電機(jī)與拖動基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書2014

1、電機(jī)與拖動基礎(chǔ)實驗報告姓名：折麗紅、林芳芳、岳陽：自動化學(xué)號：指導(dǎo)老師：鄒洪波杭州電子科技大學(xué)自動化學(xué)院2014年修訂杭州電子科技大學(xué)電機(jī)與拖動基礎(chǔ)實驗一 他勵直流電動機(jī)機(jī)械特性的測定一.實驗?zāi)康?掌握用實驗方法測取他勵直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。2掌握他勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法。二.預(yù)習(xí)要點(diǎn)1什么是直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？2直流電動機(jī)調(diào)速原理是什么？三實驗設(shè)備及儀器1SMCL電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺的主控制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及渦流測功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（NMEL-13F）。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（NMEL-06）。5. 直流勵磁及電源

2、（NMEL18A）。6他勵直流電動機(jī)M03。7開關(guān)板（NMEL-05B）。8三相可調(diào)電阻900（NMEL-03）。四實驗內(nèi)容1學(xué)習(xí)起動直流電動機(jī)。2測定他勵直流電動機(jī)固有機(jī)械特性。3測定改變電源電壓及串電阻的人為機(jī)械特性。五實驗方法1 . 他勵直流電動機(jī)固有機(jī)械特性的測定M03為他勵直流電動機(jī)UN=220V，IN=1.1A，nN=1600r/min，PN=185W；勵磁電壓Uf=220V，勵磁電流If0.080A。直流電壓表V為220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶；直流電流表mA1、A1分別為220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶毫安表、安倍表；按圖1-1接線，在開啟電源前，檢查開關(guān)、電阻等的設(shè)置。實驗步驟：（

3、1）R2電阻位于NMEL-09中間電阻，順時針調(diào)到底（最?。唬?）R1電阻位于NMEL-04最上面電阻，逆時針調(diào)到底（最大）；（3）R4電阻位于NMEL03最上面電阻，逆時針調(diào)到底（最大）；（4）NMEL-05B開關(guān)S1合向“1”端（5）按下綠色“閉合”電源開關(guān)按鈕（左下方主電源開關(guān)）；（6）調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)電位器，使電壓輸出顯示（V）顯示220V；（7）按下NMEL-18復(fù)位按鈕，電機(jī)起動后將R1順時針調(diào)至底；（8）調(diào)節(jié)NMEL09上中間勵磁電阻，使轉(zhuǎn)速顯示為1500轉(zhuǎn)，讀取電樞電流，轉(zhuǎn)速（n=1500n/min）；（9）在不串電阻的情況下，調(diào)節(jié)測功機(jī)“轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩給定”，使電樞電流在額定內(nèi)的變化

4、，讀取8組數(shù)據(jù)：（Ia=0.1，0.15，0.2，0.25，0.3，0.35，0.4，0.45）記錄電流Ia，轉(zhuǎn)速n，轉(zhuǎn)矩T2；（10）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)8組填入表1-1中。MAmANMEL-18(220電壓源)NMEL-03(1800)S1+-R4NMEL-04(180)R1NMEL-18安培表M03電機(jī)1端2端測功機(jī)加載系統(tǒng)NMEL-18(勵磁電源)+-NMEL-09(3000)R2M03電機(jī)勵磁NMEL-18毫安表圖112他勵直流電動機(jī)機(jī)械特性的測定（1）固有特性

5、 維持UN210V（通過調(diào)節(jié)電機(jī)負(fù)載旋鈕，測得機(jī)械特性）表1-1 實驗數(shù)據(jù)Ia（A）n（r/min）T2（N.m）（2）串電阻特性 維持R1180（通過調(diào)節(jié)電機(jī)負(fù)載旋鈕，測得機(jī)械特性）實驗數(shù)據(jù)Ia（A）n（r/min）T2（N.m） 表12（3）改變電樞端電壓特性 維持轉(zhuǎn)矩TL=0.1Nm(由U200V向下調(diào)壓獲得機(jī)械特性)Ua（V）n（r/min）Ia（A）表13六實驗報告1畫出他勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性，降壓及串電阻人為機(jī)械特性曲線。2畫出他勵直流電動機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線。七思考題1為什么他勵直流電動機(jī)在起動前先加額定勵磁電壓？2起動前加勵磁電壓或額定起動時，勵磁電路斷線對于空載和滿負(fù)載會發(fā)生

6、什么情況？3如何改變他勵直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速方向？實驗二 他勵直流電動機(jī)制動實驗一實驗?zāi)康?掌握他勵直流電動機(jī)能耗制動的工作過程及原理。2掌握他勵直流電動機(jī)反接制動的工作過程及原理。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)實驗前要求預(yù)習(xí)教材中關(guān)于直流電動機(jī)制動方面的內(nèi)容。理解能耗制動時的時間受到什么影響。三實驗設(shè)備及儀器1SMEL電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺主控制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速表（NMEL-13F）。3三相可調(diào)電阻90（NMEL-04掛箱180電阻）。4三相可調(diào)電阻900（NMEL03掛箱1800電阻）5. 直流勵磁電源（NMEL18A）。6開關(guān)板（NMEL-05B）。7直流電壓、電流、毫安表（NMEL-06）。MAmA

7、NMEL-18(220電壓源)NMEL-03(1800)S1+-R4NMEL-04(180)R1NMEL-18安培表M03電機(jī)1端2端測功機(jī)加載系統(tǒng)NMEL-18(勵磁電源)+-NMEL-09(3000)R2M03電機(jī)勵磁NMEL-18毫安表圖218電機(jī)起動箱（NMEL-09掛箱3000電阻）。9數(shù)字萬用表。四實驗內(nèi)容1. 直流電動機(jī)能耗制動實驗。2. 直流電動機(jī)電壓反接制動。五實驗方法及步驟1直流電動機(jī)能耗制動實驗接線圖如圖21M03為他勵直流電動機(jī)UN=220V，IN=1.1A，nN=1600r/min，PN=185W；勵磁電壓Uf=220V，勵磁電流If0.080A。直流電壓表V為220

8、V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源NMEL18A；直流電流表mA1、A1分別為220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶毫安表、安倍表；在開啟電源前，檢查開關(guān)、電阻等的設(shè)置。實驗步驟：（1）R2電阻位于NMEL-09中間電阻，順時針調(diào)到底（最?。＃?）R1電阻位于NMEL-04最上面電阻，逆時針調(diào)到底（最大）。（3）R4電阻位于NMEL03最上面電阻，逆時針調(diào)到底（最大）。（4）開關(guān)S1合向“1”端（5）按下綠色“閉合”電源開關(guān)按鈕（左下方主電源開關(guān)）。（6）調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)電位器，使電壓輸出顯示（V）顯示220V。（7）按下NMEL-18復(fù)位按鈕，電機(jī)起動后將R1順時針調(diào)至底。（8）調(diào)節(jié)NMEL09上中間電阻，使轉(zhuǎn)速顯示為

9、1500轉(zhuǎn)，讀取電樞電流，轉(zhuǎn)速（n=1500n/min）（9）測功機(jī)“轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩給定”，電位器逆時針調(diào)到底。（10）當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時將開關(guān)合向2端，進(jìn)入能耗制動，記錄制動時間和對應(yīng)的R4值。數(shù)據(jù)記錄R4（）時間（s）MAmANMEL-18(220電壓源)NMEL-03(1800)S1+-R4NMEL-04(180)R1NMEL-18安培表M03電機(jī)1端2端測功機(jī)加載系統(tǒng)NMEL-18(勵磁電源)+-NMEL-09(3000)R2M03電機(jī)勵磁NMEL-18毫安表圖22表21NMEL05接線電源+電源-電機(jī)+電機(jī)-電源-電阻2電動及反接制動特性在在電源反向的條件下，電機(jī)的接線如圖22所示。實驗步驟

10、：同上（11）當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時將開關(guān)合向2端，進(jìn)入反接制動，調(diào)節(jié)測功機(jī)電位器，加載，記錄在不同負(fù)載下的制動時間和電流。數(shù)據(jù)記錄負(fù)載（Nm）時間（s）表22六實驗報告1畫出他勵直流電動機(jī)的能耗制動機(jī)械特性曲線。2畫出他勵直流電動機(jī)的反接制動機(jī)械特性曲線。七思考題1為什么他勵直流電動機(jī)在能耗制動時電阻越大過渡過程越長？2為什么他勵直流電動機(jī)在反接制動時增加外部電阻？ 實驗三 單相變壓器(選做)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)。2通過負(fù)載實驗測取變壓器的運(yùn)行特性。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

11、聯(lián)接才能使測量誤差最?。?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UO=f(IO)，PO=f(UO)。 四實驗設(shè)備及儀器1SMEL電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺主控制屏。2電流、電壓及功率因數(shù)表（NEEL-001A）。3單相變壓器（NMCL331A），額定數(shù)據(jù)220V 0.4A/ 110V 0.8A。4三相可調(diào)電阻900（NMEL-03）。5開關(guān)板（NMEL-05B）。五實驗方法1空載實驗實驗線路如圖3-1。接線之前請將電壓表的指數(shù)將為110V，再斷開電源線進(jìn)行接線。 電壓調(diào)節(jié)旋鈕在實驗平臺的左側(cè)面。變壓器T選用單相變壓器。實驗時，變壓器低壓線圈2U1、2U2接電

12、源，高壓線圈1U1、1U2開路。圖3-1 單相變壓器空載實驗A、 V1、V2分別為交流電流表、交流電壓表。 W為功率表，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=1.2UN。c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U0、I0、P0，共取67組數(shù)據(jù)，記錄于表3-1中。其中U=UN的點(diǎn)必須測，并在該點(diǎn)附近測的點(diǎn)應(yīng)密些。為了計算變壓器的變化，在UN以下測取原邊電壓的同時測取副邊電壓，填入表3

13、-1中。e測量數(shù)據(jù)以后，斷開三相電源，為下次實驗作好準(zhǔn)備。表3-1序 號實 驗 數(shù) 據(jù)U0（V）I0（A）PO（W）U1U1。1U21234567六注意事項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。2上電電壓一定要從小到大。實驗四 三相鼠籠式異步電動機(jī)機(jī)械特性測定一實驗?zāi)康?掌握三相異步電動機(jī)固有機(jī)械特性的測試方法。2掌握三相異步電動機(jī)正，反轉(zhuǎn)實現(xiàn)方法。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)實驗前要求預(yù)習(xí)異步電動機(jī)的原理，機(jī)械特性等內(nèi)容。三實驗設(shè)備及儀器1SMCL電力電子及電氣教學(xué)實驗臺。2鼠籠式異步電動機(jī)（線電壓220V，線電流0.5A，轉(zhuǎn)速1420n/min）。3交流電壓、電流、功率因數(shù)表（MEL-0

14、2T）。4測功機(jī)。5三相可調(diào)電阻器900（NMEL-03）。6開關(guān)板（NMEL-0B5）。7三相鼠籠式異步電動機(jī)M04。8NMEL-18A。五實驗方法及步驟NMEL-1818圖4-1 三相交流繞組電阻的測定S1NMEL-03R1AV定子一相繞組1測量定子繞組的冷態(tài)直流電阻。（1）伏安法測量線路如圖4-1。S1，S2：雙刀雙擲和單刀雙擲開關(guān)，位于NMEL-05B。R：四只900和900電阻相串聯(lián)（NMEL-03）。A、V：直流毫安表和直流電壓表。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5

15、0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。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。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4-1中。表4-1 室溫 繞組I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）測量通電時間不應(yīng)超過1分鐘。交流電源輸出圖4-2 三相交流繞組首末端的

16、測定U=0AAUWBXYZVC交流電源輸出U¹0AAUWBXYZVC2判定定子繞組的首未端圖4-3三相交流電機(jī)的接線圖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4-2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)；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。用同樣方法測出第三相繞組的首未端。 3實驗原理與內(nèi)容測量電路如圖4-3所示。電機(jī)繞組為接法（UN=220伏

17、），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)方向為正轉(zhuǎn)。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)測功機(jī)電位器，逐步增大負(fù)載，測定n，T，I得到固有機(jī)械特性的一組數(shù)據(jù)，記錄并繪制固有機(jī)械特性曲線。nTI六實驗報告1繪制機(jī)械特性曲線，及固有機(jī)械特性曲線。2根據(jù)測試數(shù)據(jù)繪制的機(jī)械特性曲線和固有機(jī)械特性曲線分析誤差產(chǎn)生的各種原因。七思考題1如何改變異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速方向？從實現(xiàn)的方法和感應(yīng)的工作原理來敘述其轉(zhuǎn)速方向的改變。2為什么要空載啟動，能否直接滿載啟動。 實驗五 三相異步電動機(jī)的起動與調(diào)

18、速一實驗?zāi)康耐ㄟ^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復(fù)習(xí)異步電動機(jī)的調(diào)速方法。三實驗項目1異步電動機(jī)的直接起動。2異步電動機(jī)星形三角形（Y-）換接起動。3繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動。4繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速。四實驗設(shè)備及儀器1SMEL電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺主控制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（NMEL-13F）。3電機(jī)起動箱（NMEL-09）。5鼠籠式異步電動機(jī)（M04）。6繞線式異步電動機(jī)（M09）。7開關(guān)板（NMEL-0B5）。五實驗方法圖5-1 異步電動機(jī)直接啟動接線圖1三相籠型異

19、步電動機(jī)直接起動試驗。按圖5-1接線，電機(jī)繞組為接法。起動前，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量實驗箱（NMEL-13F）中“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器旋鈕逆時針調(diào)到底，“轉(zhuǎn)速控制”、“轉(zhuǎn)矩控制”選擇 “轉(zhuǎn)矩控制”，檢查電機(jī)導(dǎo)軌和NMEL-13F的連接是否良好。a把三相交流電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(diào)到底，合上綠色“閉合”按鈕開關(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，使電機(jī)起動旋轉(zhuǎn)。（電機(jī)起動后，觀察NMEL-13F中的轉(zhuǎn)速表，如出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)向不符合要求，則須切斷電源，調(diào)整次序，再重新起動電機(jī)。）b斷開三相交流電源，待電動機(jī)完全停止旋轉(zhuǎn)后，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，讀取電壓值UK、電流值IK、轉(zhuǎn)矩值TK，填入表5-1中。 UN：電機(jī)額定電壓，V； 表5-1測 量 值UK（V）IK（A）TK（N.m） 圖5-3 繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻啟動接線圖2星形三角形（Y-）起動圖5-2 異步電動機(jī)星-三角啟動按圖5-2接線，電壓表、電流表的選擇同前，開關(guān)S選用MEL-05。a起動前，把三相調(diào)壓器退到零位，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，使輸出電壓升高至電機(jī)額定電壓UN=220V，斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。