電機(jī)拖動實驗報告——有圖有數(shù)據(jù)有答案完整版

1、實 驗 報 告 本課程名稱：電機(jī)拖動實習(xí)報告班 級：姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)老師：廣東石油化工學(xué)院自動化專業(yè)實驗室目 錄實驗一 頁；成績：實驗二 頁；成績：實驗三 頁；成績：實驗四 頁；成績：實驗五 頁；成績：實驗六 頁；成績： 課程實驗成績：實驗一 認(rèn) 識 實 驗一實驗?zāi)康? 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)方向與調(diào)速的方法。二預(yù)習(xí)要點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 直流他勵電動機(jī)起動時，為什么在電樞回路中需要串聯(lián)起動變阻器？

2、不連接會產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？答：直流他勵電動機(jī)啟動時轉(zhuǎn)速n=0，反電動勢e=0，電樞繞組電阻ea很小，導(dǎo)致了啟動電流很大，所以在電樞回路中需要串聯(lián)起動變阻器，限制啟動電流。不連接會容易損壞電機(jī)，縮短使用壽命。3 直流電動機(jī)起動時，勵磁回路連接的磁場變阻器應(yīng)調(diào)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？答：勵磁回路連接的磁場變阻器應(yīng)調(diào)至電阻最大值，使啟動轉(zhuǎn)矩足夠大。4 直流電動機(jī)調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。答：直流電動機(jī)調(diào)速：1、串電阻調(diào)速 2、調(diào)電壓調(diào)速 3、弱磁調(diào)速 改變轉(zhuǎn)向的方法：1、改變電流is的方向 2、改變磁通的方向三實驗項目1 了解mel系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實驗臺中的直流

3、穩(wěn)壓電源、渦流測功機(jī)、變阻器、多量程直流電壓表、電流表、毫安表及直流電動機(jī)的使用方法。2 用伏安法測直流電動機(jī)和直流發(fā)電機(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)備及儀器1mel-i系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實驗臺主控制屏2電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量（mel-13）或電機(jī)導(dǎo)軌及校正直流發(fā)電機(jī)3直流并勵電動機(jī)m034220v直流可調(diào)穩(wěn)壓電源（位于實驗臺主控制屏的下部）5電機(jī)起動箱（mel-09）。6直流電壓、毫安、安培表（mel-06）。五實驗說明及操作步驟1由實驗指導(dǎo)人員講解電機(jī)實驗的基本要求，實驗臺各面板的布置及使用方法，注意事項。2在控制屏上按次序懸掛mel-13

4、、mel-09組件，并檢查mel-13和渦流測功機(jī)的連接。3用伏安法測電樞的直流電阻，接線原理圖見圖1-1。u：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源r：3000磁場調(diào)節(jié)電阻（mel-09）v：直流電壓表（mel-06）20v檔或萬用 表直流20v檔a：直流安培表（mel-06）2a檔m：直流電機(jī)電樞(1) 經(jīng)檢查接線無誤后，逆時針調(diào)節(jié)磁場調(diào)節(jié)電阻r使至最大。（2）按順序按下主控制屏綠色“閉合”按鈕，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的船形開關(guān)以及復(fù)位開關(guān)，建立直流電源，并調(diào)節(jié)直流電源至80v左右輸出。（注：剛打開直流穩(wěn)壓電源的船形開關(guān)及按下復(fù)位開關(guān)就已經(jīng)建立了80v左右的電壓）調(diào)節(jié)r使電樞電流達(dá)到0.2a（如果電流太大，可能由于剩

5、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um和電流ia。將電機(jī)轉(zhuǎn)子分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測取um、ia，填入表1-1。（3）增大r（逆時針旋轉(zhuǎn)）使電流分別達(dá)到0.15a和0.1a，用上述方法測取六組數(shù)據(jù)，填入表1-1。取三次測量的平均值作為實際冷態(tài)電阻值ra=。表1-1 室溫 30 序號um（v）ia（a）r（）ra平均（）raref（）14.330.221.6521.1020.8523.204.1220.604.2121.0523.160.1521.0721.073.2621.733.0620.4032.020

6、.120.2020.372.1121.101.9819.80表中ra1=（ra11+ra12+ra13）/3ra2=（ra21+ra22+ra23）/3 ra=(ra1+ ra2+ ra3)/3ra3=（ra31+ra32+ra33）/3（4）計算基準(zhǔn)工作溫度時的電樞電阻由實驗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：raref=ra 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。（）4直流儀表、轉(zhuǎn)速表和變阻器的選擇。直流儀表

7、、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300v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1.1a，測量電樞電流的電表可選用2a量程檔，額定勵磁電流小于0.16a，測量勵磁電流的毫安表選用200ma量程檔。（3）電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1600r/min，若采用指針表和測速發(fā)電機(jī)，則選用1800r/min量程檔。若采用光電編碼器，則不需要量程選擇。（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

8、流來確定。在本實驗中，電樞回路調(diào)節(jié)電阻選用mel-09組件的100/1.22a電阻，磁場回路調(diào)節(jié)選用mel-09的3000/200ma可調(diào)電阻。5直流電動機(jī)的起動r1：電樞調(diào)節(jié)電阻（mel-09）rf：磁場調(diào)節(jié)電阻（mel-09）m：直流并勵電動機(jī)m03：g：渦流測功機(jī)is：電流源，位于mel-13，由“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。實驗開始時，將mel-13“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時針旋到底。u1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源u2：直流電機(jī)勵磁電源v1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶電壓表v2：直流電壓表，量程為300v檔，位于mel-06a：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶電流表

9、ma：毫安表，位于直流電機(jī)勵磁電源部。（1）按圖1-2接線，檢查m、g之間是否用聯(lián)軸器聯(lián)接好，電機(jī)導(dǎo)軌和mel-13的連接線是否接好，電動機(jī)勵磁回路接線是否牢靠，儀表的量程，極性是否正確選擇。（2）將電機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻r1調(diào)至最大，磁場調(diào)節(jié)電阻調(diào)至最小，轉(zhuǎn)矩設(shè)定電位器（位于mel-13）逆時針調(diào)到底。（3）開啟控制屏的總電源控制鑰匙開關(guān)至“開”位置，按次序按下綠色“閉合”按鈕開關(guān)，打開勵磁電源船形開關(guān)和可調(diào)直流電源船形開關(guān)，按下復(fù)位按鈕，此時，直流電源的綠色工作發(fā)光二極管亮，指示直流電壓已建立，旋轉(zhuǎn)電壓調(diào)節(jié)電位器，使可調(diào)直流穩(wěn)壓電源輸出220v電壓。（4）減小r1電阻至最小。6調(diào)節(jié)他勵電動機(jī)的轉(zhuǎn)

10、速。（1）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rf（2）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩設(shè)定電位器，注意轉(zhuǎn)矩不要超過1.1n.m，以上兩種情況可分別觀察轉(zhuǎn)速變化情況7改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)㈦姌谢芈氛{(diào)節(jié)電阻r1調(diào)至最大值，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時針調(diào)到零，先斷開可調(diào)直流電源的船形開關(guān)，再斷開勵磁電源的開關(guān)，使他勵電動機(jī)停機(jī)，將電樞或勵磁回路的兩端接線對調(diào)后，再按前述起動電機(jī)，觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表的讀數(shù)。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rf調(diào)到最小，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，然后方可接通電源，使電動機(jī)正常起動，起動后，將起動電阻

11、r1調(diào)至最小，使電機(jī)正常工作。2直流他勵電機(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)電阻r1調(diào)回最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻rf調(diào)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及極性，接法。七實驗報告1. 畫出直流并勵電動機(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rf 應(yīng)調(diào)到什么位置？為什么？答：勵磁回路串聯(lián)的電阻rf調(diào)到最小，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，然后方可接通電源，使電動機(jī)正常起動，起動后，將起動電阻r1調(diào)至最小，使電機(jī)正常工作。2. 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

12、勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻，轉(zhuǎn)速又如何變化？答：增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，電樞回路的電流減弱，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小，電機(jī)的轉(zhuǎn)速變??；增大勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻，電樞回路的電流增強(qiáng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩變大，電機(jī)的轉(zhuǎn)速變大。3.用什么方法可以改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向？答：1、改變電流is的方向 2、改變磁通的方向4.為什么要求直流并勵電動機(jī)磁場回路的接線要牢靠？答： 直流電動機(jī)在使用時一定要保證勵磁回路連接可靠，絕不能斷開。一旦勵磁電流 if = 0， 則電機(jī)主磁通將迅速下降至剩磁磁通，若此時電動機(jī)負(fù)載較輕，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將迅速上升，造成“飛車”；若電動機(jī)的負(fù)載為重載，則電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩將小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩， 使電機(jī)轉(zhuǎn)速減小，但電樞電流

13、將飛速增大， 超過電動機(jī)允許的最大電流值，引起電樞繞組因大電流過熱而燒毀。實驗二 直流并勵電動機(jī)一.實驗?zāi)康?.掌握用實驗方法測取直流并勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。2.掌握直流并勵電動機(jī)的調(diào)速方法。二.預(yù)習(xí)要點1. 什么是直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？答：（1）直流電動機(jī)的工作特性：是指端電壓，電樞電路無外串電阻，勵磁電流時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n、電磁轉(zhuǎn)矩t和效率三者與輸出功率p2之間的關(guān)系。在實際運(yùn)行中，電樞電流is可直接測量，并且is差不多和p2成正比。所以往往將工作特性表示為n、t、=f(is)關(guān)系曲線。轉(zhuǎn)速特性n=f(is)= ，轉(zhuǎn)矩特性t=f(is) 9.55 ，效率特性=f(p2)=

14、f(is)= （2）機(jī)械特性：是指端電壓，電樞電路無外串電阻，勵磁電流時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩t的關(guān)系：nf(t2) 。2. 直流電動機(jī)調(diào)速原理是什么？答：根據(jù)公式改變直流電動機(jī)的工作速度的原理如下：（1）改變電樞電路電阻r調(diào)速；（2）改變電樞供電電壓u調(diào)速；（3）改變磁通調(diào)速。三.實驗項目1.工作特性和機(jī)械特性保持u=un 和if =ifn 不變，測取n、t2 、n=f(ia)及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)，r1 =0，測取n=f(if)。(3)觀

15、察能耗制動過程四實驗設(shè)備及儀器1mel系列電機(jī)教學(xué)實驗臺的主控制屏（mel-i、mel-iia、b）。2電機(jī)導(dǎo)軌及渦流測功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（mel-13）或電機(jī)導(dǎo)軌及編碼器、轉(zhuǎn)速表。3可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（含直流電壓、電流、毫安表）4直流電壓、毫安、安培表（mel-06）。5直流并勵電動機(jī)。6波形測試及開關(guān)板（mel-05）。7三相可調(diào)電阻900（mel-03）。五實驗方法1 并勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。實驗線路如圖1-6所示u1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源r1、rf：電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻，位于mel-09。ma、a、v2：直流毫安、電流、電壓表（mel-06）g：渦流測功機(jī)is：渦流測功機(jī)勵磁電

16、流調(diào)節(jié)，位于mel-13。a將r1調(diào)至最大，rf調(diào)至最小，毫安表量程為200ma，電流表量程為2a檔，電壓表量程為300v檔，檢查渦流測功機(jī)與mel-13是否相連，將mel-13“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時針旋到底，打開船形開關(guān)，按實驗一方法起動直流電源，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并調(diào)整電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，使電機(jī)正轉(zhuǎn)。b直流電機(jī)正常起動后，將電樞串聯(lián)電阻r1調(diào)至零，調(diào)節(jié)直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的輸出至220v，再分別調(diào)節(jié)磁場調(diào)節(jié)電阻rf和“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電動機(jī)達(dá)到額定值：u=un=220v，ia=in，n=nn=1600r/min，此時直流電機(jī)的勵磁電流if=ifn（

17、額定勵磁電流）。c保持u=un，if=ifn不變的條件下，逐次減小電動機(jī)的負(fù)載，即逆時針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，測取電動機(jī)電樞電流ia、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩t2，共取數(shù)據(jù)7-8組填入表1-8中。實驗數(shù)據(jù)ia（a）1.11.00.90.70.50.40.30.2n（r/min）16001619163416661689170617261749t2（n.m）1.231.161.060.860.630.530.420.30計算數(shù)據(jù)p2（w）206.64197.19181.86150.44111.7394.9476.1255.09p1（w）256.96234.96212.96168.96124.96102.96

18、80.9658.96（%）80.4%83.9%85.4%89.0%89.4%92.2%94.0%93.4%n（%）0%1.19%2.12%4.13%5.56%6.63%7.88%9.31%表1-8 u=un=220v if=ifn=0.068 a ra=20.85 2調(diào)速特性（1）改變電樞端電壓的調(diào)速a按上述方法起動直流電機(jī)后，將電阻r1調(diào)至零，并同時調(diào)節(jié)負(fù)載，電樞電壓和磁場調(diào)節(jié)電阻rf，使電機(jī)的u=un，ia=0.5in，if=ifn，記錄此時的t2= n.mb保持t2不變，if=ifn不變，逐次增加r1的阻值，即降低電樞兩端的電壓ua，r1從零調(diào)至最大值，每次測取電動機(jī)的端電壓ua，轉(zhuǎn)速n

19、和電樞電流ia，共取7-8組數(shù)據(jù)填入表1-9中。表1-9 if=ifn= 1.068 a,t2= 0.64 n.mua（v）220209201193184174161144n（r/min）17371668159715351453137012471106ia（a）0.5500.5560.5680.5820.6040.6300.6720.736（2）改變勵磁電流的調(diào)速a直流電動機(jī)起動后，將電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻rf調(diào)至零，調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源的輸出為220v，調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電動機(jī)的u=un，ia=0.5in，記錄此時的t2= n.mb保持t2和u=un不變，逐次增加磁場電阻rf阻值，直

20、至n=1.3nn，每次測取電動機(jī)的n、if和ia，共取7-8組數(shù)據(jù)填寫入表1-10中。表1-10 u=un=220v，t2= 0.78 n.mn（r/min）139613481302123411691104982867if（a）0.1100.1120.1100.1100.1110.1100.1120.112ia（a）0.5500.5580.5700.5910.6150.6380.6910.753(3)能耗制動按圖1一7接線u1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源r1、rf：直流電機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻（mel-09）rl：采用mel-03中兩只900電阻并聯(lián)。s：雙刀雙擲開關(guān)（mel-05）a將開關(guān)s合向

21、“1”端，r1調(diào)至最大，rf調(diào)至最小，起動直流電機(jī)。b運(yùn)行正常后，從電機(jī)電樞的一端撥出一根導(dǎo)線，使電樞開路，電機(jī)處于自由停機(jī)，記錄停機(jī)時間。c重復(fù)起動電動機(jī)，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，把s合向“2”端記錄停機(jī)時間。d選擇不同rl阻值，觀察對停機(jī)時間的影響。六實驗報告1.由表1-8計算出 p2和，并繪出n、t2、=f(ia)及n=f(t2)的特性曲線。電動機(jī)輸出功率p2=0.105nt2式中輸出轉(zhuǎn)矩t2 的單位為nm，轉(zhuǎn)速n的單位為rmin。電動機(jī)輸入功率p1=ui電動機(jī)效率=100電動機(jī)輸入電流i =ia +ifn由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：n= 100 2.繪出并勵電動機(jī)調(diào)速特性曲線n=f(ua)和n=f

22、(if)。分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)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。 答：調(diào)壓調(diào)速時，電壓越大，轉(zhuǎn)速越快，電樞電流越小。調(diào)磁調(diào)速時，勵磁電流越大，轉(zhuǎn)速越慢，電樞電流越小。 一，改變電壓。這種調(diào)速方法有下列優(yōu)點：1機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性較好。2調(diào)速幅度較大。3可均勻調(diào)節(jié)電壓，可得到平滑的無級調(diào)速。但是需要用電壓可以調(diào)節(jié)的專用設(shè)備，投資費(fèi)用較高。 二，改變磁通。這種調(diào)速方法有下列優(yōu)點：1調(diào)速平滑，可得到無級調(diào)速；2調(diào)速經(jīng)濟(jì)，控制方便；3機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好；4對專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動機(jī)，其調(diào)速幅度可達(dá)3-4。屬于基速以上調(diào)速。3能耗制動時間與制動電阻rl的阻值有什

23、么關(guān)系？為什么？該制動方法有什么缺點？ 答：電阻越小，制動電流越大，制動時間越短；反之，電阻越大，制動電流越小，制動時間越長；能耗制動，在電動機(jī)脫離電源之后，在定子繞組上加一個直流電壓，即通入直流電流，產(chǎn)生一靜止磁場，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用達(dá)到制動的目的。能耗制動的缺點有：在制動過程中，隨著轉(zhuǎn)速下降，制動轉(zhuǎn)矩隨之減小，制動效果變差，電機(jī)易發(fā)熱。七思考題1.并勵電動機(jī)的速率特性n=f(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(jī)運(yùn)行有何影響？答：由于負(fù)載、阻尼的阻礙影響，曲線肯定是下降的；上翹的那是對串勵電機(jī)才是；上翹的曲線（串勵）適用于電鉆類設(shè)備；2.當(dāng)

24、電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端壓，為什么會引起電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低？答：當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端壓，根據(jù)公式ea=cen可得，ea下降時轉(zhuǎn)速n下降。3. 當(dāng)電動機(jī)的負(fù)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？答：當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會導(dǎo)致電樞電流變大，從而轉(zhuǎn)速升高。4.并勵電動機(jī)在負(fù)載運(yùn)行中，當(dāng)磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛速”？為什么？答：不一定。倘若電動機(jī)負(fù)載較輕，當(dāng)磁場回路斷線時，電機(jī)主磁通將迅速下降至剩磁磁通，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將迅速上升，造成“飛車”。 若電動機(jī)的負(fù)載為重載，則電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩將小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩

25、， 使電機(jī)轉(zhuǎn)速減小，但電樞電流將飛速增大， 超過電動機(jī)允許的最大電流值，引起電樞繞組因大電流過熱而燒毀。實驗三 三相變壓器一.實驗?zāi)康?通過空載和短路實驗，測定三相變壓器的變比和參數(shù)。2通過負(fù)載實驗，測取三相變壓器的運(yùn)行特性。二.預(yù)習(xí)要點1如何用雙瓦特計法測三相功率，空載和短路實驗應(yīng)如何合理布置儀表。2三相心式變壓器的三相空載電流是否對稱，為什么？3如何測定三相變壓器的鐵耗和銅耗。4變壓器空載和短路實驗應(yīng)注意哪些問題？電源應(yīng)加在哪一方較合適？ 三實驗項目1測定變比2空載實驗：測取空載特性u0=f(i0)，p0=f(u0)，cosj0=f(u0)。3短路實驗：測取短路特性uk=f(ik)，pk=

26、f(ik)，cosjk=f(ik)。4純電阻負(fù)載實驗：保持u1=u1n，cosj2=1的條件下，測取u2=f(i2)。四實驗設(shè)備及儀器1mel系列電機(jī)教學(xué)實驗臺主控制屏（含交流電壓表、交流電流表）2功率及功率因數(shù)表（mel-20或含在主控制屏內(nèi)）3三相心式變壓器（mel-02）或單相變壓器（在主控制屏的右下方）4三相可調(diào)電阻900（mel-03）5波形測試及開關(guān)板（mel-05）6三相可調(diào)電抗（mel-08）五實驗方法1.測定變比實驗線路如圖2-4所示，被試變壓器選用mel-02三相三線圈心式變壓器，額定容量pn=152/152/152w,un=220/63.5/55v,in=0.4/1.38

27、/1.6a，y/y接法。實驗時只用高、低壓兩組線圈，中壓線圈不用。a 在三相交流電源斷電的條件下，將調(diào)壓器旋鈕逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底。并合理選擇各儀表量程。b 合上交流電源總開關(guān)，即按下綠色“閉合”開關(guān)，順時針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓u0=0.5un，測取高、低壓線圈的線電壓u1u1.1v1、u1v1.1w1、u1w1.1u1、u3u1.3v1、u3v1.3w1、u3w1.3u1，記錄于表2-6中。表2-6u（v）kuvu（v）kvwu（v）kwuk=1/3(kuv+kvw+kwu)u1u1.1v1u3u1.3v1u1v1.1w1u3v1.3w1u1w1.1u1u3w1.3u1128.03

28、2.23.98128.832.43.98126.332.03.953.97kuv= u1u1.1v1/u3u1.3v1kvw= u1v1.1w1/u3v1.3w1kwu= u1w1.1u1/u3w1.3u12.空載實驗實驗線路如圖2-5所示，變壓器t選用mel-02三相心式變壓器。實驗時，變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈開路。a、v、w分別為交流電流表、交流電壓表、功率表。具體配置由所采購的設(shè)備型號不同由所差別。若設(shè)備為mel-系列，則交流電流表、電壓表為三組指針式模擬表，量程可根據(jù)需要選擇，功率表采用單獨(dú)的組件（mel-20或mel-24）；若設(shè)備為mel-系列，則上述儀表為智能型數(shù)字儀表，量

29、程可自動也可手動選擇，功率表含在主控屏上。儀表數(shù)量也可能由于設(shè)備型號不同而不同。故不同的實驗臺，其接線圖也不同。功率表接線時，需注意電壓線圈和電流線圈的同名端，避免接錯線。a接通電源前，先將交流電源調(diào)到輸出電壓為零的位置。合上交流電源總開關(guān)，即按下綠色“閉合”開關(guān)，順時針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓u0=1.2unb然后，逐次降低電源電壓，在1.20.5un的范圍內(nèi)；測取變壓器的三相線電壓、電流和功率，共取67組數(shù)據(jù)，記錄于表2-7中。其中u=un的點必須測，并在該點附近測的點應(yīng)密些。c 測量數(shù)據(jù)以后，斷開三相電源，以便為下次實驗作好準(zhǔn)備。 表2-7序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)u0(v

30、)i0(a)p0(w)uo(v)io(a)po(w)cosj0u3u1.3v1u3v1.3w1u3w1.3u1i3u10i3v10i3w10po1p0216664.664.40.3370.2050.311-11.016.75650.2845.750.1825554.654.00.2000.1220.192-4.79.1454.50.1714.440.2734544.844.30.1270.0770.124-1.95.2744.70.1093.370.4043535.134.40.0920.0560.091-0.83.0334.80.0802.230.4652020.219.80.0580.03

31、50.058-0.21.12200.0500.920.533.短路實驗實驗線路如圖2-6所示，變壓器高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。接通電源前，將交流電壓調(diào)到輸出電壓為零的位置，接通電源后，逐漸增大電源電壓，使變壓器的短路電流ik=1.1in。然后逐次降低電源電壓，在1.10.5in的范圍內(nèi)，測取變壓器的三相輸入電壓、電流及功率，共取45組數(shù)據(jù)，記錄于表2-8中，其中ik=in點必測。實驗時，記下周圍環(huán)境溫度（0c），作為線圈的實際溫度。表2-8 = 30 oc序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)uk（v）ik（a）pk（w）uk（v）ik（a）pk（w）cosjku1u1.1v1u1v1.1u

32、1u1w1.1u1i1u1i1v1i1w1pk1pk2131.632.031.10.480.4670.4712.0114.3031.50.47316.310.63226.126.525.90.400.3860.3911.379.8026.20.39211.170.63319.520.119.50.30.2910.2960.685.6519.70.2966.330.63413.213.613.00.20.1990.1990.292.5813.30.1992.870.6356.67.06.50.10.1020.1030.050.676.70.1020.730.634.純電阻負(fù)載實驗實驗線路如圖2-

33、7所示，變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)開關(guān)s(mel-05)接負(fù)載電阻rl，rl選用三只1800電阻（mel-03中的900和900相串聯(lián)）。a將負(fù)載電阻rl調(diào)至最大，合上開關(guān)s1接通電源，調(diào)節(jié)交流電壓，使變壓器的輸入電壓u1=u1n。b在保持u1=u1n的條件下，逐次增加負(fù)載電流，從空載到額定負(fù)載范圍內(nèi)，測取變壓器三相輸出線電壓和相電流，共取56組數(shù)據(jù)，記錄于表2-9中，其中i2=0和i2=in兩點必測。表2-9 uuv=u1n= 55 v ；cosj2=1序號u（v）i（a）u1u1.1v1u1v1.1w1u1w1.1u1u2i1u1i1v1i1w1i21257252248252.300

34、002231228226228.30.1500.1490.1440.1483228225223225.30.1670.1670.1620.1654224221219221.30.1920.1950.1890.1915216212210212.70.2400.2450.2410.242 六注意事項在三相變壓器實驗中，應(yīng)注意電壓表、電流表和功率表的合理布置。做短路實驗時操作要快，否則線圈發(fā)熱會引起電阻變化。 七實驗報告1.計算變壓器的變比根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算出各項的變比，然后取其平均值作為變壓器的變比。 2.根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù)作空載特性曲線并計算激磁參數(shù)(1) 繪出空載特性曲線u0=f(i0)，p0=

35、f(u0)，cos0=f(u0) 。式中 (2)計算激磁參數(shù)從空載特性曲線查出對應(yīng)于u0=un時的i0和p0值，并由下式求取激磁參數(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)，cosjk=f(ik)。式中 (2)計算短路參數(shù)從短路特性曲線查出對應(yīng)于ik=in時的uk和pk值， 并由下式算出實驗環(huán)境溫度qoc時的短路參數(shù) 折算到低壓方 換算到基準(zhǔn)工作溫度的短路參數(shù)為和，計算出阻抗電壓。 ik=in時的短路損耗pkn=3i4.利用由空載和短路實驗測定的參數(shù)，畫出被試變壓器的“”型等效電路。5.變壓器的電壓變化率u(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出cosj2=

36、1時的特性曲線u2=f(i2)，由特性曲線計算出i2=i2n時的電壓變化率u。 (2)根據(jù)實驗求出的參數(shù)，算出i2=in，cosj2=1時的電壓變化率u 6.繪出被試變壓器的效率特性曲線(1) 用間接法算出在cosj2=0.8時，不同負(fù)載電流時的變壓器效率，記錄于表2-10中。 表2-10 cosj2=0.8, p0= 4.44 w, pkn = 11.17 wi2p2（w）0.28.864.30%0.417.673.86%0.626.4 75.37%0.8 35.2 75.23%1.0 44 73.81%1.2 52.8 72.01% 式中ipn cosj2 =p2pn為變壓器的額定容量pk

37、n為變壓器ik =in時的短路損耗p0為變壓器的u0=un時的空載損耗(2)計算被試變壓器=max時的負(fù)載系數(shù)。實驗四 三相鼠籠異步電動機(jī)的工作特性一實驗?zāi)康?掌握三相異步電機(jī)的空載、堵轉(zhuǎn)和負(fù)載試驗的方法。2用直接負(fù)載法測取三相鼠籠異步電動機(jī)的工作特性。3測定三相籠型異步電動機(jī)的參數(shù)。二預(yù)習(xí)要點1 異步電動機(jī)的工作特性指哪些特性？答：異步電動機(jī)的工作特性有：（1） 轉(zhuǎn)速特性（2） 定子電流特性（3） 功率因數(shù)特性（4） 電磁轉(zhuǎn)矩特性（5） 效率特性2異步電動機(jī)的等效電路有哪些參數(shù)？它們的特理意義是什么？3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判定定子繞組的首未端。3空

38、載試驗。4短路試驗。5負(fù)載試驗。三實驗設(shè)備及儀器1mel系列電機(jī)教學(xué)實驗臺主控制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、矩矩轉(zhuǎn)速測量（mel-13、mel-14）。3交流功率、功率因數(shù)表（mel-20或mel-24或含在實驗臺主控制屏上）。4直流電壓、毫安、安培表（mel-06或含在實驗臺主控制屏上）。5三相可調(diào)電阻器900（mel-03）。6波形測試及開關(guān)板（mel-05）。7三相鼠籠式異步電動機(jī)m04。五實驗方法及步驟1測量定子繞組的冷態(tài)直流電阻。準(zhǔn)備：將電機(jī)在室內(nèi)放置一段時間，用溫度計測量電機(jī)繞組端部或鐵芯的溫度。當(dāng)所測溫度與冷動介質(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

39、電阻，此阻值即為冷態(tài)直流電阻。（1）伏安法測量線路如圖3-1。s1，s2：雙刀雙擲和單刀雙擲開關(guān)，位于mel-05。r：四只900和900電阻相串聯(lián)（mel-03）。a、v：直流毫安表和直流電壓表，或采用mel-06，或在主控制屏上。量程的選擇：測量時，通過的測量電流約為電機(jī)額定電流的10%，即為50ma，因而直流毫安表的量程用200ma檔。三相籠型異步電動機(jī)定子一相繞組的電阻約為50歐姆，因而當(dāng)流過的電流為50ma時三端電壓約為2.5伏，所以直流電壓表量程用20v檔，實驗開始前，合上開關(guān)s1，斷開開關(guān)s2，調(diào)節(jié)電阻r至最大（3600）。分別合上綠色“閉合”按鈕開關(guān)和220v直流可調(diào)電源的船形

40、開關(guān)，按下復(fù)位按鈕，調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源及可調(diào)電阻r，使試驗電機(jī)電流不超過電機(jī)額定電流的10%，以防止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3-1中。表3-1 室溫 30 繞組i繞組繞組i（ma）504030504030504030u（v）0.850.670.510.850.680.510.860.670.51r（）1716.751717171717.216.7517注意事項：在測量時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子須靜止不動。測量通電時間

41、不應(yīng)超過1分鐘。（2）電橋法（選做）用單臂電橋測量電阻時，應(yīng)先將刻度盤旋到電橋能大致平衡的位置，然后按下電池按鈕，接通電源，等電橋中的電源達(dá)到穩(wěn)定后，方可按下檢流計按鈕接入檢流計。測量完畢后，應(yīng)先斷開檢流計，再斷開電源，以免檢流計受到?jīng)_擊。記錄數(shù)據(jù)于表3-2中。電橋法測定繞組直流電阻準(zhǔn)確度以靈敏度高，并有直接讀數(shù)的優(yōu)點。表3-2中繞組i繞組ii繞組iiir（）1717172判定定子繞組的首未端先用萬用表測出各相繞組的兩個線端，將其中的任意二相繞組串聯(lián)，如圖3-2所示。將調(diào)壓器調(diào)壓旋鈕退至零位，合上綠色“閉合”按鈕開關(guān)，接通交流電源，調(diào)節(jié)交流電源，在繞組端施以單相低電壓u=80100v，注意電流

42、不應(yīng)超過額定值，測出第三相繞組的電壓，如測得的電壓有一定讀數(shù)，表示兩相繞組的未端與首端相聯(lián)，如圖3-2（a）所示；反之，如測得電壓近似為零，則二相繞組的未端與未端（或首端與首端）相連，如圖3-2（b）所示。用同樣方法測出第三相繞組的首未端。3空載試驗測量電路如圖3-3所示。電機(jī)繞組為接法（un=220伏），且電機(jī)不同測功機(jī)同軸聯(lián)接，不帶測功機(jī)。a起動電壓前，把交流電壓調(diào)節(jié)旋鈕退至零位，然后接通電源，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。b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。c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

43、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。d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)7-9組記錄于表3-3中。表3-3序號uoc（v）iol（a）po（w）cosjuabubcucauoliaibiciolpipiipo12642662652650.3810.3920.3840.222-35.162.3627.260.1522202212202200.3120.3150.3060.180-22.043.4721.470.1832002022012010.2840.2860.2800.163-17.836.9319.130.1941601621621610.

44、2300.2290.2260.132-9.525.2215.720.2551001001001000.1600.1610.1570.092-0.812.9012.100.446506250540.1760.1790.1770.1022.218.5710.780.654短路實驗測量線路如圖3-3。將測功機(jī)和三相異步電機(jī)同軸聯(lián)接。a將起子插入測功機(jī)堵轉(zhuǎn)孔中，使測功機(jī)定轉(zhuǎn)子堵住。將三相調(diào)壓器退至零位。b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。a在這范圍內(nèi)讀取短路電壓、短路電流、短路功率，共取4-5組數(shù)據(jù)，填入表3-4中。做完實驗后，注意取出

45、測功機(jī)堵轉(zhuǎn)孔中的起子。表3-4序號uoc（v）iol（a）po（w）cosjkuabubcucaukiaibicikpipiipk1646464640.60.6020.5920.352.5634.6337.190.552555555550.50.5000.4970.290.9924.2725.260.523474647470.40.3990.3980.23016.1216.120.504383738380.30.2970.3010.17-0.69.879.270.485302931300.20.1980.2020.12-0.74.964.260.396252626260.150.1490.14

46、80.09-0.63.052.450.355負(fù)載實驗選用設(shè)備和測量接線同空載試驗。實驗開始前，mel-13中的“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕逆時針到底。a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，并在試驗中保持此額定電壓不變。b調(diào)節(jié)測功機(jī)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕使之加載，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。c從這負(fù)載開始，逐漸減小負(fù)載直至空載，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、轉(zhuǎn)矩等數(shù)據(jù)，共讀取5-6組數(shù)據(jù)，記錄于表3-5中。表3-5 un=220伏（）序號iol（a）po（w）t2（n.m）n（r/min）p2（w）iaibici1pipiip110.3230.3290.3140.19-16.649.1565.750.411488 64.0620.400.4040.3900.225.3475.23