)據(jù)56組記錄于表2-3中。五、實驗報告 1、計算基準(zhǔn)工作溫度時的相電阻 由實驗直接測得每相電阻值，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(zhǔn)工作溫度時的定子繞組相電阻： 式中 1ref 換算到基準(zhǔn)工作溫度時定子繞組的相電阻，； 1c 定子繞組的實際冷態(tài)相電阻，； ref 基準(zhǔn)工作溫度 ，對于E級絕緣為75； c 實際冷態(tài)時定子繞組的溫度，； 2、作空載特性曲線：I0L、P0、cos0=f(U0L) 3、作短路特性曲線：IKL、PK=f(UKL) 4、由空載、短路實驗數(shù)據(jù)求異步電機(jī)的等

23、效電路參數(shù)。 (1) 由短路實驗數(shù)據(jù)求短路參數(shù) 短路阻抗： 短路電阻： PK電動機(jī)堵轉(zhuǎn)時的相電壓，相電流，三相短路功率（接法）。 短路電抗： 轉(zhuǎn)子電阻的折合值： 式中r1C是沒有折合到75時實際值。 定、轉(zhuǎn)子漏抗： (2) 由空載試驗數(shù)據(jù)求激磁回路參數(shù) 空載阻抗 空載電阻 空載電抗 式中 ，P0電動機(jī)空載時的相電壓、相電流、三相空載功率（接法）。 激磁電抗 激磁電阻 式中PFe為額定電壓時的鐵耗，由圖2-3確定。圖2-3 電機(jī)中鐵耗和機(jī)械耗實驗三 三相異步電動機(jī)的起動與調(diào)速一、實驗?zāi)康?通過實驗掌握異步電動機(jī)的起動和調(diào)速的方法。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、復(fù)習(xí)異步電動機(jī)有哪些起動方法和起動技術(shù)指標(biāo)。 2

24、、復(fù)習(xí)異步電動機(jī)的調(diào)速方法。三、實驗項目 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(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動。 5、線繞式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速。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(jī)及轉(zhuǎn)速表1件2DJ16三相鼠籠異步電動機(jī)1件3DJ17三相線繞式異步電動機(jī)1件4DJ23校正過的直流電機(jī)1件5D31直流電壓、毫安、安培表1件6D32交流電流表1件7D33交流電壓表1件8D43三相可調(diào)電抗器1件9D51波形測試及開關(guān)板1件10DJ17-1起動與調(diào)速電阻箱1件11DD05測功支架、測功盤及彈簧秤1

25、套 2、屏上掛件排列順序 D33、D32、D51、D31、D43 3、三相鼠籠式異步電機(jī)直接起動試驗 圖3-1 異步電動機(jī)直接起動 1) 按圖3-1接線。電機(jī)繞組為接法。異步電動機(jī)直接與測速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接，不聯(lián)接負(fù)載電機(jī)DJ23。 2) 把交流調(diào)壓器退到零位，開啟電源總開關(guān)，按下“開”按鈕，接通三相交流電源。 3) 調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓達(dá)電機(jī)額定電壓220伏，使電機(jī)起動旋轉(zhuǎn)，(如電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不符合要求需調(diào)整相序時，必須按下“關(guān)”按鈕，切斷三相交流電源)。 4)再按下“關(guān)”按鈕，斷開三相交流電源，待電動機(jī)停止旋轉(zhuǎn)后，按下“開”按鈕，接通三相交流電源，使電機(jī)全壓起動，觀察電機(jī)起動瞬間電流值(按指

26、針式電流表偏轉(zhuǎn)的最大位置所對應(yīng)的讀數(shù)值定性計量)。 5) 斷開電源開關(guān)，將調(diào)壓器退到零位，電機(jī)軸伸端裝上圓盤（注：圓盤直徑為10cm）和彈簧秤。 6) 合上開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使電機(jī)電流為23倍額定電流，讀取電壓值UK、電流值IK，轉(zhuǎn)矩值TK(圓盤半徑乘以彈簧秤力)， 試驗時通電時間不應(yīng)超過10秒，以免繞組過熱。對應(yīng)于額定電壓時的起動電流ISt和起動轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩值，N·m。 表3-1測 量 值計 算 值UK(V)IK(A)F(N)TK(N·m)ISt(A)Tst(N·m) 4、星形三角形(Y-)起動

27、 圖3-2 三相鼠籠式異步電機(jī)星形三角形起動 1) 按圖3-2接線。線接好后把調(diào)壓器退到零位。 2) 三刀雙擲開關(guān)合向右邊(Y接法)。合上電源開關(guān)，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器使升壓至電機(jī)額定電壓220伏，打開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。 3) 合上電源開關(guān)，觀察起動瞬間電流，然后把S合向左邊，使電機(jī)()正常運(yùn)行，整個起動過程結(jié)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。 5、自耦變壓器起動。1) 按圖3-3接線。電機(jī)繞組為接法。 2) 三相調(diào)壓器退到零位，開關(guān)S合向左邊。自耦變壓器選用D43掛箱。 3) 合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓達(dá)電機(jī)額定電壓220伏，斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。 4) 開

28、關(guān)S合向右邊，合上電源開關(guān)，使電機(jī)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)一定時間圖3-3 三相鼠籠式異步電動機(jī)自耦變壓器法起動再把S合向左邊，使電機(jī)按額定電壓正常運(yùn)行，整個起動過程結(jié)束。 觀察起動瞬間電流以作定性的比較。五、實驗報告 1、比較異步電動機(jī)不同起動方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 2、由起動試驗數(shù)據(jù)求下述三種情況下的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩： (1) 外施額定電壓UN。(直接法起動) (2) 外施電壓為 。 (Y-起動) (3) 外施電壓為UK/KA,式中KA為起動用自耦變壓器的變比。(自耦變壓器起動)。六、思考題 1、起動電流和外施電壓成正比，起動轉(zhuǎn)矩

29、和外施電壓的平方成正比在什么情況下才能成立？ 2、起動時的實際情況和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？第二篇 學(xué)生自主型實驗項目實驗四 他勵直流電動機(jī)起動與調(diào)速實驗 一、實驗?zāi)康?1、學(xué)習(xí)電機(jī)實驗的基本要求與安全操作注意事項。2、認(rèn)識在直流電機(jī)實驗中所用的電機(jī)、儀表、變阻器等組件及使用方法。 3、熟悉他勵電動機(jī)(即并勵電動機(jī)按他勵方式)的接線、起動、改變電機(jī)轉(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。 二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、如何正確選擇使用儀器儀表。特別是電壓表電流表的量程。 2、直流電動機(jī)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(yán)重后果? 3、直流電動機(jī)起動時，勵磁回路串接的磁場變阻器應(yīng)調(diào)

30、至什么位置? 為什么? 若勵磁回路斷開造成失磁時,會產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果? 4、直流電動機(jī)調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。 三、實驗項目 1、了解DD01電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正過的直流電機(jī)、變阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動機(jī)的使用方法。 2、用伏安法測直流電動機(jī)的電樞繞組的冷態(tài)電阻。 3、直流他勵電動機(jī)的起動、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。 四、實驗設(shè)備及控制屏上掛件排列順序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(jī)及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機(jī)1 臺3DJ25直流他勵電動機(jī)1 臺4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2 件5D41三相可調(diào)電阻器1 件6D44可調(diào)電阻器

31、1 件7D42三相可調(diào)電阻器1 件7D51波形測試及開關(guān)板1 件 2、控制屏上掛件排列順序 D44 、D41、D31、D51 五、實驗說明及操作步驟 1、由實驗指導(dǎo)人員介紹DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實驗裝置各面板布置及使用方法，講解電機(jī)實驗的基本要求，安全操作和注意事項。 2、用伏安法測電樞的直流電阻圖4-1 測電樞繞組直流電阻接線圖（1）按圖4-1接線，電阻R用D44上1800和180串聯(lián)，再與D41上四個90串聯(lián)，共2340阻值并調(diào)至最大。A表選用D31直流、毫安、安培表，量程選用5A檔。開關(guān)S選用D51掛箱。注：電阻器的選擇以電阻值的估算為依據(jù)的，由于電機(jī)的內(nèi)阻很?。ㄒ话阍?.6左右）

32、可以忽略，當(dāng)我們需要0.1A的電流，至少需要2200的電阻。 （2）經(jīng)檢查無誤后接通電樞電源，并調(diào)至220V。調(diào)節(jié)R使電樞電流達(dá)到0.3A（如果電流太大，可能由于剩磁的作用使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，測量無法進(jìn)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(jī)電樞兩端電壓U和電流I。將電機(jī)分別旋轉(zhuǎn)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4-1中。 （3）增大R使電流分別達(dá)到0.2A和0.17A，用同樣方法測取六組數(shù)據(jù)列于表4-1中。 取三次測量的平均值作為實際冷態(tài)電阻值 表4-1 室溫 序號U（V）I（A）R（ 平均）（）Ra（）Raref（）1Ra11=Ra1=Ra12=Ra13

33、=2Ra21=Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31=Ra3=Ra32=Ra33=表中： （4）計算基準(zhǔn)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(zhǔn)工作溫度時的電樞繞組電阻值： 式中Raref 換算到基準(zhǔn)工作溫度時電樞繞組電阻。（）。 Ra電樞繞組的實際冷態(tài)電阻。（）。 ref 基準(zhǔn)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(zhuǎn)速表和變阻器的選擇 直流儀表、轉(zhuǎn)速表量程是根據(jù)電機(jī)的額定值和實驗中可能達(dá)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

34、壓量程的選擇 如測量電動機(jī)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(jī)的額定電流為1.2A，測量電樞電流的電表A3可選用直流電流表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，電流表A1選用200mA量程檔。 （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D44掛件的1.3A的90與90串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的0.41A的900與900串聯(lián)電阻。 4、直流他勵電動機(jī)的起動準(zhǔn)備 按圖4-2接線。圖中直流他勵電動機(jī)M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=

35、220V，額定電流IN=1.2A,額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min,額定勵磁電流IfN0.16A。校正直流測功機(jī)MG作為測功機(jī)使用，TG為測速發(fā)電機(jī)。直流電流表選用D31。Rf1用D44的1800阻值作為直流他勵電動機(jī)勵磁回路串接的電阻。Rf2選用D42的1800阻值的變阻器。作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用D44的180阻值作為直流他勵電動機(jī)的起動電阻，R2選用D41的90電阻6只串聯(lián)和D42的900與900并聯(lián)電阻相串聯(lián)作為MG的負(fù)載電阻。 5、他勵直流電動機(jī)起動步驟（1）檢查按圖2-2的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機(jī)勵磁回路接線是否牢靠。然后，將電動機(jī)電樞串聯(lián)起動

36、電阻R1、測功圖42 直流他勵電動機(jī)接線圖機(jī)MG的負(fù)載電阻R2、及MG的磁場回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置，M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān)S，并斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，作好起動準(zhǔn)備。 （2）開啟控制屏上的電源總開關(guān)，按下其上方的“開”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關(guān)，觀察M及MG的勵磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使If2 等于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關(guān)，使M起動。 （3）M起動后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應(yīng)為正向偏轉(zhuǎn) ，若不正確，先關(guān)閉電樞電源，再關(guān)閉勵磁電源，再將電樞或者勵磁方向調(diào)換就可以。調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使電動機(jī)端電壓為

37、220伏。減小起動電阻 R1阻值，直至短接。 （4）合上校正直流測功機(jī)MG的負(fù)載開關(guān)S，調(diào)節(jié)R2 阻值，使MG的負(fù)載電流IF 改變，即直流電動機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩T2 改變（按不同的IF值，查對應(yīng)于If2=100mA時的校正曲線T2=f(IF)，可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)矩T2值）。 （5）調(diào)節(jié)他勵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 分別改變串入電動機(jī)M電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R1和勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。 （6）改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向 將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關(guān)，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關(guān)，使他勵電動機(jī)停機(jī)。在斷電情況下，將電樞（或勵磁繞組）的兩端接線對調(diào)后，再按他勵

38、電動機(jī)的起動步驟起動電動機(jī)，并觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向。 六、注意事項 1、直流他勵電動機(jī)起動時，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(jī)正常起動。起動后，將起動電阻R1調(diào)至零，使電機(jī)正常工作。 2、直流他勵電動機(jī)停機(jī)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)回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)回到最小值。給下次起動作好準(zhǔn)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、若要測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩T2 ，必須將校正直流測功機(jī)MG的勵磁電

39、流調(diào)整到校正值：100mA，以便從校正曲線中查出電動機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩。 七、實驗報告 1、畫出直流他勵電動機(jī)電樞串電阻起動的接線圖。說明電動機(jī)起動時，起動電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1應(yīng)調(diào)到什么位置?為什么? 2、在電動機(jī)輕載及額定負(fù)載時，增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，電機(jī)的轉(zhuǎn)速如何變化？增大勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻，轉(zhuǎn)速又如何變化？ 3、用什么方法可以改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向？ 4、為什么要求直流他勵電動機(jī)磁場回路的接線要牢靠？起動時電樞回路必須串聯(lián)起動變阻器？實驗五 三相鼠籠異步電動機(jī)的工作特性一、實驗?zāi)康?1、掌握異步電動機(jī)定子繞組極性的鑒別和正確接線方法。 2、用直接負(fù)載法測取三相鼠籠式異步電動機(jī)的工作特

40、性。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、異步電動機(jī)的工作特性指哪些特性？ 2、工作特性和參數(shù)的測定方法。三、實驗項目1、判定定子繞組的首末端2、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(jī)及轉(zhuǎn)速表1件2DJ23校正過的直流電機(jī)1件3DJ16三相鼠籠異步電動機(jī)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(jī)的組件編號為DJ16。 3、負(fù)載實驗圖5-1 三

41、相鼠籠式異步電動機(jī)試驗接線圖 1) 測量接線圖同圖5-1。同軸聯(lián)接負(fù)載電機(jī)。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(jī)的勵磁電源，調(diào)節(jié)勵磁電流至校正值( 50mA 或100mA)并保持不變。 4) 調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL，使異步電動機(jī)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(fù)載開始，逐漸減小負(fù)載（增大電阻RL）直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動機(jī)的定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速、直流電機(jī)的負(fù)載電流IF等數(shù)據(jù)。 6) 共取數(shù)據(jù)89組記錄于表

42、5-1中。表5-1 U1=U1N=220V（） If= mA序號I1L（A）P1（W）IF(A)T2(N·m)n(r/min)IAIBICI1LPPP1五、實驗報告作工作特性曲線P1、I1、S、cos1=f(P2)。 由負(fù)載試驗數(shù)據(jù)計算工作特性，填入表5-2中。 表5-2 U1=220V() If = mA序號電動機(jī)輸入電動機(jī)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。六、思考題 1、由直接負(fù)載法測得的電機(jī)效率有哪些因素會引起誤差？附1附2 直

43、流測功機(jī)特性方程一、方程式其中，二、最小二乘原理三、編程If=0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0;T2=0.182 0.290 0.395 0.505 0.612 0.720 0.828 0.936 1.045 1.155 1.265 1.375 1.482 1.588 1.690 1.789 1.887 1.986 2.08 2.170 2.251;Y=T2'one=ones(length(If),1);X=If' one;Theta=inv(X'*X)*X'*Yplot(x,y)hold onplot(If,T2,'r*')結(jié)果Theta = 1.0513 0.1978四、估計曲線與實驗曲線比較