電拖實驗指導(dǎo)書

1、 電機與拖動基礎(chǔ)實 驗 指 導(dǎo) 書機電工程學(xué)院機電教研室電機與拖動基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書課程編號： 課程名稱：電機與拖動基礎(chǔ)周數(shù)/學(xué)分：先修課程：大學(xué)物理、電工學(xué)適用專業(yè)：機械設(shè)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(diào)速實驗11前 言 電機與拖動基礎(chǔ)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)生能根據(jù)實驗?zāi)康?，實驗?nèi)容及實驗設(shè)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(jié)論，從而完成實驗報告。學(xué)生在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認(rèn)真做好實驗?，F(xiàn)按實驗過程對學(xué)生提出下列

2、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,了解實驗?zāi)康摹?項目、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。 認(rèn)真作好實驗前的準(zhǔn)備工作，對于培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力，提高實驗質(zhì)量和保護實驗設(shè)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(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，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(dǎo)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(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(biāo)出。 6、根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進行計算和分析，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。四、實驗安全操作規(guī)程 為了按時完成電機及電氣技術(shù)實驗，確保實驗時人身安全與設(shè)備安全，要嚴(yán)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(xué)生獨立完成接線或改接線路后必須經(jīng)指導(dǎo)教師檢查和允許，并使組內(nèi)其他同學(xué)引起注意后方可接通電源。實驗中如發(fā)生事故，應(yīng)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(yīng)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?qū)嶒炁_控制屏上的電源接通應(yīng)由實驗指導(dǎo)人員來控制， 其他人只能由指導(dǎo)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?zāi)康?1、學(xué)習(xí)電機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(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。三、實驗內(nèi)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(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。三、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直流數(shù)字電壓、毫安、安培表1 件5D41三相可調(diào)電阻器1 件6D42三相可調(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、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(dǎo)人員介紹DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)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(diào)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(guān)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(guān)撥至“開”位置接通電樞電源，并調(diào)節(jié)右側(cè)旋鈕至220V。調(diào)節(jié)R使電樞電流達(dá)到0.2A（如果電流太大，可能由于剩磁的作用使電機旋轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)子分別旋轉(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1-1中。 （3）增大R使電流分別達(dá)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(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

10、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 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(zhuǎn)速為1600r/min，渦流測功機測量轉(zhuǎn)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(dǎo)軌連接，直接從渦流測功機控制箱讀取電動機的轉(zhuǎn)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(zhǔn)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(zhuǎn)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(diào)至最大位置、M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，并確認(rèn)控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)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(zhuǎn)矩控制狀態(tài)下，將突減載開關(guān)撥至

13、下端，然后將給定調(diào)節(jié)旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)到最小，打開船形開關(guān)接通電源，按下調(diào)零按鈕。作好起動準(zhǔn)備。（2）開啟控制屏上的鑰匙開關(guān)，按下其上方的“啟動”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關(guān)，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(guān)，使電動機M起動。（3）改變電動機的轉(zhuǎn)向電動機M起動后觀察渦流測功機控制箱轉(zhuǎn)速表的顯示值，應(yīng)為正值。若不正確，可將電樞串聯(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(diào)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(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表顯示的轉(zhuǎn)向。

14、 （4）將電動機的啟動電阻R1調(diào)至最小位置，同時調(diào)節(jié)渦流測功機控制箱上的調(diào)節(jié)旋鈕及電動機的勵磁電流If1,使電動機達(dá)到額定狀態(tài)。可以直接從渦流測功機控制箱的顯示框讀取電動機的轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)矩及電動機的輸出功率。（5）調(diào)節(jié)他勵電動機的轉(zhuǎn)速 將渦流測功機控制箱上的調(diào)節(jié)旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)到底。分別改變串入電動機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。 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(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R1調(diào)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(diào)回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)回到最小值。渦流測功機控制箱的調(diào)節(jié)旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)到底，為下次起動作好準(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、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(dǎo)軌的信號線拆掉。做測功機使用時應(yīng)將突減載開關(guān)撥至下端位置，控制模式切換到轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)電阻Rf1應(yīng)調(diào)到什么位置?為什么? 2、在電動機輕載及額定負(fù)載時，

16、增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，電機的轉(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？七、思考題1、有哪些途徑可以改變直流電動機的轉(zhuǎn)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(yán)重后果? 實驗二 三相異步電動機的起動與調(diào)速一、實驗?zāi)康?通過實驗掌握異步電動機的起動和調(diào)速的方法。二、實驗內(nèi)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(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動。 5、線繞式異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速。三、實驗設(shè)備及控制屏上掛件排列順序1、實驗

17、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(diào)電抗器（可選）1件8D51波形測試及開關(guān)板1件9DJ17-1起動與調(diào)速電阻箱1件10內(nèi)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(fù)載電機DJ23。 (2) 把控制屏上的交流調(diào)壓器逆時針退到零位，開啟鑰匙開關(guān)，按下控制屏上的“啟動”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)到電機額定電壓220伏，使電機起動旋轉(zhuǎn)，(如電機旋轉(zhuǎn)方向不符合要求需調(diào)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(zhuǎn)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(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(diào)節(jié)控制屏左側(cè)調(diào)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(zhuǎn)矩值TK， 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，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(diào)壓器調(diào)至零位。(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)壓器使升壓至電機額定電壓220伏，使電

20、機旋轉(zhuǎn)，然后按下停止按鈕斷開電源開關(guān)，待電機停轉(zhuǎn)。 (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(zhuǎn)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(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。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(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) 按下控制屏上的啟動按鈕，接通交流電源。調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓達(dá)電機額定電壓220伏，斷開電源開關(guān)，待電機停轉(zhuǎn)。(4)開關(guān)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(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子繞組串電阻起動 (1) 調(diào)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(zhuǎn)子每相串入的電阻選用DJ17-1起動與調(diào)速電阻箱。 (3) 調(diào)壓器退到零位，軸伸端裝上圓盤和彈簧秤 (4) 調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使輸出電壓為1