電機(jī)及其拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)

《電機(jī)及其拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)大綱

課程編號(hào)：0220252

課程名稱(chēng):電機(jī)及其拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)：30學(xué)時(shí)學(xué)分：

適用專(zhuān)業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練課

先修課程：電工基礎(chǔ)、或電工學(xué)、電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)

一、實(shí)訓(xùn)目的：

通過(guò)電機(jī)實(shí)訓(xùn)課程，加深對(duì)《電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)》等相關(guān)課程知識(shí)的理解，鞏固和提高應(yīng)用學(xué)過(guò)的理論與專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為學(xué)好理論課提供感性知識(shí)。目標(biāo)是使學(xué)生掌握電機(jī)運(yùn)行、定期維護(hù)的基本知識(shí)，正確掌握常用的與電機(jī)運(yùn)行、維護(hù)相關(guān)的工具、儀表、儀器的使用，對(duì)學(xué)生進(jìn)行電機(jī)使用與維修操作的必需的基本技能的訓(xùn)練，使學(xué)生獲得電機(jī)運(yùn)行、維護(hù)、修理實(shí)際操作的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，動(dòng)手能力，分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生高度的安全意識(shí)、責(zé)任意識(shí)；嚴(yán)謹(jǐn)求是的科學(xué)態(tài)度，理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。

二、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及基本要求：（一）基本要求：

1.進(jìn)一步掌握安全用電知識(shí)、安全操作規(guī)程及電氣設(shè)備的安全檢查，熟悉常用工具及其正確的使用方法。

2.了解常見(jiàn)電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)、單相與三相電動(dòng)機(jī)的基本原理結(jié)構(gòu)、使用和維護(hù)知識(shí)；

3.熟悉電機(jī)鐵心材料、導(dǎo)線材料和絕緣材料的種類(lèi)、規(guī)格、性能及其選用；4.熟悉電機(jī)修理常用設(shè)備與工具，并能正確使用；

5.初步掌握小型異步電動(dòng)機(jī)的拆裝、清洗、重繞、嵌線、絕緣處理工藝操作方法；

6.初步掌握小型異步電動(dòng)機(jī)修理后的質(zhì)量檢驗(yàn)與測(cè)試方法；

7.了解小型直流電機(jī)電樞繞組和換向器的結(jié)構(gòu)及其修理工藝。

（二）實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：

實(shí)訓(xùn)一：入門(mén)指導(dǎo)熟悉單相與三相電機(jī)及其所用材

1．電機(jī)的種類(lèi)、單相與三相異步電機(jī)的基本原理、結(jié)構(gòu)、使用和維護(hù)；2．機(jī)鐵心材料、導(dǎo)線材料和絕緣材料的種類(lèi)、規(guī)格、性能及其選用。實(shí)訓(xùn)二：?jiǎn)蜗嗯c三相異步電機(jī)的使用和維護(hù)；1．單相與三相異步電機(jī)的正確使用與操作；

2．單相與三相異步電機(jī)的異常狀態(tài)判斷、故障原因鑒別與分析以及迅速排除的操作；

實(shí)訓(xùn)三：小型異步電動(dòng)機(jī)的拆裝

1．電機(jī)修理常用設(shè)備與工具的使用及安全技術(shù)；2．小型異步電動(dòng)機(jī)的拆裝、工藝操作方法；3．小型異步電動(dòng)機(jī)的維修技術(shù)要求。實(shí)訓(xùn)作業(yè)：

1．小型異步電動(dòng)機(jī)的維修測(cè)量；

2．小型異步電動(dòng)機(jī)的拆裝、清洗、重繞、嵌線和絕緣處理。實(shí)訓(xùn)四：小型異步電動(dòng)機(jī)定子的拆換

1．電機(jī)修理常用設(shè)備與工具的使用及安全技術(shù)；2．小型異步電動(dòng)機(jī)的維修技術(shù)要求。

3．小型異步電動(dòng)機(jī)定子的裝配、清洗、重繞、嵌線、絕緣處理工藝操作方法；

實(shí)訓(xùn)五：小型異步電動(dòng)機(jī)的維修后的質(zhì)量檢驗(yàn)與測(cè)試。1.小型異步電動(dòng)機(jī)的維修后的質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目與方法；2.小型異步電動(dòng)機(jī)的測(cè)試方法及儀器儀表的使用；3.小型異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的處理分析方法。4.電機(jī)的維修和電樞組修理；維修后的質(zhì)量檢驗(yàn)。實(shí)訓(xùn)六：編寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告、電機(jī)實(shí)訓(xùn)結(jié)業(yè)考核三、教學(xué)安排、方式及說(shuō)明：

《電機(jī)實(shí)訓(xùn)》課以示范為手段，以實(shí)操訓(xùn)練為主，配合課堂講解，教師作必要的指導(dǎo)，由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。

本課題總學(xué)時(shí)為30學(xué)時(shí)，學(xué)時(shí)分配表是一種推薦方案，學(xué)過(guò)程中可以對(duì)內(nèi)容次序和課時(shí)分配作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。課時(shí)分配表

課題入門(mén)指導(dǎo)單相與三相異步電機(jī)的使用和維護(hù)小型異步電動(dòng)機(jī)的拆裝小型異步電動(dòng)機(jī)定子的拆換講解學(xué)時(shí)實(shí)操課時(shí)44214報(bào)告要求實(shí)訓(xùn)完成后要求全面、準(zhǔn)確、認(rèn)真、整齊的書(shū)寫(xiě)實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告小型異步電動(dòng)機(jī)的維修后的質(zhì)量檢驗(yàn)與測(cè)試總結(jié)報(bào)告、考核合計(jì)四、考核方式：

3024考核形式可采用大型綜合實(shí)習(xí)報(bào)告并結(jié)合平時(shí)的出勤情況、實(shí)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行考核。其中，實(shí)習(xí)報(bào)告占50%，實(shí)習(xí)出勤、表現(xiàn)占50%。

五、推薦教材及參考資料：建議選用教材：《電機(jī)實(shí)訓(xùn)教材》六、課程負(fù)責(zé)人：李永忠

大綱編寫(xiě)：編寫(xiě)日期：大綱審定：審定日期：大綱審核：審核日期：

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電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

目錄

實(shí)驗(yàn)一認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)-----------------------------------2實(shí)驗(yàn)二直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)-------------------------------6實(shí)驗(yàn)三直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)-------------------------------10實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)九

單相變壓器-----------------------------------13三相變壓器-----------------------------------20三相三繞組變壓器-----------------------------27三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性----------------30三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速（綜合性實(shí)驗(yàn)）------38三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性--------------------42實(shí)驗(yàn)一認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．學(xué)習(xí)電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求與安全操作注意事項(xiàng)。

2．認(rèn)識(shí)在直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)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(lì)電動(dòng)機(jī)（即并勵(lì)電動(dòng)機(jī)按他勵(lì)方式）的接線、起動(dòng)、改變電機(jī)方向與調(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．直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，為什么在電樞回路中需要串聯(lián)起動(dòng)變阻器？不連接會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？

3．直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁回路連接的磁場(chǎng)變阻器應(yīng)調(diào)至什么位置？為什么？若勵(lì)磁回路斷開(kāi)造成失磁時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？

4．直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1．了解MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的直流穩(wěn)壓電源、渦流測(cè)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(dòng)機(jī)的使用方法。

2．用伏安法測(cè)直流電動(dòng)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(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

1．MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）2．電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)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(lì)電動(dòng)機(jī)M03

4．220V直流可調(diào)穩(wěn)壓電源（位于實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏的下部）5．電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09）。

6．直流電壓、毫安、安培表（MEL-06）。五．實(shí)驗(yàn)說(shuō)明及操作步驟

1．由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員講解電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求，實(shí)驗(yàn)臺(tái)各面板的布置及使用方法，注意事項(xiàng)。

2．在控制屏上按次序懸掛MEL-13、MEL-09組件，并檢查MEL-13和渦流測(cè)功機(jī)的連接。

3．用伏安法測(cè)電樞的直流電阻，接線原理圖見(jiàn)圖1-1U：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

R：3000Ω磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）

V：直流電壓表（MEL-06）A：直流安培表（MEL-06）

M：直流電機(jī)電樞（1）經(jīng)檢查接線無(wú)誤后，逆時(shí)針調(diào)節(jié)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R使至最大。直流電壓

圖1-1測(cè)電樞繞組直流電阻接線圖表量程選為300V檔，直流安培表量程選為2A檔。（2）按順序按下主控制屏綠色“閉合”按鈕開(kāi)關(guān)，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的船形開(kāi)關(guān)以及復(fù)位開(kāi)關(guān)，建立直流電源，并調(diào)節(jié)直流電源至220V輸出。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(jī)旋轉(zhuǎn)，測(cè)量無(wú)法進(jìn)行，如果此時(shí)電流太小，可能由于接觸電阻產(chǎn)生較大的誤差），迅速測(cè)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(cè)取UM、Ia，填入表1-1。

（3）增大R（逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)）使電流分別達(dá)到0.15A和0.1A，用上述方法測(cè)取六組數(shù)據(jù)，填入表1-1。

取三次測(cè)量的平均值作為實(shí)際冷態(tài)電阻值Ra=

Ra1Ra2Ra3。3表1-1室溫℃序號(hào)UM（V）Ia（A）R（Ω）123表中Ra1=（Ra11+Ra12+Ra13）/3Ra2=（Ra21+Ra22+Ra23）/3Ra3=（Ra31+Ra32+Ra33）/3

（4）計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的電樞電阻

由實(shí)驗(yàn)測(cè)得電樞繞組電阻值，此值為實(shí)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(shí)的電樞繞組電阻值：

Raref=Ra235ref

235aRa平均（Ω）Raref（Ω）Ra1Ra2Ra11Ra12Ra13Ra21Ra22Ra23Ra31Ra32Ra33Ra3式中Raref換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)電樞繞組電阻。（Ω）

Ra電樞繞組的實(shí)際冷態(tài)電阻。（Ω）θ

ref

基準(zhǔn)工作溫度，對(duì)于E級(jí)絕緣為75℃。

θa實(shí)際冷態(tài)時(shí)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、轉(zhuǎn)速表量程是根據(jù)電機(jī)的額定值和實(shí)驗(yàn)中可能達(dá)到的最大值來(lái)選擇，變阻器根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求來(lái)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(cè)量電動(dòng)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?yàn)橹绷鞑��?lì)電動(dòng)機(jī)的額定電流為1.1A，測(cè)量電樞電流的電表可選用2A量程檔，額定勵(lì)磁電流小于0.16A，測(cè)量勵(lì)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(cè)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(shí)驗(yàn)中所需的阻值和流過(guò)變阻器最大的電流來(lái)確定。在本實(shí)驗(yàn)中，電樞回路調(diào)節(jié)電阻選用MEL-09組件的100Ω/1.22A電阻，磁場(chǎng)回路調(diào)節(jié)選用MEL-09的3000Ω/200mA可調(diào)電阻。5．直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)R1：電樞調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）Rf：磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）

M：直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03：G：渦流測(cè)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(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，將MEL-13“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開(kāi)關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針旋到底。U1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源U2：直流電機(jī)勵(lì)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mA：毫安表，位于直流電機(jī)勵(lì)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(dòng)機(jī)勵(lì)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(chǎng)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(shí)針調(diào)到底。

（3）開(kāi)啟控制屏的總電源控制鑰匙開(kāi)關(guān)至“開(kāi)”位置，按次序按下綠色“閉合”按鈕開(kāi)關(guān)，打開(kāi)勵(lì)磁電源船形開(kāi)關(guān)和可調(diào)直流電源船形開(kāi)關(guān)，按下復(fù)位按鈕，此時(shí)，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(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

（1）分別改變串入電動(dòng)機(jī)M電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R1和勵(lì)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(guò)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向

將電樞回路調(diào)節(jié)電阻R1調(diào)至最大值，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針調(diào)到零，先斷開(kāi)可調(diào)直流電源的船形開(kāi)關(guān)，再斷開(kāi)勵(lì)磁電源的開(kāi)關(guān)，使他勵(lì)電動(dòng)機(jī)停機(jī)，將電樞或勵(lì)磁回路的兩端接線對(duì)調(diào)后，再按前述起動(dòng)電機(jī)，觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表的讀數(shù)。六．注意事項(xiàng)

1．直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，須將勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻Rf調(diào)到最小，先接通勵(lì)磁電源，使勵(lì)磁電流最大，同時(shí)必須將電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R1調(diào)至最大，然后方可接通電源，使電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)，起動(dòng)后，將起動(dòng)電阻R1調(diào)至最小，使電機(jī)正常工作。

2．直流他勵(lì)電機(jī)停機(jī)時(shí)，必須先切斷電樞電源，然后斷開(kāi)勵(lì)磁電源。同時(shí)，必須將電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)回最大值，勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻Rf調(diào)到最小值，給下次起動(dòng)作好準(zhǔn)備。

3．測(cè)量前注意儀表的量程及極性，接法。七．實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.畫(huà)出直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)的接線圖。說(shuō)明電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電阻R1和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf應(yīng)調(diào)到什么位置？為什么？

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？增大勵(lì)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向？

4.為什么要求直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)回路的接線要牢靠？

實(shí)驗(yàn)二直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)

一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)取直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。2.掌握直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。二.預(yù)習(xí)要點(diǎn)

1.什么是直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？2.直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理是什么？三.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1.工作特性和機(jī)械特性

保持U=UN和If=IfN不變，測(cè)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(cè)取n=f(Ua)。(2)改變勵(lì)磁電流調(diào)速

保持U=UN，T2=常數(shù)，R1=0，測(cè)取n=f(If)。(3)觀察能耗制動(dòng)過(guò)程四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

1．MEL系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。

2．電機(jī)導(dǎo)軌及渦流測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)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(lì)電動(dòng)機(jī)。

6．波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板（MEL-05）。7．三相可調(diào)電阻900Ω（MEL-03）。五．實(shí)驗(yàn)方法

1．并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。實(shí)驗(yàn)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(chǎng)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(cè)功機(jī)

IS：渦流測(cè)功機(jī)勵(lì)磁電流調(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(cè)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(kāi)關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針旋到底，打開(kāi)船形開(kāi)關(guān)，按實(shí)驗(yàn)一方法起動(dòng)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(dòng)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(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf和“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定值：U=UN=220V，Ia=IN，n=nN=1600r/min，此時(shí)直流電機(jī)的勵(lì)磁電流If=IfN（額定勵(lì)磁電流）。

c．保持U=UN，If=IfN不變的條件下，逐次減小電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，即逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，測(cè)取電動(dòng)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。

表1-8U=UN=220VIf=IfN=AKa=Ω實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)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(dòng)直流電機(jī)后，將電阻R1調(diào)至零，并同時(shí)調(diào)節(jié)負(fù)載，電樞電壓和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf，使電機(jī)的U=UN，Ia=0.5IN，If=IfN，記錄此時(shí)的T2=N.m

b．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(cè)取電動(dòng)機(jī)的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia，共

7

Ia（A）n（r/min）T2（N.m）P2（w）P1（w）η（%）△n（%）取7-8組數(shù)據(jù)填入表1-9中。

表1-9If=IfN=A,T2=N.mUa（V）Ia（A）n（r/min）（2）改變勵(lì)磁電流的調(diào)速a．直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，將電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場(chǎng)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(dòng)機(jī)的U=UN，Ia=0.5IN，記錄此時(shí)的T2=N.m

b．保持T2和U=UN不變，逐次增加磁場(chǎng)電阻Rf阻值，直至n=1.3nN，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的n、If和Ia，共取7-8組數(shù)據(jù)填寫(xiě)入表1-10中。

表1-10U=UN=220V，T2=N.m

n（r/min）If（A）Ia（A）(3)能耗制動(dòng)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(chǎng)調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）

RL：采用MEL-03中兩只900Ω電阻并聯(lián)。S：雙刀雙擲開(kāi)關(guān)圖1-7直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)接線圖（MEL-05）

a．將開(kāi)關(guān)S合向“1”端，R1調(diào)至最大，Rf調(diào)至最小，起動(dòng)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(kāi)路，電機(jī)處于自由停機(jī)，記錄停機(jī)時(shí)間。

c．重復(fù)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，把S合向“2”端記錄停機(jī)時(shí)間。d．選擇不同RL阻值，觀察對(duì)停機(jī)時(shí)間的影響。六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.由表1-8計(jì)算出P2和η，并繪出n、T2、η=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲線。電動(dòng)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r／min。電動(dòng)機(jī)輸入功率P1=UI電動(dòng)機(jī)效率η=

P2×100％P1電動(dòng)機(jī)輸入電流I=Ia+IfN

由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：Δn=

nOnNnN×100％

2.繪出并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性曲線n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)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(diǎn)。

3．能耗制動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)電阻RL的阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動(dòng)方法有什么缺點(diǎn)？七．思考題

1.并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的速率特性n=f(Ia)為什么是略微下降？是否會(huì)出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有何影響？

2.當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流不變時(shí)，減小電樞端壓，為什么會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低？

3.當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時(shí)，減小勵(lì)磁電流會(huì)引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？

4.并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載運(yùn)行中，當(dāng)磁場(chǎng)回路斷線時(shí)是否一定會(huì)出現(xiàn)“飛速”？為什么？

實(shí)驗(yàn)三直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)取串勵(lì)電動(dòng)機(jī)工作特性和機(jī)械特性。2.了解串勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。二．預(yù)習(xí)要點(diǎn)

1.串勵(lì)電動(dòng)機(jī)與并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性有何差別。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化率是怎樣定義的？

2.串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法及其注意問(wèn)題。三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1.工作特性和機(jī)械特性

在保持U=UN的條件下，測(cè)取n、T2、η=f(Ia)以及n=f(T2)。2.人為機(jī)械特性

保持U=UN和電樞回路串入電阻R1=常值的條件下，測(cè)取n=f(T2)。3.調(diào)速特性

(1)電樞回路串電阻調(diào)速

保持U=UN和T2=常值的條件下，測(cè)取n=f(Ua)。(2)磁場(chǎng)繞組并聯(lián)電阻調(diào)速

保持U=UN、T2=常數(shù)及R1=0的條件下，測(cè)取n=f(If)。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

1．MEL系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）2．電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（MEL-13）3．可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（含直流電壓、毫安、安倍表）4．直流電壓、毫安、安倍表（MEL-06）5．三相可調(diào)電阻器900Ω（MEL-04）6．波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板（MEL-05）7．直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)（M02）五．實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟實(shí)驗(yàn)線路如圖1-8所示。U1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電流V1、V2：直流電壓表，分別位于直流電源和MEL-06

A1、A2：直流電流表，分別位于直流電源和MEL-06

R1、Rf：分別采用MEL-04

圖1-8直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖兩只90Ω電阻相串聯(lián)。

M：直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)M02G：渦流測(cè)功機(jī)

IS：測(cè)功機(jī)可調(diào)勵(lì)磁電源，位于MEL-13，通過(guò)航空插座和測(cè)功機(jī)相連。開(kāi)關(guān)S選用MEL-05

1．串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。

a．由于串勵(lì)電動(dòng)機(jī)不允許空載起動(dòng)，所以測(cè)功機(jī)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，即給串勵(lì)電動(dòng)機(jī)施加一定負(fù)載（MEL-13的開(kāi)關(guān)設(shè)置同實(shí)驗(yàn)三）

b．調(diào)節(jié)直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)M的電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R1和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf到最大值，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，按實(shí)驗(yàn)一方法起動(dòng)直流電源，并觀察轉(zhuǎn)向是否正確。

c．電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，調(diào)節(jié)R1至零，調(diào)節(jié)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源使電動(dòng)機(jī)的電樞電壓U=UN=220V，同時(shí)調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電機(jī)電樞電流I=1.2IN。

d．在保持U1=UN的條件下，逐次減小負(fù)載直至n＜1.5nN為止，每次測(cè)取I、N、T2，共取6-7組數(shù)據(jù)填入表1-10中。

表1-10U1=UN=220V

Ia（A）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)n（r/min）T2（N.m）計(jì)算P2（w）數(shù)據(jù)η（%）e．若要在實(shí)驗(yàn)中使串勵(lì)電動(dòng)機(jī)M停機(jī)，須將電樞回路的串聯(lián)起動(dòng)電阻R1調(diào)回到最大值，斷開(kāi)直流電源。

2．測(cè)取電樞串電阻后的人為機(jī)械特性。

a．按前述方法起動(dòng)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)M后，調(diào)節(jié)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源至220V，并同時(shí)調(diào)節(jié)串入電樞的電阻R1和測(cè)功機(jī)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器旋鈕，使電機(jī)的電樞電流I=IN，轉(zhuǎn)速n=0.8nN。

b．保持此時(shí)的R1不變和U=UN，逐次減小電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，直至n≤1.5nN為止，每次測(cè)取U2、I、n、T2，共取6-7組數(shù)據(jù)填入表1-11中。

表1-11U=UN=220VR1=常值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U2（V）Ia（A）11

n（r/min）T2（N.m）計(jì)算P2（w）數(shù)據(jù)η（%）3．調(diào)速特性（1）電樞回路串電阻調(diào)速

a．按前述方法電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)后，將R1調(diào)至零。同時(shí)調(diào)節(jié)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源和測(cè)功機(jī)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器旋轉(zhuǎn)，使U1=UN=220V，I≈IN，記錄此時(shí)電動(dòng)機(jī)的n=r/min，I=A，T2=N.m

b．在保持U1=UN以及T2不變的條件下，逐次增加R1阻值，每次測(cè)n、I、U2，共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表1-12中。

表1-12U1=UN=220V，T2=N.mn（r/min）I（A）U2（V）（2）磁場(chǎng)繞組并聯(lián)電阻調(diào)速a．合上電源前，打開(kāi)開(kāi)關(guān)S，分別將R1和Rf調(diào)至最大值。b．電機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)后，調(diào)節(jié)R1至零，合上開(kāi)關(guān)S。

c．調(diào)節(jié)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源使U1=UN=220V，T2=0.8TN，記錄此時(shí)電動(dòng)機(jī)的N、I、If、T2。

d．在保持U=UN及T2不變的條件下，逐次減小Rf阻值，注意Rf不能短接，直至n≤1.5nN為止。每次測(cè)取n、I、If，共取6-7組數(shù)據(jù)后，填入表1-13中。

表1-13U=UN=220V，T2=N.mn（r/min）I（A）If（A）

六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.繪出直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線n、T2、η=f(Ia)。2.在同一張座標(biāo)紙上繪出串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的自然和人為機(jī)械特性。

3.繪出串勵(lì)電動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)矩兩種調(diào)速的特性曲線。試分析在U=UN和T2不變條件下調(diào)速時(shí)的電樞電流變化規(guī)律。比較兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點(diǎn)。七．思考題

1.串勵(lì)電動(dòng)機(jī)為什么不允許空載和輕載起動(dòng)？

2.磁場(chǎng)繞組并聯(lián)電阻調(diào)速時(shí)，為什么不允許并聯(lián)電阻調(diào)至零？

12

實(shí)驗(yàn)四單相變壓器

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.通過(guò)空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定變壓器的變比和參數(shù)。2.通過(guò)負(fù)載實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)驗(yàn)有什么特點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)中電源電壓一般加在哪一方較合適？

2.在空載和短路實(shí)驗(yàn)中，各種儀表應(yīng)怎樣聯(lián)接才能使測(cè)量誤差最�。�3.如何用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定變壓器的鐵耗及銅耗。三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1.空載實(shí)驗(yàn)測(cè)取空載特性UO=f(IO)，PO=f(UO)。2.短路實(shí)驗(yàn)測(cè)取短路特性UK=f(IK)，PK=f(I)。3.負(fù)載實(shí)驗(yàn)(1)純電阻負(fù)載

保持U1=U1N，cos2=1的條件下，測(cè)取U2=f(I2)。(2)阻感性負(fù)載

保持U1=U1N，cos2=0.8的條件下，測(cè)取U2=f(I2)。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

1．MEL系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)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)）

3．三相組式變壓器（MEL-01）或單相變壓器（在主控制屏的右下方）4．三相可調(diào)電阻900Ω（MEL-03）5．波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板（MEL-05）6．三相可調(diào)電抗（MEL-08）五．實(shí)驗(yàn)方法1．空載實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1主控制屏三相交流電源輸出圖2-1空載實(shí)驗(yàn)接線圖變壓器T選用MEL-01三相組式變壓器中的一只或單獨(dú)的組式變壓器。實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器低壓線圈2U1、2U2接電源，高壓線圈1U1、1U2開(kāi)路。

A、V1、V2分別為交流電流表、交流電壓表。具體配置由所采購(gòu)的設(shè)備型號(hào)不同由所差別。若設(shè)備為MEL-I系列，則交流電流表、電壓表為指針式模擬表，量程可根據(jù)需要選擇；若設(shè)備為MEL-II系列，則上述儀表為智能型數(shù)字儀表，量程可自動(dòng)也可手動(dòng)選擇。儀表數(shù)量也可能由于設(shè)備型號(hào)不同而不同。若電壓表只有一只，則只能交替觀察變壓器的原、副邊電壓讀數(shù)，若電壓表有二只或三只，則可同時(shí)接上儀表。

W為功率表，根據(jù)采購(gòu)的設(shè)備型號(hào)不同，或在主控屏上或?yàn)閱为?dú)的組件（MEL-20或MEL-24），接線時(shí)，需注意電壓線圈和電流線圈的同名端，避免接錯(cuò)線。

a．在三相交流電源斷電的條件下，將調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)到底。并合理選擇各儀表量程。

變壓器T額定容量PN=77W，U1N/U2N=220V/55V，I1N/I2N=0.35A/1.4A

b．合上交流電源總開(kāi)關(guān)，即按下綠色“閉合”開(kāi)關(guān)，順時(shí)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1.2~0.5UN的范圍內(nèi)；測(cè)取變壓器的U0、I0、P0，共取6~7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-1中。其中U=UN的點(diǎn)必須測(cè)，并在該點(diǎn)附近測(cè)的點(diǎn)應(yīng)密些。為了計(jì)算變壓器的變化，在UN以下測(cè)取原方電壓的同時(shí)測(cè)取副方電壓，填入表2-1中。

e．測(cè)量數(shù)據(jù)以后，斷開(kāi)三相電源，以便為下次實(shí)驗(yàn)作好準(zhǔn)備。表2-1序號(hào)1234567

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U0（V）I0（A）PO（W）U1U1。1U2計(jì)算數(shù)據(jù)cos22．短路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖2-2。（每次改接線路時(shí)，都要關(guān)斷電源）主控制屏三相交流電源輸出圖2-2短路實(shí)驗(yàn)接線圖實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器T的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。A、V、W分別為交流電流表、電壓表、功率表，選擇方法同空載實(shí)驗(yàn)。a．?dāng)嚅_(kāi)三相交流電源，將調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)到底，即使輸出電壓為零。

b．合上交流電源綠色“閉合”開(kāi)關(guān)，接通交流電源，逐次增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN為止。在0.5~1.1IN范圍內(nèi)測(cè)取變壓器的UK、IK、PK，共取6~7組數(shù)據(jù)記錄于表2-2中，其中I=IK的點(diǎn)必測(cè)。并記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)周?chē)�環(huán)境溫度（℃）。

表2-2室溫θ=℃序號(hào)123456實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U（V）I（A）P（W）計(jì)算數(shù)據(jù)cosk3．負(fù)載實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖2-3所示。

變壓器T低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)S1和S2，接到負(fù)載電阻RL和電

主控制屏三相交流電源輸出圖2-3負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖抗XL上。RL選用MEL-03的兩只900Ω電阻相串聯(lián)，XL選用MEL-08。開(kāi)關(guān)S1、S2采用MEL-05的雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，電壓表、電流表、功率表（含功率因數(shù)表）的選擇同空載實(shí)驗(yàn)。（1）純電阻負(fù)載a．未上主電源前，將調(diào)壓器調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，S1、S2斷開(kāi)，負(fù)載電阻值班財(cái)?shù)阶畲蟆�b．合上交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=UN=55Vc．在保持U1=UN的條件下，合下開(kāi)關(guān)S1，逐漸增加負(fù)載電流，即減小負(fù)載電阻RL的值，從空載到額定負(fù)載范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。

d．測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)，I2=0和I2=I2N=0.35A必測(cè)，共取數(shù)據(jù)6~7組，記錄于表3-3中。

表3-3cos2=1U1=UN=55V序號(hào)1U2（V）I2（A）234567（2）阻感性負(fù)載（cos2=0.8）（選做）a．用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負(fù)載，S1、S2打開(kāi)，電阻及電抗器調(diào)至最大，即將變阻器旋鈕和調(diào)壓器旋鈕，逆時(shí)針調(diào)到底。

b．合上交流電源，調(diào)節(jié)電源輸出使U1=U1N

c．合上S1、S2，在保持U1=U1N及cos2=0.8條件下，逐漸增加負(fù)載，從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器U2和I2，共測(cè)取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中，其中I2=0和I2=I2N兩點(diǎn)必測(cè)。

表3-4cos2=0.8U1=U1N=55V

序號(hào)1U2（V）I2（A）

2316

456六．注意事項(xiàng)

1.在變壓器實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意電壓表、電流表、功率表的合理布置。2.短路實(shí)驗(yàn)操作要快，否則線圈發(fā)熱會(huì)引起電阻變化。七．實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.計(jì)算變比

由空載實(shí)驗(yàn)測(cè)取變壓器的原、副方電壓的三組數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。

K=U1u1.1U2／U2u1.2u22.繪出空載特性曲線和計(jì)算激磁參數(shù)

(1)繪出空載特性曲線UO=f(IO)，PO=f(UO)，cosO=f(UO)。式中：cosoPOUOIO

(2)計(jì)算激磁參數(shù)

從空載特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于Uo=UN時(shí)的IO和PO值，并由下式算出激磁參數(shù)rmPO2IOZmUOIO

22XmZmrm3.繪出短路特性曲線和計(jì)算短路參數(shù)

（1）繪出短路特性曲線UK=f(IK)、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。（2）計(jì)算短路參數(shù)。

從短路特性曲線上查出對(duì)應(yīng)于短路電流IK=IN時(shí)的UK和PK值，由下式算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫

度為θ（OC）短路參數(shù)。

"ZKUKIKPK2IK22rK"

折算到低壓方

ZK"ZK"""XKZKrKK"rK2,,

17

rKKXK"XKK2

由于短路電阻rK隨溫度而變化，因此，算出的短路電阻應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度75OC時(shí)的阻值。

rK75oCrK234.575

234.52rK75OCXKZK75OC

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。阻抗電壓

UKUKrINZINrK75OCUNK75OC100%100%

UNUKXINXK100%UN2rK75OCIK=IN時(shí)的短路損耗pKNIN4.利用空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定的參數(shù)，畫(huà)出被試變壓器折算到低壓方的“�！毙偷刃щ娐贰�

5.變壓器的電壓變化率ΔU

(1)繪出cos2=1和cos2=0.8兩條外特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計(jì)算出I2=I2N時(shí)的電壓變化率ΔUUU20U2100%U20(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)求出的參數(shù)，算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8時(shí)的電壓變化率ΔU。

ΔU=(UKrcos2+UKxsin2)

將兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，并分析不同性質(zhì)的負(fù)載對(duì)輸出電壓的影響。6.繪出被試變壓器的效率特性曲線

*POI2PKN*I2PN2(1cos2PO*2I2PKN)100%(1)用間接法算出cos2=0.8不同負(fù)載電流時(shí)的變壓器效率,記錄于表2-5中。

表2-5cos2=0.8Po=WPKN=W

I2*(A)0.20.40.60.81.01.2P2(W)式中：I*；2PNcos2=P2（W）

PKN為變壓器IK=IN時(shí)的短路損耗（W）；Po為變壓器Uo=UN時(shí)的空載損耗（W）。(2)由計(jì)算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線η=f(I*2)。(3)計(jì)算被試變壓器η=ηmax時(shí)的負(fù)載系數(shù)βm=

POPKN。

實(shí)驗(yàn)五三相變壓器

一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．通過(guò)空載和短路實(shí)驗(yàn)，測(cè)定三相變壓器的變比和參數(shù)。2．通過(guò)負(fù)載實(shí)驗(yàn)，測(cè)取三相變壓器的運(yùn)行特性。二.預(yù)習(xí)要點(diǎn)

1．如何用雙瓦特計(jì)法測(cè)三相功率，空載和短路實(shí)驗(yàn)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(duì)稱(chēng)，為什么？3．如何測(cè)定三相變壓器的鐵耗和銅耗。

4．變壓器空載和短路實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？電源應(yīng)加在哪一方較合適？三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1．測(cè)定變比

2．空載實(shí)驗(yàn)：測(cè)取空載特性U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。3．短路實(shí)驗(yàn)：測(cè)取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosK=f(IK)。4．純電阻負(fù)載實(shí)驗(yàn)：保持U1=U1N，cos2=1的條件下，測(cè)取U2=f(I2)。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

1．MEL系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)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-01）或單相變壓器（在主控制屏的右下方）4．三相可調(diào)電阻900Ω（MEL-03）5．波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板（MEL-05）6．三相可調(diào)電抗（MEL-08）五．實(shí)驗(yàn)方法1.測(cè)定變比

實(shí)驗(yàn)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=0.4/1.38/1.6A，Y/Δ/Y接法。實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)到底。并主控制屏三相交流電源輸出圖2-4三相變壓器變比實(shí)驗(yàn)接線圖合理選擇各儀表量程。

b．合上交流電源總開(kāi)關(guān)，即按下綠色“閉合”開(kāi)關(guān)，順時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=0.5UN，測(cè)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）U1U1.1V1U3U1.3V1KUVU（V）U1V1.1W1U3V1.3W1KVWU（V）U1W1.1U1U3W1.3U1KWUK=1/3(KUV+KVW+KWU)KUV=U1U1.1V1/U3U1.3V1KVW=U1V1.1W1/U3V1.3W1KWU=U1W1.1U1/U3W1.3U12.空載實(shí)驗(yàn)主控制屏交流電源輸出圖2-5a三相變壓器空載實(shí)驗(yàn)接線圖（MEL-I、MEL-IIA）實(shí)驗(yàn)線路如圖2-5所示，變壓器T選用MEL-02三相心式變壓器。實(shí)驗(yàn)時(shí)，變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈開(kāi)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(gòu)的設(shè)備型號(hào)不同由所差別。若設(shè)備為MEL-I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-II系列，則上述儀表為智能型數(shù)字儀表，量程可自動(dòng)也可手動(dòng)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(hào)不同而不同。故不同的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其接線圖也不同。

功率表接線時(shí)，需注意電壓線圈和電流線圈的同名端，避免接錯(cuò)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(kāi)關(guān)，即按下綠色“閉合”開(kāi)關(guān)，順時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1.2UN

b．然后，逐次降低電源電壓，在1.2~0.5UN的范圍內(nèi)；測(cè)取變壓器的三相

主控制屏三相交流電源輸出圖2-6b三相變壓器短路實(shí)驗(yàn)接線圖（MEL-IIB）線電壓、電流和功率，共取6~7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-7中。其中U=UN的點(diǎn)必須測(cè)，并在該點(diǎn)附近測(cè)的點(diǎn)應(yīng)密些。c．測(cè)量數(shù)據(jù)以后，斷開(kāi)三相電源，以便為下次實(shí)驗(yàn)作好準(zhǔn)備。表2-7序號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U0(V)I0(A)P0(W)計(jì)算數(shù)據(jù)UOIOPO(V)(A)(W)主控制屏交流電源輸出cos0圖2-6a三相變壓器短路實(shí)驗(yàn)接線圖（MEL-I、MEL-IIA）U3U1.3V1U3V1.3W1U3W1.3U1I3U10I3V10I3W10PO1P021234563.短路實(shí)驗(yàn)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1.1～0.5IN的范圍內(nèi)，測(cè)取變壓器的三相輸入電壓、電流及功率，共取4～5組數(shù)據(jù)，

記錄于表2-8中，其中IK=IN點(diǎn)必測(cè)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，記下周?chē)�環(huán)境溫度（0C），作為線圈的實(shí)際溫度。

表2-8θ=OC序?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)號(hào)UK（V）IK（A）I1V1I1W1PK（W）PK1PK2U1U1.1V1U1V1.1U1U1W1.1U1I1U112345計(jì)算數(shù)據(jù)UK（WcosK（V）（A））IKPK4.純電阻負(fù)載實(shí)驗(yàn)主控制屏交流電源輸出圖2-7a三相變壓器負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖（MEL-I、MEL-IIA）主控制屏三相交流電源輸出圖2-7b三相變壓器負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖（MEL-IIB）實(shí)驗(yàn)線路如圖2-7所示，變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)開(kāi)關(guān)S(MEL-05)接負(fù)載電阻RL，RL選用三只1800Ω電阻（MEL-03中的900Ω和900Ω相串聯(lián)）。

a．將負(fù)載電阻RL調(diào)至最大，合上開(kāi)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(cè)取變壓器三相輸出線電壓和相電流，共取5～6組數(shù)據(jù)，記錄于表2-9中，其中I2=0和I2=IN兩點(diǎn)必測(cè)。

表2-9UUV=U1N=V；cos2=1

序號(hào)12345

六．注意事項(xiàng)

在三相變壓器實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)注意電壓表、電流表和功率表的合理布置。做短路實(shí)驗(yàn)時(shí)操作要快，否則線圈發(fā)熱會(huì)引起電阻變化。七．實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.計(jì)算變壓器的變比

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出各項(xiàng)的變比，然后取其平均值作為變壓器的變比。KUVU1U1.1V1UU,KVW1V1.1W1,KWU1W1.1U1U3U1.3V1U3V1.3W1U3W1.3U1U（V）U1U1.1V1U1V1.1W1U1W1.1U1U2I（A）I1U1I1V1I1W1I2

2.根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作空載特性曲線并計(jì)算激磁參數(shù)(1)繪出空載特性曲線U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosφ0=f(U0)。式中

UO(U3U1.3V1U3V1.3W1U3W1.3U1)/3

I0(I3U1OI3V10I3W10)/3

P0P01P02cos0PO3UOIO

(2)計(jì)算激磁參數(shù)

從空載特性曲線查出對(duì)應(yīng)于U0=UN時(shí)的I0和P0值，并由下式求取激磁參數(shù)。

rmPO23IO,ZmUO3IO22,XmZmrm

3.繪出短路特性曲線和計(jì)算短路參數(shù)

(1)繪出短路特性曲線UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosK=f(IK)。式中

UK(U1U1.1V1U1V1.1W1U1W1.1U1)/3IK(I1U1I1V1I1W1)/3

PKPK1PK2cosKPK3UKIK

(2)計(jì)算短路參數(shù)

從短路特性曲線查出對(duì)應(yīng)于IK=IN時(shí)的UK和PK值，并由下式算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度OC時(shí)的短路參數(shù)

"rKPK23IN,ZKUK3IN""2"2,XKZKrK

折算到低壓方ZK"ZKK2,rK"rKK2,XK"XKK2

換算到基準(zhǔn)工作溫度的短路參數(shù)為rK75OC和ZK75OC，計(jì)算出阻抗電壓。UKUKrUKX3INZK750CUN100%

3INrK750CUN100%

3INXK100%UNIK=IN時(shí)的短路損耗PKN=3I2NrK75OC

4.利用由空載和短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定的參數(shù)，畫(huà)出被試變壓器的“�！毙偷刃щ娐�。5.變壓器的電壓變化率ΔU

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出cos2=1時(shí)的特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計(jì)算出I2=I2N時(shí)的電壓變化率ΔU。UU20U2100%U20(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)求出的參數(shù)，算出I2=IN，cos2=1時(shí)的電壓變化率ΔUU(UKrcos2UKXsin2)

6.繪出被試變壓器的效率特性曲線

(1)用間接法算出在cos2=0.8時(shí)，不同負(fù)載電流時(shí)的變壓器效率，記錄于表2-10中。表2-10

cos2=0.8,P0=W,PKN=W

I20.20.40.60.81.01.2(1*2POI2PKN**2I2PNcos2POI2PKNP2（W）η)100%

式中I*2PNcos2=P2

PN為變壓器的額定容量PKN為變壓器IK=IN時(shí)的短路損耗P0為變壓器的U0=UN時(shí)的空載損耗(2)計(jì)算被試變壓器η=ηmax時(shí)的負(fù)載系數(shù)mPOPKN。

實(shí)驗(yàn)六三相三繞組變壓器

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握三相三繞組變壓器參數(shù)測(cè)定的方法。2.了解三繞組變壓器的電壓變化率。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)

1.三繞組變壓器的等效電路及參數(shù)測(cè)定方法。

2.引起三繞組變壓器輸出電壓變化的因素及電壓變化率的計(jì)算方法。3.根據(jù)被試變壓器的銘牌數(shù)據(jù)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)接線圖，儀表選用和記錄表格。三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

(1)空載實(shí)驗(yàn)和變比測(cè)定(2)短路實(shí)驗(yàn)

(3)負(fù)載實(shí)驗(yàn)四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

1．MEL系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)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-01）或單相變壓器（在主控制屏的右下方）4．三相可調(diào)電阻900Ω（MEL-03）5．波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板（MEL-05）6．三相可調(diào)電抗（MEL-08）五．實(shí)驗(yàn)說(shuō)明1.空載實(shí)驗(yàn)

（1）低壓繞組連接法按銘牌標(biāo)出的連接，其他兩繞組開(kāi)路。（2）實(shí)驗(yàn)方法與三相雙繞組變壓器相同。

（3）為了測(cè)定變比，在實(shí)驗(yàn)中需同時(shí)測(cè)取高壓，中壓和低壓繞組的空載電壓。

2.短路實(shí)驗(yàn)

按照下面方法分別進(jìn)行三次短路實(shí)驗(yàn)：

（1）1)高壓繞組施加電壓，中壓繞組短路，低壓繞組開(kāi)路。（2）低壓繞組施加電壓，高壓繞組短路，中壓繞組開(kāi)路。（3）低壓繞組施加電壓，中壓繞組短路，高壓繞組開(kāi)路。測(cè)取的數(shù)據(jù)記錄于表中，并記下實(shí)驗(yàn)時(shí)的周?chē)�環(huán)境溫度。3.負(fù)載實(shí)驗(yàn)

低壓繞組接電源，高壓繞組接阻感性負(fù)載（cos2=0.8），中壓繞組接純電阻負(fù)載（cos2=1）。在保持低壓繞組額定電壓的情況下，將高、中壓繞組的電流分別加到50％額定電流為止，測(cè)取中、低壓繞組輸出的電壓，電流和功率因數(shù)，

將數(shù)據(jù)記錄于表格中。六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.繪出空載特性曲線

計(jì)算三相三繞組變壓器的變比

K12=U1／U2K13=U1／U3K23=U2／U3式中U1、U2、U3分別為高、中、低三個(gè)繞組的三相平均相電壓。2.由短路實(shí)驗(yàn)計(jì)算參數(shù)，并畫(huà)出等效電路圖。根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)(1)算出ZK12、rK12和XK12。根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)(2)算出ZK31、rK31和XK31。根據(jù)短路實(shí)驗(yàn)(3)算出ZK32、rK32和XK32。將ZK12折算到低壓方：ZK12"12ZK122K13rK12"jXK12"

低壓繞組的參數(shù)Z3(ZK31ZK32ZK12")r3(rK31rK32rK12")X3(XK31XK32XK12")中壓繞組的參數(shù)Z2"(ZK32ZK12"ZK31")r2"(rK32rK12"rK31)

X2"(XK32XK12"XK31")高壓繞組的參數(shù)Z1"(ZK31ZK12"ZK32)r1"(rK31rK12"rK32)X1"(XK31XK12"XK32)

最后，再將短路電阻和電抗換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的值。3.根據(jù)下式計(jì)算出三繞組變壓器的電壓變化率。高壓繞組U31UKrcos1UKXsin1Ur2cos2UX2sin2)

式中UKr31UKX311212121212121212I1"rK31100%U3NI1"XK31100%U3NUr2Ux2I1"r3100%U3NI2"x3100%U3NUKr32UKX32Ur1I2"rK32100%U3NI2"XK32100%U3NI1"r3100%U3NI1"X3100%U3NUX1以上各式所有電阻均為基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的阻值。U3φ為低壓繞組額定相電壓，

"分別為折算到低壓方的高壓和中壓方的負(fù)載電流。I1"、I2將電壓變化率的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較并作簡(jiǎn)要的分析。

實(shí)驗(yàn)七三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．掌握三相異步電機(jī)的空載、堵轉(zhuǎn)和負(fù)載試驗(yàn)的方法。2．用直接負(fù)載法測(cè)取三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。3．測(cè)定三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。二．預(yù)習(xí)要點(diǎn)

1．異步電動(dòng)機(jī)的工作特性指哪些特性？

2．異步電動(dòng)機(jī)的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么？3．工作特性和參數(shù)的測(cè)定方法。三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1．測(cè)量定子繞組的冷態(tài)電阻。2．判定定子繞組的首未端。3．空載試驗(yàn)。4．短路試驗(yàn)。5．負(fù)載試驗(yàn)。三．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

1．MEL系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。

2．電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、矩矩轉(zhuǎn)速測(cè)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(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏上）。4．直流電壓、毫安、安培表（MEL-06或含在實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏上）。5．三相可調(diào)電阻器900Ω（MEL-03）。6．波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板（MEL-05）。7．三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M04。五．實(shí)驗(yàn)方法及步驟

1．測(cè)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(shí)間，用溫度計(jì)測(cè)量電機(jī)繞組端部或鐵芯的溫度。當(dāng)所測(cè)溫度與冷動(dòng)介質(zhì)溫度之差不超過(guò)2K時(shí)，即為實(shí)際冷態(tài)。記錄此時(shí)的溫度和測(cè)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(cè)量線路如圖3-1。S1，S2：雙刀雙擲和單刀雙擲開(kāi)關(guān)，位于MEL-05。

30220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源電機(jī)定子一相繞組圖3-1三相交流繞組電阻的測(cè)定R：四只900Ω和900Ω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(cè)量時(shí)，通過(guò)的測(cè)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(dòng)機(jī)定子一相繞組的電阻約為50歐姆，因而當(dāng)流過(guò)的電流為50mA時(shí)三端電壓約為2.5伏，所以直流電壓表量程用20V檔，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，合上開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻R至最大（3600Ω）。

分別合上綠色“閉合”按鈕開(kāi)關(guān)和220V直流可調(diào)電源的船形開(kāi)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(yàn)電機(jī)電流不超過(guò)電機(jī)額定電流的10%，以防止因試驗(yàn)電流過(guò)大而引起繞組的溫度上升，讀取電流值，再接通開(kāi)關(guān)S2讀取電壓值。讀完后，先打開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，再打開(kāi)開(kāi)關(guān)S1。

調(diào)節(jié)R使A表分別為50mA，40mA，30mA測(cè)取三次，取其平均值，測(cè)量定子三相繞組的電阻值，記錄于表3-1中。

表3-1室溫℃繞組I繞組Ⅱ繞組ⅢI（mA）U（V）R（Ω）注意事項(xiàng)：（1）在測(cè)量時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)須靜止不動(dòng)。（2）測(cè)量通電時(shí)間不應(yīng)超過(guò)1分鐘。

（2）電橋法（選做）

用單臂電橋測(cè)量電阻時(shí)，應(yīng)先將刻度盤(pán)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(jì)按鈕接入檢流計(jì)。測(cè)量完畢后，應(yīng)先斷開(kāi)檢流計(jì)，再斷開(kāi)電源，以免檢流計(jì)受到?jīng)_擊。記錄數(shù)據(jù)于表3-2中。

電橋法測(cè)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(diǎn)。表3-2中

R（Ω）繞組I繞組II繞組III2．判定定子繞組的首未端先用萬(wàn)用表測(cè)出各相繞組的兩個(gè)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(kāi)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(guò)額定值，測(cè)出第三相繞組的電壓，如測(cè)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(cè)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(cè)出第三相繞組的首未端�！苯涣麟娫摧敵鼋涣麟娫摧敵鰣D3-2三相交流繞組首末端的測(cè)定3．空載試驗(yàn)測(cè)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(cè)功機(jī)同軸聯(lián)接，不帶測(cè)功機(jī)。a．起動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(yàn)。

c．調(diào)節(jié)電壓由1.2倍額定電壓開(kāi)始逐漸降低電壓，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。

d．在測(cè)取空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，在額定電壓附近多測(cè)幾點(diǎn)，共取數(shù)據(jù)7-9組記錄于表3-3中。

序UOC（V）號(hào)UAB1234567UBCUCAUOLIOL（A）IAIBICIOLPO（W）PIPIIPOcos4．短路實(shí)驗(yàn)

測(cè)量線路如圖3-3。將測(cè)功機(jī)和三相異步電機(jī)同軸聯(lián)接。

a．將起子插入測(cè)功機(jī)堵轉(zhuǎn)孔中，使測(cè)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

主控制屏三相交流電源輸出圖3-3b三相籠型異步電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線圖（MEL-IIB）入表3-4中。做完實(shí)驗(yàn)后，注意取出測(cè)功機(jī)堵轉(zhuǎn)孔中的起子。序UOC（V）號(hào)UAB1UBCUCAUKIOL（A）IAIBICIKPO（W）PIPIIPKcosK主控制屏三相交流電源輸出圖3-3a三相籠型異步電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線圖（MEL-I、MEL-IIA）2345675．負(fù)載實(shí)驗(yàn)選用設(shè)備和測(cè)量接線同空載試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，MEL-13中的“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開(kāi)關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕逆時(shí)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(yàn)中保持此額定電壓不變。

b．調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕使之加載，使異步電動(dòng)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(kāi)始，逐漸減小負(fù)載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動(dòng)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3-5UN=220伏（△）序IOL（A）IBICI1PO（W）PIPIIP1nT2（N.m）（r/min）P2（W）號(hào)IA123456六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的相電阻

由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得每相電阻值，此值為實(shí)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(shí)的定子繞組相電阻：

r1lefrlc235ref235θC

式中rlef換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)定子繞組的相電阻，Ω；

r1c定子繞組的實(shí)際冷態(tài)相電阻，Ω；θ

ref基準(zhǔn)工作溫度，對(duì)于E級(jí)絕緣為75OC；

θc實(shí)際冷態(tài)時(shí)定子繞組的溫度，OC。2.作空載特性曲線：I0、P0、cos0=f(U0)3.作短路特性曲線：IK、PK=f(UK)

4.由空載、短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)求異步電機(jī)等效電路的參數(shù)。(1)由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求短路參數(shù)

短路阻抗ZK短路電阻rKUKIKPK23IK22rK短路電抗XKZK式中UK、IK、PK由短路特性曲線上查得，相應(yīng)于IK為額定電流時(shí)的相電壓、相電流、三相短路功率。轉(zhuǎn)子電阻的折合值r2"rKr1PO"定、轉(zhuǎn)子漏抗X1"X2XK2KP=f(U)O2OPFe(2)由空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)求激磁回路參數(shù)空載阻抗ZO空載電阻rOUOIOPO3I2OPmec0U2NU2O圖3-4電機(jī)中的鐵耗和機(jī)械耗22rO空載電抗XOZO式中U0、I0、P0相應(yīng)于U0為額定電壓時(shí)的相電壓、相電流、三相空載功率。

激磁電抗XmXOX1激磁電阻rmPFe23Io

式中PFe為額定電壓時(shí)的鐵耗，由圖3-4確定。

5.作工作特性曲線P1、I1、n、η、S、cos1=f(P2)由負(fù)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算工作特性，填入表3-6中。

表3-6U1=220V（△）If=A

序號(hào)123456

電動(dòng)機(jī)輸入電動(dòng)機(jī)輸出計(jì)算值η(％)I1(A)P1(W)T2(Nm)n(r／min)P2（W）S(％)35

cos計(jì)算公式為：I1SIAIBIC33

1500n100%1500P13U1I1cos1

P20.105nT2P2100%P1式中I1定子繞組相電流，A；U1定子繞組相電壓，V；S轉(zhuǎn)差率；η效率。

6.由損耗分析法求額定負(fù)載時(shí)的效率電動(dòng)機(jī)的損耗有：鐵耗PFe機(jī)械損耗Pmec定子銅耗PCU13I12r1轉(zhuǎn)子銅耗PCU2PemS100雜散損耗Pad取為額定負(fù)載時(shí)輸入功率的0.5％。式中Pem電磁功率，W；Pem=P1-Pcul-PFe鐵耗和機(jī)械損耗之和為：

P0′=PFe+Pmec=PO-3I2Or1"2為了分離鐵耗和機(jī)械損耗，作曲線POf(UO)，如圖3-4。

延長(zhǎng)曲線的直線部分與縱軸相交于P點(diǎn)，P點(diǎn)的縱座標(biāo)即為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗Pmec，過(guò)P點(diǎn)作平行于橫軸的直線,可得不同電壓的鐵耗PFe。

電機(jī)的總損耗ΣP=PFe+Pcul+Pcu2+Pad于是求得額定負(fù)載時(shí)的效率為：P1P100%P1式中P1、S、I1由工作特性曲線上對(duì)應(yīng)于P2為額定功率PN時(shí)查得。七．思考題

1.由空載、短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求取異步電機(jī)的等效電路參數(shù)時(shí)，有哪些因素會(huì)引起誤差？

2.從短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以得出哪些結(jié)論？

3.由直接負(fù)載法測(cè)得的電機(jī)效率和用損耗分析法求得的電機(jī)效率各有哪些

因素會(huì)引起誤差？

實(shí)驗(yàn)八三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速（綜合性實(shí)驗(yàn)）

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速的方法。二．預(yù)習(xí)要點(diǎn)

1．復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)有哪些起動(dòng)方法和起動(dòng)技術(shù)指標(biāo)。2．復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1．異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)。

2．異步電動(dòng)機(jī)星形三角形（Y-△）換接起動(dòng)。3．自耦變壓器起動(dòng)。

4．繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動(dòng)。5．繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

1．MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（含交流電壓表）。2．指針式交流電流表。

3．電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（MEL-13、MEL-14）。4．電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09）。5．鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（M04）。6．繞線式異步電動(dòng)機(jī)（M09）。五．實(shí)驗(yàn)方法

1．三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)試驗(yàn)。按圖3-5接線，電機(jī)繞組為△接法。

起動(dòng)前，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱（MEL-13）中“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，“轉(zhuǎn)速控制”、“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開(kāi)關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，檢查電機(jī)導(dǎo)軌和MEL-13的連接是否良好。

儀表的選擇：交流電壓表為數(shù)字式或指針式均可，交流電流表則為指針式。a．把三相交流電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，合上綠色“閉合”按鈕開(kāi)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(dòng)旋轉(zhuǎn)。（電機(jī)起動(dòng)后，觀察MEL-13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(dòng)電機(jī)。）b．?dāng)嚅_(kāi)三相交流電源，待電動(dòng)機(jī)完全停止旋轉(zhuǎn)后，接通三相圖3-5異步電機(jī)直接起動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線圖主控制屏三相交流電源輸出交流電源，使電機(jī)全壓起動(dòng)，觀察電機(jī)起動(dòng)瞬間電流值。

注：按指針式電流表偏轉(zhuǎn)的最大位置所對(duì)應(yīng)的讀數(shù)值計(jì)量。電流表受起動(dòng)電流沖擊，電流表顯示的最大值雖不能完全代表起動(dòng)電流的讀數(shù)，但用它可和下面幾種起動(dòng)方法的起動(dòng)電流作定性的比較。

c．?dāng)嚅_(kāi)三相交流電源，將調(diào)壓器退到零位。用起子插入測(cè)功機(jī)堵特孔中，將測(cè)功機(jī)定轉(zhuǎn)子堵住。

d．合上三相交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，觀察電流表，使電機(jī)電流達(dá)2~3倍額定電流，讀取電壓值UK、電流值IK、轉(zhuǎn)矩值TK，填入表中，注意試驗(yàn)時(shí)，通電時(shí)間不應(yīng)超過(guò)10秒，以免繞組過(guò)熱。

對(duì)應(yīng)于額定電壓的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST和起動(dòng)電流I比按下式計(jì)算：

TST(IST2)TKIK式中Ik：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電流值，A；TK：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值，N.m；

IST(UN)IKUK式中UK：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電壓值，V；UN：電機(jī)額定電壓，V；測(cè)量值UK（V）IK（A）TK（N.m）計(jì)算值Tst(N.m)Ist(A)2．星形三角形（Y-△）起動(dòng)按圖3-6接線，電壓表、電流表的選擇同前，開(kāi)關(guān)S選用MEL-05。a．起動(dòng)前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開(kāi)關(guān)合向右邊（Y）接法。合上電源開(kāi)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(kāi)電源開(kāi)關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。b．待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，合上電源開(kāi)關(guān)，觀察起動(dòng)瞬間的電流，然后把S合向左邊（△接法），電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行，整個(gè)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束，觀察起動(dòng)瞬間電流表的顯示值以與其它起動(dòng)方法作定性比較。3．自耦變壓器降壓起動(dòng)按圖3-5接線。電機(jī)繞組為△接法。a．先把調(diào)壓器退到零位，圖3-6異步電機(jī)星形-三角形起動(dòng)MEL-05主控制屏三相交流電源輸出合上電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使輸出電壓達(dá)110伏，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。

b．待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，再合上電源開(kāi)關(guān)，使電機(jī)就自耦變壓器，降壓起動(dòng)，觀察電流表的瞬間讀數(shù)值，經(jīng)一定時(shí)間后，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電機(jī)達(dá)電機(jī)額定電壓UN=220伏，整個(gè)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束。主控制屏交流電源輸出圖3-7繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線圖4．繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)繞組串入可變電阻器起動(dòng)。實(shí)驗(yàn)線路如圖3-7，電機(jī)定子繞組Y形接法。轉(zhuǎn)子串入的電阻由刷形開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電阻采用MEL-09的繞線電機(jī)起動(dòng)電阻（分0，2，5，15，∞五檔），MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”開(kāi)關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制”，“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器旋鈕順時(shí)針調(diào)節(jié)到底。

a．起動(dòng)電源前，把調(diào)壓器退至零位，起動(dòng)電阻調(diào)節(jié)為零。

b．合上交流電源，調(diào)節(jié)交流電源使電機(jī)起動(dòng)。注意電機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合要求。c．在定子電壓為180伏時(shí)，逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器到底，繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢（只有幾十轉(zhuǎn)），讀取此時(shí)的轉(zhuǎn)矩值Ist和Ist。

d．用刷形開(kāi)關(guān)切換起動(dòng)電阻，分別讀出起動(dòng)電阻為2Ω、5Ω、15Ω的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst和起動(dòng)電流Ist，填入表3-9中。

注意：試驗(yàn)時(shí)通電時(shí)間不應(yīng)超過(guò)20秒的以免繞組過(guò)熱。表3-9U=180伏Rst（Ω）Tst（N.m）Ist（A）025155．繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞組串入可變電阻器調(diào)速。實(shí)驗(yàn)線路同前。MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開(kāi)關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針到底，“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器順時(shí)針到底。MEL-09“繞線電機(jī)起動(dòng)電阻”調(diào)節(jié)到零。

a．合上電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓至UN=220伏，使電機(jī)空載起動(dòng)。b．調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器調(diào)節(jié)旋鈕，使電動(dòng)機(jī)輸出功率接近額定功率并

保持輸出轉(zhuǎn)矩T2不變，改變轉(zhuǎn)子附加電阻，分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，記錄于表3-10中。

表3-10中U=220伏T2=N.m

Rst（Ω）02515n（r/min）六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.比較異步電動(dòng)機(jī)不同起動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.由起動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)求下述三種情況下的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：(1)外施額定電壓UN。（直接法起動(dòng)）(2)外施電壓為UN/3。(YΔ起動(dòng))

(3)外施電壓為UK/KA，式中KA為起動(dòng)用自耦變壓器的變比。（自耦變壓器起動(dòng)）。

3.繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對(duì)起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響。4.繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。七．思考題

1.起動(dòng)電流和外施電壓正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和外施電壓的平方成正比在什么情況下才能成立？

2.起動(dòng)時(shí)的實(shí)際情況和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？

實(shí)驗(yàn)九三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量同步發(fā)電機(jī)在對(duì)稱(chēng)負(fù)載下的運(yùn)行特性。2.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算同步發(fā)電機(jī)在對(duì)稱(chēng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)。二．預(yù)習(xí)要點(diǎn)

1.同步發(fā)電機(jī)在對(duì)稱(chēng)負(fù)載下有哪些基本特性？2.這些基本特性各在什么情況下測(cè)得？3.怎樣用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)稱(chēng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)？三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1．測(cè)定電樞繞組實(shí)際冷態(tài)直流電阻。

2．空載試驗(yàn)：在n=nN、I=0的條件下，測(cè)取空載特性曲線U0=f（If）。3．三相短路實(shí)驗(yàn)：在n=nN、U=0的條件下，測(cè)取三相短路特性曲線IK=f（If）。4．純電感負(fù)載特性：在n=nN、I=IN、cos≈0的條件下，測(cè)取純電感負(fù)載特性曲線。

5．外特性：在n=nN、If=常數(shù)、cos=1和cos=0.8（滯后）的條件下，測(cè)取外特性曲線U=f（I）。

6．調(diào)節(jié)特性：在n=nN、U=UN、cos=1的條件下，測(cè)取調(diào)節(jié)特性曲線If=f（I）。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

1．MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。

2．電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（MEL-13、MEL-14）。

3．功率、功率因數(shù)表（或在主控制屏，或采用單獨(dú)的組件MEL-20、MEL-24）。4．同步電機(jī)勵(lì)磁電源（含在主控制屏右下方）。5．三相可調(diào)電阻器900Ω（MEL-03）。6．三相可調(diào)電阻器90Ω（MEL-04）。7．波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板（MEL-05）。8．自耦調(diào)壓器、電抗器（MEL-08）。9．三相同步電機(jī)M08。10．直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03。五．實(shí)驗(yàn)方法及步驟

1．測(cè)定電樞繞組實(shí)際冷態(tài)直流電阻。被試電機(jī)采用三相凸極式同步電機(jī)M08。

測(cè)量與計(jì)算方法參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)3-1。記錄室溫，測(cè)量數(shù)據(jù)記錄于表4-1中。表4-1

室溫℃

繞組II繞組III繞組II（mA）U（V）R（Ω）2．空載試驗(yàn)圖4-1三相同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線圖（MEL-I、MEL-IIA）按圖4-1接線，直流電動(dòng)機(jī)M按他勵(lì)方式聯(lián)接，拖動(dòng)三相同步發(fā)電機(jī)G旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的定子繞組為Y形接法（UN=220V）。Rf用MEL-09中的3000Ω磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻。Rst采用MEL-03中90Ω與90Ω電阻相串聯(lián)，共180Ω電阻。RL采用MEL-03中三相可調(diào)電阻。XL采用MEL-08中三相可變電抗。S1、S2采用MEL-05中的三刀雙擲開(kāi)關(guān)。同步電機(jī)勵(lì)磁電源為0~2.5A可調(diào)的恒流源，按裝在主控制屏的右下部。須注意，切不可將恒流源輸出短路。

V1、mA、A1為直流電壓、毫安、安倍表，按裝在主控制屏的右下部。交流電壓表、交流電流表、功率表按裝在主控制屏上，不同型號(hào)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其儀表數(shù)量不同，接法可參見(jiàn)異步電機(jī)的接線。

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）未上電源前，同步電機(jī)勵(lì)磁電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針到底，直流電機(jī)磁場(chǎng)

調(diào)節(jié)電阻Rf調(diào)至最小，電樞調(diào)節(jié)電阻Rst調(diào)至最大開(kāi)關(guān)S1、S2板向“2”位置（斷開(kāi)位置）。

（2）按下綠色“閉合”按鈕開(kāi)關(guān)，合上直流電機(jī)勵(lì)磁電源和電樞電源船形開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)直流電機(jī)M03。

調(diào)節(jié)Rst至最小，并調(diào)節(jié)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（電樞電壓）和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf，使M03電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速1500s/min并保持恒定。

（1）合上同步電機(jī)勵(lì)磁電源船形開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)M08電機(jī)勵(lì)磁電流If（注意必須單

方向調(diào)節(jié)），使If單方向遞增至發(fā)電機(jī)輸出電壓U0≈1.3UN為止。在這范圍內(nèi)，讀取同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If和相應(yīng)的空載電壓Uo，測(cè)取7-8組數(shù)據(jù)填入表4-2中。

表4-2序號(hào)UO（V）If（A）1

2n=nN=1500r/min345

I=0678（4）減小M08電機(jī)勵(lì)磁電流，使If單方向減至零值為止。讀取勵(lì)磁電流If

和相應(yīng)的空載電壓U0。填入表4-3中。

表4-2序號(hào)UO（V）If（A）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）轉(zhuǎn)速保持n=nN=1500r/min恒定。（2）在額定電壓附近讀數(shù)相應(yīng)多些。

1

2n=nN=1500r/min345

I=0678實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：在用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定同步發(fā)電機(jī)的空載特性時(shí)，由于轉(zhuǎn)子磁路中剩磁情況的不同，當(dāng)單方向改變勵(lì)磁電流If從零到某一最大值，再反過(guò)來(lái)由此最大值減小到零時(shí)將得到上升和下降的二條不同曲線，如圖4-2。二條曲線的出圖4-2上升和下降兩條空載特性現(xiàn)，反映鐵磁材料中的磁滯現(xiàn)象。測(cè)定參數(shù)時(shí)使用下降曲線，其最高點(diǎn)取U0≈1.3UN，如剩磁電壓較高，可延伸曲線的直線部分使與橫軸相交，則交點(diǎn)的橫座標(biāo)絕對(duì)值△if0應(yīng)作為校正量，在所有試驗(yàn)測(cè)得的勵(lì)磁電流數(shù)據(jù)上加上此值，即得通過(guò)原點(diǎn)之校正曲線，如圖4-3所示。

3．三相短路試驗(yàn)。

（1）同步電機(jī)勵(lì)磁電流源調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針到底，按空載試驗(yàn)方法調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速1500r/min，且保持恒定。

（2）用短接線把發(fā)電機(jī)輸出三端點(diǎn)短接，合上同步電機(jī)勵(lì)磁電源船形開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)M08電機(jī)的勵(lì)磁電流If，使其定子電流IK=1.2IK，讀取M08電機(jī)的勵(lì)磁電流If和相應(yīng)的定子電流值IK。

（3）減小發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流If使定子電流減小，直至勵(lì)磁電流為零，讀取勵(lì)磁電流If和相應(yīng)的定子電流IK2，共取數(shù)據(jù)7-8組并記錄于表4-4中。表4-4

序號(hào)IK（A）If（A）實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）未上電源前，把同步電機(jī)磁勵(lì)電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，調(diào)節(jié)可變電抗器使其阻抗達(dá)到最大，同時(shí)折除同步電機(jī)定子端的短接線。

（2）按空載試驗(yàn)方法起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)M03，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)1500r/min，并保持恒定。開(kāi)關(guān)S2扳向“1”端，使電機(jī)帶純電感負(fù)載運(yùn)行。

（3）調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf和可變電抗器使同步發(fā)電機(jī)端電壓

45

圖4-3校正過(guò)的下降空載特性1U=0V23n=nN=1500r/min456784．純電感負(fù)載特性接近1.1倍額定電壓且電流為額定電流，讀取端電壓值和勵(lì)磁電流值。

（4）每次調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流使電機(jī)端電壓減小且調(diào)節(jié)可變電抗器使定子電流值保持恒定為額定電流。讀取端電壓和相應(yīng)的勵(lì)磁電流。測(cè)取7-8組數(shù)據(jù)并記錄于表4-5中。表4-5

序號(hào)UO（V）If（A）

1n=nN=1500r/min2345I=IN=

6A785．測(cè)同步發(fā)電機(jī)在純電阻負(fù)載時(shí)的外特性。（1）把三相可變電阻器RL調(diào)至最大，按空載試驗(yàn)的方法起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速達(dá)同步發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1500r/min，且轉(zhuǎn)速保持恒定。

（2）開(kāi)關(guān)S2合向“2”端（斷開(kāi)感性負(fù)載），開(kāi)關(guān)S1合向“1”端，發(fā)電機(jī)帶三相純電阻負(fù)載運(yùn)行。

（3）合上同步電機(jī)勵(lì)磁電源船形開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If和負(fù)載電阻RL使同步發(fā)電機(jī)的端電壓達(dá)額定值220伏，且負(fù)載電流亦達(dá)額定值。

（4）保持這時(shí)的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If恒定不變，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL，測(cè)同步發(fā)電機(jī)端電壓和相應(yīng)的平衡負(fù)載電流，直至負(fù)載電流減小到零，測(cè)出整條外特性。記錄5-6組數(shù)據(jù)于表4-6中。表4-6

序號(hào)U（V）I（A）

n=nN=1500r/min123If=4A5cos=16786．測(cè)同步發(fā)電機(jī)在負(fù)載功率因數(shù)為0.8時(shí)的外特性。（1）分別把三相可變電阻RL和三相可變電抗XL調(diào)至最大，并把同步電機(jī)勵(lì)磁電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底。

（2）按空載方法起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，并調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速使其達(dá)同步電機(jī)額定轉(zhuǎn)速n=nN=1500r/min，且保持轉(zhuǎn)速額定。把開(kāi)關(guān)S1、S2均合向“1”端，把RL和XL并聯(lián)使用作為發(fā)電機(jī)G的負(fù)載。

（3）合上同步電機(jī)勵(lì)磁電源船形開(kāi)關(guān)，分別調(diào)節(jié)同步電機(jī)勵(lì)磁電流If，負(fù)載電阻RL和可變電抗XL，使同步發(fā)電機(jī)的端電壓達(dá)額定值UN=220伏，負(fù)載電流達(dá)額定值且功率因數(shù)為0.8。

（4）保持這時(shí)的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If恒定不變，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL和可變電抗器XL使負(fù)載電流改變而功率因數(shù)保持不變?yōu)?.8，測(cè)同步發(fā)電機(jī)端電壓和相

應(yīng)的平衡負(fù)載電流，測(cè)出整條外特性。記錄6-7組數(shù)據(jù)于表4-6中。

表4-6

序號(hào)U（V）I（A）

n=nN=1500r/min123If=4A5cos=0.86787．測(cè)同步發(fā)電機(jī)在純電阻負(fù)載時(shí)的調(diào)整特性。（1）發(fā)電機(jī)接入三相負(fù)載電阻RL（S1合向“1”），斷開(kāi)感性負(fù)載XL（S2合向“2”），并調(diào)節(jié)RL至最大，按前述方法起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min，且保持恒定。

（2）合上同步電機(jī)勵(lì)磁電源船形開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)同步電機(jī)勵(lì)磁電流If，使發(fā)電機(jī)端電壓達(dá)額定值UN=220伏，且保持恒定。

（3）調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL以改變負(fù)載電流，同時(shí)保持電機(jī)端電壓不變。讀取相應(yīng)的勵(lì)磁電流If和負(fù)載電流I，測(cè)出整條調(diào)整特性。測(cè)出6~7組數(shù)據(jù)記錄于4-7中。表4-7

序號(hào)I（A）If（A）

六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出同步發(fā)電機(jī)的空載特性。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出同步發(fā)電機(jī)短路特性。

3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出同步發(fā)電機(jī)的純電感負(fù)載特性。4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出同步發(fā)電機(jī)的外特性。5.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出同步發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性。

6.由空載特性和短路特性求取電機(jī)定子漏抗Xσ和特性三角形。7.由零功率因數(shù)特性和空載特性確定電機(jī)定子保梯電抗。

8.利用空載特性和短路特性確定同步電機(jī)的直軸同步電抗Xd（不飽和值）。9.利用空載特性和純電感負(fù)載特性確定同步電機(jī)的直軸同步電抗Xd（飽和值）。

10.求短路比。

11.由外特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)求取電壓調(diào)整率ΔU％。

U=UN=220V123n=nN=1500r/min45678七．思考題

1.定子漏抗Xσ和保梯電抗Xp它們各代表什么參數(shù)？它們的差別是怎樣產(chǎn)生的？

2.由空載特性和特性三角形用作圖法求得的零功率因數(shù)的負(fù)載特性和實(shí)測(cè)特性是否有差別？造成這差別的因素是什么？

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