大工15春《電機與拖動實驗》實驗報告

網(wǎng)絡(luò)教育學院電機與拖動實驗報告學習中心：溧水奧鵬層次：專升本專業(yè)：電氣工程及其自動化學號：學生：唐浩完成日期：2023年8月20日實驗報告一實驗名稱：單項變壓器實驗實驗?zāi)康模?.通過空載和短路實驗測定變壓器的變化和參數(shù)。2.通過負載實驗測得變壓器的運行特性。實驗工程：1.空載實驗測取空載特性U0=f(I0),P0=f(U0)2.短路實驗測取短路特性Uk=f(Ik),Pk=f(I)3.負載實驗保持U1=U1N，cosψ2=1的條件下，測取U2=f(I2)〔一〕填寫實驗設(shè)備表名稱型號和規(guī)格用途使用考前須知電機教學實驗臺NMEL-II提供電源、固定電機實驗前調(diào)節(jié)輸出電壓到零三相組式變壓器NMEL-24B實驗所需要的變壓器短路實驗注意要快，減少線路過熱三相可調(diào)電阻器NMEL-03改變輸出電流注意量程運用，緩慢調(diào)節(jié)功率表、功率因數(shù)表NMEL-20測量功率及功率因素不得超量程，線路不能接反交流電壓表、電流表MEL-001C電壓表并聯(lián)測量線路的電壓，電流表串聯(lián)測量線路中的電流選擇正確量程，準確讀取數(shù)值旋轉(zhuǎn)指示燈及開關(guān)板NMEL-05通斷電路電路連完后閉合拆電路前斷開〔二〕空載實驗1．填寫空載實驗數(shù)據(jù)表格表1-1序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)U1U1。1U21119.70.1331.93224.50.132113.60.0891.62212.90.173109.90.0771.48206.20.194105.20.0661.31196.90.20599.060.0571.14185.80.22686.100.0430.84161.00.25774.780.0350.63139.60.282.根據(jù)上面所得數(shù)據(jù)計算得到鐵損耗、勵磁電阻、勵磁電抗、電壓比表1-2序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)U1U1。1U21119.70.1321.93224.51.95108.6887.40.532113.60.0891.62212.91.62204.51258.80.533109.90.0771.48206.21.48249.61405.30.534105.20.0661.31196.91.31300.71565.30.53599.060.0571.14185.81.14350.91702.10.53686.100.0430.84161.00.84454.31948.40.53774.780.0350.63139.60.63514.32073.80.53〔三〕短路實驗填寫短路實驗數(shù)據(jù)表格表2室溫θ=OC序號實驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)18.190.2111.680.97210.040.2582.530.97311.780.3023.470.98413.660.3494.680.98515.810.4036.210.98616.880.4317.140.98〔四〕負載實驗1.填寫負載實驗數(shù)據(jù)表格表3=1U1=UN=110V序號1234567U2〔V〕200.5198.3196.5195.3192.3190.4188.9I2〔A〕0.1420.2020.2540.3030.3560.4060.441〔五〕問題討論1.什么是繞組的同名端？答：鐵心上繞制的所有線圈都被鐵心中交變的主磁通所穿過在任意瞬間當變壓器一個繞組的某一出線端為高電位時那么在另一個繞組中也有一個相對應(yīng)的出線端為高電位那么這兩個高電位如正極性的線端稱同極性端而另外兩個相對應(yīng)的低電位端如負極性也是同極性端。即電動勢都處于相同極性的線圈端就稱為繞組的同名端。2.為什么每次實驗時都要強調(diào)將調(diào)壓器恢復(fù)到起始零位時方可合上電源開關(guān)或斷開電源開關(guān)？答：主要是為了防止在高壓下合閘產(chǎn)生產(chǎn)生較大的沖擊損壞設(shè)備。其次是因為既然需要調(diào)壓器對負載進行調(diào)壓，那么調(diào)壓器后面的負載情況就是一個不確定因素，就不能事先預(yù)料在較高電壓下負載可能情況。因此，就需要從低電壓慢慢調(diào)高電壓，觀察負載的情況。而斷開電源時，如果負載時隔較大的感性負載，那么在高壓狀況下突然停電會產(chǎn)生很高的感應(yīng)電勢。3.實驗的體會和建議答：體會：平安在實驗中非常重要要注意調(diào)壓器的及時調(diào)零。實驗數(shù)據(jù)記錄間隔相同的一段數(shù)據(jù)。使得實驗結(jié)果比擬有普遍性。實驗報告二實驗名稱：直流發(fā)電機實驗實驗?zāi)康模赫莆沼脤嶒灧椒y定直流發(fā)電機的運行特性，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。實驗工程：1、他勵發(fā)電機的空載特性：保持，使，測取。2、他勵發(fā)電機的外特性：保持，使，測取。3、他勵發(fā)電機的調(diào)節(jié)特性：保持，使，測取?！惨弧程顚憣嶒炘O(shè)備表序號名稱型號和規(guī)格用途1電機教學實驗臺NMEL-II提供電源2轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測量及控制平臺NMEL-13測量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩3三相可調(diào)電阻器NMEL-03負載大小4電機起動箱NMEL-09啟動電機5直流電機儀表，電源NMEL-18提供電壓不可短路6旋轉(zhuǎn)指示燈及開關(guān)板NMEL-05通斷電7直流電壓表、直流電流表NMEL-06測量電壓電流，注意量程〔二〕空載特性實驗填寫空載特性實驗數(shù)據(jù)表格表2-1n=nN=1600r/minUO〔V〕23022021020019015010030If2〔mA〕109.298.688.679.372.147.326.90.02〔三〕外特性實驗填寫外特性實驗數(shù)據(jù)表格表2-2n=nN=1600r/minIf2=If2NU〔V〕200203206210212218222227I〔A〕0.4980.4500.4000.3300.2790.2000.0990.000〔四〕調(diào)整特性實驗填寫外特性實驗數(shù)據(jù)表格表2-3n=nN=1600r/min,U=UN=200VI〔A〕89.291.495.8598.9103.2106.3110.1111.2If2〔A〕0.1120.1530.2580.2610.3740.3740.4590.504〔五〕問題討論1.什么是發(fā)電機的運行特性？對于不同的特性曲線，在實驗中哪些物理量應(yīng)保持不變，而哪些物理量應(yīng)測取？答：發(fā)電機得運動特性有空載特性、短路特性、負載特性、外特性和調(diào)整特性等。直流發(fā)電機保持的速度旋轉(zhuǎn)，負載電流時，改變勵磁電流的大小，端電壓將跟著變化。這個變化關(guān)系曲線被稱為直流發(fā)電機的空載特性曲線，該曲線可以看出電機運行點的磁路飽和程度。假設(shè)保持直流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，保持勵磁回路電阻不變，調(diào)節(jié)直流發(fā)電機的負載電流，端電壓隨負載電流變化的關(guān)系被稱為直流發(fā)電機的外特性。直流發(fā)電機的主要運行性能指標之一——電壓調(diào)整率，可由曲線查得。采用不同的勵磁方式，其外特性是不同的，他勵直流發(fā)電機的，并勵發(fā)電機的。并勵發(fā)電機的外特性曲線比他勵式下降程度大，是因為無論是他勵式或并勵式直流發(fā)電機都有電樞電阻壓降的存在和電樞反響去磁的影響，使得端電壓下降，但并勵直流發(fā)電機的勵磁繞組是并聯(lián)在電樞兩端，那么由于前述原因使電樞端電壓下將而使得勵磁電流將進一步下降，其結(jié)果就必然造成并勵式直流發(fā)電機的端電壓又進一步下降。所以并勵式比他勵式直流發(fā)電機的外特性曲線下降程度大。流發(fā)電機保持的速度旋轉(zhuǎn)，負載電流時，改變勵磁電流的大小，端電壓將跟著變化。這個變化關(guān)系曲線被稱為直流發(fā)電機的空載特性曲線，該曲線可以看出電機運行點的磁路飽和程度。2.做空載試驗時，勵磁電流為什么必須單方向調(diào)節(jié)？答：防止在電流換向時出現(xiàn)電流為零的時刻直流電動機時絕對不允許在電流為零的時候運行的3.實驗的體會和建議答：體會：通過這次實驗讓我掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機運行特性并知道了如何通過測得的運行特性評定該發(fā)電機的性能。實驗報告三實驗名稱：三相鼠籠異步電動機實驗實驗?zāi)康模?、握三相異步電機的負載試驗的方法。2、負載法測取三相鼠籠異步電動機的工作特性。3、三相鼠籠型異步電動機的參數(shù)。實驗工程：1、定子繞組的冷態(tài)電阻。2、定子繞組的首末端。3、三相異步電動機的運行特性?！惨弧程顚憣嶒炘O(shè)備表序號名稱型號和規(guī)格用途1電機教學實驗臺NMEL-II提供電源2三相籠型異步電動機M04試驗設(shè)備3電機導(dǎo)軌及測功機測量數(shù)據(jù)4轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速測量及控制平臺NMEL-13測量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩5交流表NEEL-001測量電流6三相可調(diào)電阻器NMEL-03調(diào)節(jié)負載大小7直流電壓、毫安、安培表NMEL-06提供電壓、電流8直流電機儀表電源NMEL-18提供電壓9旋轉(zhuǎn)指示燈及開關(guān)NMEL-05通斷電〔二〕測量定子繞組的冷態(tài)直流電阻填寫實驗數(shù)據(jù)表格表3-1室溫℃繞組I繞組Ⅱ繞組ⅢI〔mA〕504030504030504030U〔V〕2.351.891.412.351.881.412.361.891.41R〔Ω〕160120801601208016012080〔三〕測取三相異步電動機的運行特性填寫實驗數(shù)據(jù)表格表3-2序號IOL〔A〕PO〔W〕T2〔N.m〕n〔r/min〕P2〔W〕IAIBICI1PIPIIP110.5580.5620.5360.55242.97112.6155.570.851410125.8420.5320.5360.5080.52538.87107.1145.970.801418119.1130.4700.4760.4480.46728.0792.75120.820.66143399.3140.4280.4250.3960.41617.5479.4296.960.55145083.7450.3700.3820.3550.3694.9967.8672.850.40146561.5360.3170.3360.3100.321-14.948.4833.580.17148626.52〔四〕問題討論1.如何判斷出定子三相繞組的首末端？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)，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=80~100V，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，那么二相繞組的末端與末端〔或首端與首端〕相連，同樣，那么可測出第三相繞組的首末端。2.三相籠型異步電動機的起動方法有幾種？1、直接啟動。2、降壓啟動：〔1〕星形-三角形啟動器起動?！?〕軟啟動器啟動。〔3〕自耦變壓器啟動?！?〕三相電阻降壓啟動3.三相異步電動機的運行特性是指哪些特性？答：異步電動機的工作特性是指在額定電壓及額定頻率下，電動機的主要物理量〔轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)矩電流，效率，功率因數(shù)等〕隨輸出功率變化的關(guān)系曲線。一、轉(zhuǎn)差率特性隨著負載功率的增加，轉(zhuǎn)子電流增大，故轉(zhuǎn)差率隨輸出功率增大而增大。二、轉(zhuǎn)矩特性異步電動機的輸出轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)速的變換范圍很小，從空載到滿載，轉(zhuǎn)速略有下降。轉(zhuǎn)矩曲線為一個上翹的曲線?！步浦本€〕三、電流特性空載時電流很小，隨著負載電流增大，電機的輸入電流增大。四、效率特性其中銅耗隨著負載的變化而變化〔與負載電流的平方正比〕；鐵耗和機械損耗近似不變；效率曲線有最大值，可變損耗等于不變損耗時，電機到達最大效率。異步電動機額定效率載74-94%之間；最大效率發(fā)生在(0.7-1.0)倍額定效率處。五、功率因數(shù)特性空載時，定子電流根本上用來產(chǎn)生主磁通，有功功率很小，功率因數(shù)也很低；隨著負載電流增大，輸入電流中的有功分量也增大，功率因數(shù)逐漸升高；在額定功率附近，功率因數(shù)到達最大值。如果負載繼續(xù)增大，那么導(dǎo)致轉(zhuǎn)子漏電抗增大〔漏電抗與頻率正比〕，從而引起功率因數(shù)下降。4.實驗的體會和建議答：直接啟動時，轉(zhuǎn)差率為1，轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動勢很大，轉(zhuǎn)子電流也很大。當電動機在額定電壓下啟動時，啟動電流為額定電流的5-7倍。一般來說額定功率為7.5KW以下的可以直接啟動。直接啟動要掌握好而定電流的計算。降壓啟動，既要保證有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩，又要減少啟動電流，還要防止時間過長。一邊將啟動電流限制在電動機額定電流的2-2.5倍范圍內(nèi)。啟動時降低了電壓，轉(zhuǎn)矩減小，因此降壓啟動要在電動機輕載狀態(tài)下進行。隨著電力電子技術(shù)和微處理技術(shù)不斷開展，應(yīng)采用變頻軟啟動設(shè)備，能系統(tǒng)可靠的智能化啟動電機，是一種可靠經(jīng)濟實用的方式。實驗報告四實驗名稱：三相同步發(fā)電機的并聯(lián)運行實驗實驗?zāi)康模?、三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行的條件與操作方法。2、三相同步發(fā)電機并聯(lián)運行時有功功率與無功功率的調(diào)節(jié)。實驗工程：1、確同步法將三相同步發(fā)電機投入電網(wǎng)并聯(lián)運行。2、同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時有功功率的調(diào)節(jié)。3、同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時無功功率調(diào)節(jié)。4、測取當輸出功率等于零時三相同步發(fā)電機的V形曲線?！惨弧程顚憣嶒炘O(shè)備表序號名稱型號和規(guī)格用途1電機教學實驗臺NMEL-II提供電源2電機導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速測量測量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩3同步電機勵磁電源NMEL-19提供動力4直流電機儀表、電源NMEL-18電機儀表5三相同步電機M08M08提供動力6三相可調(diào)電阻器900ΩNMEL-03調(diào)節(jié)電阻7直流并勵電動機M03M03提供動力8三相可調(diào)電阻器90ΩNMEL-04調(diào)節(jié)電阻9功率表、功率因數(shù)表NMEL-20提供測量數(shù)據(jù)10交流電壓表、電流表MEL-001C測量電壓電流11旋轉(zhuǎn)指示燈及開關(guān)板NMEL-05用于指示通斷電〔二〕三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時有功功率的調(diào)節(jié)填寫實驗數(shù)據(jù)表格表4-1 U=220V〔Y〕 =A序號測量值計算值輸出電流I〔A〕輸出功率P〔W〕I〔A〕〔W〕cos10.640.50.439.780.890.5210.670.05322.041.861.8230.680.941.2231.620.0431.281.111.0619.790.941.1520.760.04543.833.673.6250.120.93.751.020.01954.464.264.2154.180.884.3155.060.01864.173.973.9252.490.894.0253.380.019〔三〕三相同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時無功功率的調(diào)節(jié)填寫實驗數(shù)據(jù)表格表4-2n=1500r/minU=220VW序號三相電流I〔A〕勵磁電流10.3820.3660.3890.3791.6120.2910.2760.2930.2861.430.2110.20.2170.2091.2240.160.1470.1640.1571.0850.1020.0910.1060.099160.0310.0220.0270.0260