電機與拖動實驗指導書

1、 電機與拖動實 驗 指 導 書適用專業(yè)：_自 動 化_電氣工程及其自動化_江蘇科技大學電子信息學院 2006 年 9 月前 言本課程是自動化、電氣工程及其自動化等專業(yè)的主要專業(yè)基礎實驗課，是電機學和電力拖動基礎兩門課程的有機結合，本實驗指導書力求做到內容精選，重點突出，物理概念清楚，實驗手段明確。本實驗指導書主要包括直流發(fā)電機、直流電動機、變壓器、交流電動機和交直流拖動等實驗。通過實驗學生可以熟練的掌握基本的實驗方法和操作技能，提高學生在實驗過程分析和解決實際問題的能力。本實驗為獨立設課，共設置了十一項實驗，其中交直流拖動實驗兩項實驗為綜合性實驗。本實驗還可以作為測控專業(yè)、應用電子和機電一體化

2、等不同專業(yè)的選修課。目 錄一 實驗一 直流發(fā)電機二 實驗二 他勵直流電動機的工作特性與調速性能測定三 實驗三 電動機飛輪矩和參數測定四 實驗四 直流拖動實驗五 實驗五 單相變壓器空載、短路和負載實驗六 實驗六 三相變壓器的極性和連接組測定七 實驗七 異步電動機參數測定八 實驗八 三相異步電動機工作特性九 實驗九 交流拖動實驗十 實驗十 控制電機實驗十一.實驗十一 自整角機實驗實驗一：_直流發(fā)電機實驗_實驗學時：2學時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗目的1掌握用實驗方法測定他勵直流發(fā)電機空載特性，及直流發(fā)電機在他勵并勵時的外特性。2掌握并勵直流發(fā)電機的自勵條件，并觀察其自勵過程。二、實驗

3、內容1他勵直流發(fā)電機的空載特性U0=f(If)2他勵直流發(fā)電機的外特性U=f(I)3觀察并勵直流發(fā)電機的電壓自建立過程4并勵直流發(fā)電機的外特性：U=f(I)三、實驗原理、方法和手段本實驗是以磁場中運動的導體兩端能夠產生電動勢的原理，來驗證直流發(fā)電機的各種特性。其方法和手段就是先要給直流發(fā)電機建立磁場，然后用電動機做原動機帶動發(fā)電機電樞旋轉。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應采用“以學生自主訓練為主的開放模式組織教學。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2 直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉速 1440r/min、額定電壓 165V、額定

4、電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。3 直流電動機： 額定功率500W、額定轉速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。4IPS-n電機轉速測量儀。5三相調壓器：調壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關導線等。 六、實驗步驟本實驗的原動機為直流他勵電動機，實驗線路如圖1-1所示圖1-1 他勵直流發(fā)電機實驗電路圖1-1中：E為他勵直流發(fā)電機、D為直流電動機、A1和A2為直流電流表、V和V1為直流電壓表，根據發(fā)電機銘牌選擇儀表的量

5、程、RP1，RP2為滑線變阻器，分別用作直流電動機和發(fā)電機勵磁回路的可變電阻、R3為可變電阻掛箱，作為負載電阻。1起動機組步驟（1）起動前先檢查線路，調壓器調到零位，閉合K1，K處于斷開位置，RP1調至最小位置，RP2、R3放在最大位置。（2）合上裝置上空氣開關、控制電路電源開關、勵磁開關和主電源起動按鈕。緩慢調節(jié)調壓器電壓，起動直流電動機，觀察各電表指針是否有反偏，若有反偏應先將調壓器調到零位，按下主電源停止按鈕，將有反偏的表的接線端對調。然后再起電機。（3）調節(jié)調壓器，使發(fā)電機轉速達到額定值。2他勵直流發(fā)電機的空載特性實驗保持發(fā)電機的轉速為額定值，減少RP2，至發(fā)電機空載電壓U0=1.2U

6、e左右，從該點開始，將發(fā)電機勵磁電流逐次減少，每次記下發(fā)電機空載電壓U0及勵磁電流If，直至If=0（即K1斷開），讀取5-9組（包括U0=Ue）數據記錄于實驗表1-1中，當If=0時測得的電壓為發(fā)電機的剩磁電壓USC= V，常為2-4%Ue。注意，此時測得的為空載特性的下降分支，所以在減少電流時只能單方向調節(jié)。實驗表1-1 他勵直流發(fā)電機的空載特性數據n= (r/min)U(V)If(A)3他勵直流發(fā)電機的外特性實驗合上K將發(fā)電機加上負載，調節(jié)（R3）負載大小和（RP2）發(fā)電機勵磁電流的大小，使發(fā)電機在額定轉速下輸出電流為額定值I=Ie，輸出端電壓為額定電壓Ue（該點即為發(fā)電機的額定運行點）

7、，此時的勵磁電流If= A為額定勵磁電流，記下該組數據，并保持If不變逐漸減少負載電流直至為零即斷開K，記下每次電流和電壓填于實驗表1-2中。實驗表1-2 他勵直流發(fā)電機的外特性數據n= (r/min) If= (A)U(V) I(A)4并勵直流發(fā)電機的電壓自建立過程圖1-2 并勵直流發(fā)電機實驗電路（1）將發(fā)電機線路部分改成圖1-2。（2）起動電動機到發(fā)電機的額定轉速。（3）調節(jié)RP2觀察發(fā)電機端電壓是否升高，如果電壓升高，則勵磁繞組與電樞繞組的電壓極性是相同的并勵發(fā)電機就能建立穩(wěn)定的電壓。否則極性接錯，應將勵磁繞組的兩個接線端對換一下。5并勵發(fā)電機外特性實驗合上K，發(fā)電機加上負載，調節(jié)（R3

8、）負載大小和（RP2）發(fā)電機勵磁電流的大小，使發(fā)電機在額定轉速下輸出電流為額定值Ie,輸出端電壓為額定電壓Ue（該點即為發(fā)電機的額定運行點），保持RP2不變，逐漸減少負載電流直至為零即斷開K，記下每次電流和電壓情況。實驗表1-3 并勵直流發(fā)電機的外特性數據n=n0= (r/min) RP2保持不變U(V)I(A)If(A)七、思考題1在做空載實驗時，為什么不能反復調節(jié)勵磁電流的大??？2怎樣改變直流發(fā)電機輸出電壓的極性？3在測定空載特性和外特性時，應搞清楚哪些量須保持不變，讀取哪些數據。八、實驗報告1. 按空載實驗數據，畫出他勵直流發(fā)電機的空載特性曲線。2. 按負載實驗數據，在同一坐標中畫出他勵

9、和并勵直流發(fā)電機的外特性曲線。九、其它說明學生必須遵守實驗室管理的相關規(guī)定及安全事項等內容。實驗二：_他勵直流電動機的工作特性與調速性能的測定_實驗學時：2學時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗目的1熟悉他勵直流電動機的起動及調速方法。2他勵直流電動機的工作特性測定。二、實驗內容1在額定電壓與額定勵磁電流的條件下，測定直流電動機的工作特性。2在負載基本不變的情況下，分別改變電樞回路電阻R2，電樞電壓U與勵磁電流If的大小，測定直流電動機的轉速。三、實驗原理、方法和手段本實驗是以通電導體在磁場中受到電磁力的作用，并能能產生運動的原理，來驗證直流電動機的工作特性和調速性能。其方法和手段就是先

10、要給直流電動機建立磁場，然后給直流電動機電樞通電。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應采用“以學生自主訓練為主的開放模式組織教學。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2直流電動機： 額定功率500W、額定轉速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。3直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉速測量儀。5三相調壓器：調壓范圍 0420V/50Hz、

11、視載功率 4KW、電流4A。6直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關導線等。 六、實驗步驟本實驗的原動機為直流他勵電動機，實驗線路如圖2-1所示圖2-1 他勵直流電動機實驗電路1他勵直流電動機的負載實驗（1）.按圖2-1接好線后，空載起動直流電動機D至額定轉速ne之后閉合K，使電動機帶上負載，調協(xié)RP2和R3使直流電動機所帶的負載不斷增加，直流電動機所帶的負載不斷增加，直至運行于額定工作點，即額定電壓Ue，額定電流Ie，調節(jié)RP1使電動機為額定轉速ne。直流電動機運行于額定工作點時的勵磁電流就叫額定勵磁電流Ife。Ife找到后，在整個負載實驗過程中，電動機的勵磁電流要保持此額定值不變。

12、（2）.做直流電動機的負載實驗。從額定值作到空載，測取5-7組數據，將不同負載時的直流電動機電樞電流Ia與轉速記錄在下面的實驗表2-1內：實驗表2-1 他勵直流電動機的負載特性數據U= （V） If= （A）Ia（A）n（r/min）實驗過程中，減小直流電動機的負載是靠減小直流發(fā)電機的負載電流或減小直流發(fā)電機的勵磁電流來實現的。電樞電流從額定值至空載值，測量的各點在曲線上應大致均勻分布。2他勵直流電動機改變電樞回路電阻Ra的調速方法實驗線路如圖2-1在電動機電樞回路中串入可變電阻R。（1）起動直流電動機。實驗條件為：U=Ue；If=Ife；在調速過程中電動機帶一個恒轉矩的負載。將電源電壓與電動

13、機的勵磁電流均調到額定值。為使發(fā)電機能等效于一個恒轉矩負載，我們設法在整個調速過程中，保持發(fā)電機勵磁電流與電樞電流均不變。具體操作如下：合刀閘K并調節(jié)RP2，使發(fā)電機勵磁電流等于其額定勵磁電流；給發(fā)電機加上負載，并調節(jié)負載電阻R3，選擇電動機負載電流為某個數值。（2）電動機電樞回路電阻R從零開始逐漸增大，當R變化時，轉速會發(fā)生變化，使發(fā)電機的感應電勢發(fā)生變化，所以這是必須調節(jié)一下R3或RP2，才能使發(fā)電機負載電流仍維持為原先的數據。測量轉速n0將所串電阻R與對應的轉速n分別記錄在表2-2中。（測58組數據即可）。（由于轉速變化時，發(fā)電機的空載轉矩M。不可能為一常數，所以電動機的負載嚴格來說還不

14、是一個恒轉矩負載）實驗表2-2 他勵直流電動機電樞回路串電阻調速數據I= （A） If= （A）R（）N（rpm）3直流電動機改變電壓的調速方法（1）實驗線路仍如圖2-1。起動直流電動機，實驗條件保持為：If=Ie，電樞回路不串聯(lián)電阻，即R=0；電動機帶一個恒轉矩的負載，方法如上面所述。（2）調節(jié)電源電壓，電壓從額定值往下調節(jié)，測量電源電壓U及轉速n,并將測量結果記錄在表2-3中（測6-7組數據即可）實驗表2-3 他勵直流電動機調壓調速數據I= (A) If= (A)U(V)n(r/min)4他勵直流電動機改變勵磁電流的調速方法實驗線路仍如圖2-1。（1）實驗條件保持為：U=Ue；R=0；帶恒

15、轉矩負載，方法如前面所述。（2）調節(jié)直流電動機的勵磁電流If（實為調節(jié)勵磁回路所串電阻RP1）。當RP1由小變大時，If由大變小。測量勵磁電流與對應的轉速。（測58個點即可）將測量結果記錄在表2-4中。（注意：電機最高轉速不要超過1.2n）實驗表2-4 他勵直流電動機勵磁調速數據U= （V） I= （A）If(A)n（r/min）七、思考題1他勵直流電動機在運行時，勵磁回路突然斷線（即失磁）直流電動機會出現什么現象？2怎樣改變直流電動機的轉速方向？3在弱磁調速時，為什么不能把勵磁電流降得很低？八、實驗報告1. 按實驗數據，畫出他勵直流電動機的工作特性曲線。2. 按調速實驗數據，在同一坐標中畫出

16、他勵直流電動機的調速特性曲線。九、其它說明學生必須遵守實驗室管理的相關規(guī)定及安全事項等內容。實驗三：_他勵直流電動機參數測定_實驗學時：2學時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗目的應用基本的物理方法來測量和計算電動機的主要參數電子電路技術二、實驗內容1測定直流電動機的額定勵磁電流。2測定直流電動機電樞及勵磁繞組的電阻及電感。3測定直流電動機空載損耗曲線P0=f(n)。*4測定電動機從切斷電流到轉子靜止時的轉速隨時間變化關系n=f(t)。5閱讀直流電動機電氣參數和飛輪矩的測定方法（見附表）。三、實驗原理、方法和手段本實驗是根據物理和電子電路技術中的基本定律和公式，用最基本的方法和手段來測量

17、和計算直流電動機的主要參數。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應采用“以學生自主訓練為主的開放模式組織教學。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2直流電動機： 額定功率500W、額定轉速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。3直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉速測量儀。5三相調壓器：調壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流

18、4A。6直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器、電子秒表和開關導線等。 六、實驗步驟本實驗的原動機為直流他勵電動機，實驗線路如圖2-1所示1電樞與勵磁回路中電阻的測量圖3-1a 測電樞電阻電路 圖3-1b測勵磁電阻電路如圖3-1a在電樞回路中通入直流電，勵磁回路不通電。根據電樞電壓及電流比值可得到電樞電阻Ra=Ua/Ia。如圖3-1b在勵磁回路中通入直流電，電樞回路不通電。根據電樞電壓及電流比值，可得到勵磁電阻Rfa=Uf/If2電樞與勵磁繞組電感的測量圖3-2a測電樞電感電路 圖3-2b測勵磁電感電路如圖3-2a在電樞回路中通入交流電，勵磁回路不通電。根據電樞交流電壓及電流比值，可得到電樞

19、阻抗Rx=U/I，由R2x=R2a+X2a及Xa=2fL，可求得電樞電感L。如圖3-2b在勵磁回路中通入交流電，電樞回路不通電。根據勵磁交流電壓及電流比值，可得到勵磁阻抗Rfx=U/I，由R2fx=R2fa+X2fa及Xa=2fL，可求得勵磁電感Lf。3測定n=f(t)停車曲線及P0=f(n)曲線圖3-3飛輪矩實驗電路電動機在額定勵磁電流情況下起動，升速到不同轉速。斷開電樞電流，測定電動機由不同轉速自由停車所需時間。另外，在不同轉速下記錄相應的電樞電壓及電流，則空載損耗可由下式求出：P0=UaIa-Ia2Ra實驗表3-1 各項數據填如其中：n(rpm)t(s)Ua(V)Ia(A)P0(W)七、

20、思考題1如何進行直流電動機電樞電感及勵磁繞組電阻和電感的測量？2自由停車時為什么要保持直流電動機勵磁電流不變？3如何利用n=f(t)及P0=f(n)計算GD值？八、實驗報告1測量電動機的平均電樞繞組和電感。2畫出n=f(t)，P0 =f(n)曲線。3計算電動機的飛輪矩GD。4計算電動機的機電時間常數TM。九、其它說明學生必須遵守實驗室管理的相關規(guī)定及安全事項等內容。附：飛輪矩的測定電動機在額定勵磁情況下起動，升速到不同的轉速，記錄下相應的電樞電壓和電流值。用下式可計算出不同轉速下的空載損耗值P0：P0=UaIa-Ia2Ra另外再分別測出電動機在上述各不同轉速下自由停車時所需的時間。在自由停車過

21、程中要保持勵磁電流不變。然后繪制出n=f(t)和P0=f(n)曲線，并求得P0=f(t)曲線，見圖3-4所示。圖3-4 n=f(t) P0=f(n) 及P0=(t)曲線電動機在自由停車時，消耗在空載損耗的能量完全由電動機貯存的動能釋放出來供給的。在轉速n1減速到n2時，電動機釋放出來的動能A1為：A1=0.5J(21-22)=1/2(GD2/4g)(2n1/60)2-(2n2/60)2=(GD2/7200)(n21-n22)從t1到t2消耗在空載損耗所需的能量A2為：A2=P0dt（積分從t1到t2）由于A1A2則GD2(n21-n22)/7200=P0dt=S（積分從t1到t2）得：GD27

22、200S/(n21-n22)(牛米)其中：S既為圖3-2陰影部分面積，單位為瓦秒。之和。（因為此時電動機的電樞銅耗很小，忽略不計）即：P1=Pcd+P0F=2 P0（其中：P1為電動機的輸入功率，P0d為電動機的空載損耗，P0f為發(fā)電機的空載損耗，P0為平均損耗）。所以：P00.5P1=0.5Ue*Iao。電動機的輸出功率P2可以根據輸入功率P1減去電動機的全部損耗求得。其中：P1Ue*Ia,全部損耗P=Pcua+ P0（Ra75)Ia2+ P0。（3）電動機的電磁轉矩為：MPm/=（P1-Pcua）*60/2工作特性的各點可列表3-2計算如下：實驗表3-2他勵直流電動機改變勵磁調速數據Ue=

23、（V）Ra（75）=（）123456n（rpm）實測I（A）實測P1（W）P1=U*IPcu（W）Pcu=R*IP2（W）P2=Pm-P0Pm（W）Pm=P1-PcuM（gm）M=60Pm/2n=P2/P1實驗四：_直流拖動實驗_實驗學時：2學時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗目的1學習用實驗方法求直流電動機轉速反接制動和回饋制動的工作情況。2了解直流電動機在這兩種制動特性下的工作狀況。二、實驗內容1使直流電動機運行在人為特性上。2檢查直流發(fā)電機輸出電壓極限。3測定直流電動機反接制動運行數據。4測定直流電動機回饋制動運行數據。三、實驗原理、方法和手段本實驗是驗證直流電動機不僅可以工作在

24、電動狀態(tài)，而且也可以在制動狀態(tài)下工作。其方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應采用“以學生自主訓練為主的開放模式組織教學。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2 直流電動機： 額定功率500W、額定轉速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。3 直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉速測量儀。5三相調壓器：調壓范圍 04

25、20V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關導線等。 六、實驗步驟本實驗線路如圖4-1所示圖4-1直流拖動實驗圖4-1中：F為直流發(fā)電機、D為直流電動機、A1、A2、A3和A4為直流電流表、V為直流電壓表，根據發(fā)電機銘牌選擇儀表的量程、RP1，RP2為滑線變阻器，分別用作直流電動機和發(fā)電機勵磁回路的可變電阻、R1和R2分別為電動機和發(fā)電機的限流電阻。1 測定直流電動機反接制動運行數據。（1）調速：使直流電動機運行在人為特性下：K1斷開，K2合上，保持電動機起動電阻為11歐姆，并且始終串接在電樞回路中。調節(jié)電動機勵磁電阻，使其轉速為n0。（2）檢

26、查發(fā)電機輸出電壓極性用萬用表（電壓表）檢查直流發(fā)電機空載電壓極性。使之與直流電源極性相反，調節(jié)R2最大值。（3）測定反接制運行數據當上述準備做好后，合上K1，觀察電動機運行狀況。調節(jié)直流發(fā)電機的負載電阻和勵磁電阻，使電動機轉速逐漸減小，直至為零，此為堵轉狀態(tài)。再調節(jié)負載電阻和勵磁電阻，使電動機反向運行。記錄上述過程中的轉速n，電動機和發(fā)電機的電樞電流Id，Ifd，并填入表4-1中。（其中包括堵轉點）。并測出電動機的電樞電阻Ra及其電樞回路所串電阻1。實驗表4-1直流電動機轉速反接制動數據n（r/min）Ia（A）Ifd(A)2測定直流電動機回饋制動的運行數據。（1）檢查發(fā)電機輸出電壓極性。用萬

27、用表（或電壓表）檢查直流發(fā)電機空載電壓極性，使之直流電源極性相同，調節(jié)負載電阻R3為最值。（2）測定回饋制動運行數據。合上2，調節(jié)直流發(fā)電機的負載電阻和勵磁電阻，觀察電動機運行狀況，使之穩(wěn)定運行于轉速大于理想空載轉速。記錄上述過程的轉速n，電動機和發(fā)電機的電樞電流Id，Ifd，并填入表4-2中。（其中包括理想空載點）實驗表4-2直流電動機回饋制動數據n(r/min)Ia(A)Ifd(A)七、思考題1如何判斷直流電動機運行在轉速反接制動，還是回饋制動狀態(tài)？2直流電動機在轉速反接制動時應注意哪些因素？3直流電動機在回饋制動時，轉速能為零嗎？為什么？八、實驗報告1在直角坐標上，畫出直流電動機反接制動

28、特性曲線n=f（I）2在直角坐標上，畫出直流電動機回饋制動特性曲線n=f（I）九、其它說明學生必須遵守實驗室管理的相關規(guī)定及安全事項等內容。實驗五：_單相變壓器空載，短路和負載實驗實驗_實驗學時：2學時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗目的1通過空載，短路試驗確定單相變壓器的參數。2通過負載實驗測定單相變壓器運行特性。二、實驗內容1變壓器空載實驗（1） 測量當原邊（低壓邊）加電壓U10=Uie，副邊開路時的空載電流I10,功率Po及副邊開路電U20。（2）做空載特性U10=f(I10)。自U10=(1.1-1.2)Uie開始往下做。2變壓器短路實驗副邊（低電壓）短路，測量當原邊（高電壓）

29、通入電流Ik=Iie時的原邊短路電壓Uk功率Pk。3變壓器負載實驗當原邊（高電壓）加電壓U1=Uie，副邊（低壓邊）電流I2=I2e，功率因數cos=1時的原，副功率P1,P2。電壓U2及電流I1。逐漸減小負載測58組數據。三、實驗原理、方法和手段通過對單相變壓器空載、短路和負載實驗來驗證變壓器在磁路中存在鐵耗、在電路中存在銅耗；以及變壓器的工作能力。其方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應采用“以學生自主訓練為主的開放模式組織教學。五、實驗條件1單相變壓器： 220V/110V 50Hz2三相調壓器：調壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。3交

30、流電壓表、電流表、萬用表和負載單元。六、實驗步驟1空載實驗（1）實驗線路如圖5-1，低壓邊通過調壓器接于電源，高壓邊開路。圖5-1空載實驗電路（2）實驗步驟a調壓器手柄置于輸出電壓為零時，接通電源。b調電壓至U10=Uie,記下I10，P0及U2值。c作空載曲線。調電壓至U10=(1.1-1.2)Uie，然后逐步降低電壓，作7-8個點，記錄U10及I10為止。（3）實驗數據當U10=Uie=(V)時，I10=(A) P0=(W) U20= (V)U(V)I0(A)P0(W)2短路實驗（1）線路如圖5-2，高壓邊通過調壓器接子電源，底壓邊短路。 圖5-2短路實驗電路（2）實驗步驟a. 注意合閘時

31、調壓器的輸出電壓必須為零。b. 監(jiān)視電流表，緩慢地增加電壓，至電流達到變壓器高電壓的額定電流(Ik=Iie)時為止。c. 讀取Ik,Vk和Pk。d. 將電壓將到零，然后拉開刀閘。（3）實驗數據當原邊電流Ik=Iie=A時，Uk=V，Pk=W。3負載實驗（1）線路如圖5-3所示，高壓邊通過調壓器接于電源，低壓邊接負載圖5-3負載實驗電路（2）實驗步驟a調壓器置于輸出電壓為零的位置b合上刀閘K1，調節(jié)調壓器，逐步升高電壓到變壓器原邊電壓U1=Uie，并檢查副邊電壓U2。c刀閘K2逐漸增加負載，注意電流值的增加不許超過變壓器的副邊額定電流值I2e，在加負載的同時必須隨時維持原邊電壓不變。到U1=Ui

32、e，I2=I2e為止。dU1=Uie，I2=I2e時的I1,U2,P1,P2值。e測量完畢后，先減負載，然后調壓器電壓退至零。（3）測取數據當U1=Uie= V， I2=I2e=A時, I1=A ,P1=WP2= W， U2= V。七、思考題1單相變壓器短路實驗時，在通電后必須先保證調壓器的輸出電壓為零？2變壓器除了改變電壓等級外，還有什么作用？八、實驗報告1由空載實驗求出。（1）U10=f(I10)曲線；（2）變比KU20/U10；（3）額定電壓時的空載損耗。九、其它說明學生必須遵守實驗室管理的相關規(guī)定及安全事項等內容。實驗六：_三相變壓器的極性和連接組的測定_實驗學時：2學時 實驗類型：驗

33、證 實驗要求：必修一、實驗目的1掌握用實驗測定三相變壓器繞組極性的方法。2學會用實驗方法確定變壓器的連接組。二、實驗內容1測定三相變壓器的極性。2把三相變壓器聯(lián)成Y/Y-12，并校對之。3把三相變壓器聯(lián)成Y/-11，并校對之。三、實驗原理、方法和手段通過對三相變壓器極性的判定，來驗證Y/Y-12和Y/-11聯(lián)接。其方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應采用“以學生自主訓練為主的開放模式組織教學。五、實驗條件1三相變壓器： 每組220V/110V 50Hz2三相調壓器：調壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。3交流電壓表、電流表、萬用表和負載單元。

34、六、實驗步驟1測定三相變壓器原，副邊的極性和芯式變壓器的相間極性。（1）先用萬用表測出變壓器上哪兩個出線柱是屬于同一繞組的，標上標號。（2）每相原，副邊繞組的極性（按Y/Y-12定）將y,Y用導線相連（如圖6-1），在BY上加（50-70）Ue電壓，測電壓UBb,UBY,UbY,若UBb=UBY- UbY，則標號正確：若UBb=UBYUbY，則需把b,Y的標號對調。同理，其它兩相也可依此定出。圖6-1 原副邊極性測定線路 圖6-2 高壓邊極性測定線路（3）芯式變壓器高壓邊A，B，C三相間極性的方法對于芯式變壓器除測定原，副邊繞組極性外，還應測定三相間的極性，其測定方法為：把芯式變壓器的X，Z用

35、導線相聯(lián)（如圖6-2），在B相加（50-70）%Ue的電壓，測UAC,UAX,UCZ,若UAC=UAX-UCZ，則 標號正確。其標號如圖6-2所示。若得UAC=UAX+UCZ，則相同標號不正確。應把A，C相中任一相之端點標號互換（如將A，X換成X，A）。同理，可定A，B相（或B，C相）的相間極性。2Y/Y-12聯(lián)接組校核圖6-3 Y-Y-12聯(lián)接組校核線路（1）將三相變壓器接成Y/Y-12，如圖6-3所示；（2）用導線把A，a聯(lián)起來（如圖5-3中虛線），在高壓邊加50%Ue，測量UAB,Uab,UBb,Ucc,Ubc?？纱_定連接組號。設線電壓之比為K=UAB/Uab校核公式：UBb=Ucc=(

36、K-1)UabUbc=(K2-K+1)UabUbc/UBb1便可確定是Y/Y-12的連接組號了。（Y/Y-12連接組號的電勢位形圖如圖6-4所示）。圖6-4 Y/Y-12聯(lián)接組號電位勢圖（3）將測量值和校核值記錄于下表6-1中：測 量 值校核值UAB(V)Uab(V)Uab(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)Ucc(V)UBc(V)3Y/-11連接組校核（1）將三相變壓器接成Y/-11，如圖6-5所示。（2）把A，a連接起來。（如圖6-5虛線所示）在高壓邊加50%Ue，測量UAB,Uab,UBb,UCc,UBc,可確定連接組號。圖6-5 Y/-11聯(lián)接組校和線路設線電壓之比為K=UAB/

37、Uab校核公式：UBb=UCc=UBC=(K-(3K+1)Uab便可確定Y/-11的連接組號了，（Y/A-11連接組號的電勢位形圖如圖6-6所示）圖6-6 Y/11連接組號電位勢圖（3）將測量值和校核值記錄于下表6-2中：測 量 值校核值UAB(V)Uab(V)Uab(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)Ucc(V)UBc(V)七、思考題1校核連接組時，為何把A,a點連接起來？八、實驗報告1將校核公式的計算結果與實驗結果進行分析，比較。2你對本實驗的心得體會。九、其它說明學生必須遵守實驗室管理的相關規(guī)定及安全事項等內容。實驗七：_異步電動機參數的測定_實驗學時：2學時 實驗類型：驗證 實驗

38、要求：必修一、實驗目的1掌握異步電動機得空載，短路實驗方法。2求異步電動機的損耗3求異步電動機的參數，畫出“T”型等值電路。二、實驗內容1用伏安法測定冷態(tài)下的定子繞組電阻R。2作異步電動機的空載實驗，測定空載特性曲線，U10=f(I10),P10=f(U210),其中P10為已除去空載時定子銅耗。3異步電動機的短路實驗，測定短路特性曲線Ik=f(Uk),Pk=(Uk)三、實驗原理、方法和手段本實驗是根據物理和電子電路技術中的基本定律和公式，用最基本的方法和手段來測量和計算交流異步電動機的主要參數。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應采用“以學生自主訓練為主的開放模式組織教學。五、實驗條件

39、1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2交流異步電動機： 額定功率500W、額定轉速 1440r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A。3直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定轉速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉速測量儀。5三相調壓器：調壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6交直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關導線等。 六、實驗步驟1測量定子繞組冷態(tài)電阻如圖7-1所示，測量時可逐相測量，也可以三相串聯(lián)測量。若逐相測量，則定子

40、繞組電阻應取三相的平均值R。ra、rb和rc為定子每相繞組電阻。圖7-1定子繞組冷態(tài)電阻電路2空載實驗（1）實驗線路如圖7-2所示。異步電動機接成或均可，本說明以接法為例，轉子三相短路。圖7-2（2）調節(jié)調壓器，使其輸出電壓為零，合上電源。（3）調電壓至U10=Uie，運行一段時間，使其機械損耗達到穩(wěn)定值。（4）然后調電壓至U10=(1.1-1.2)e,開始測空載特性。逐漸降低電壓測 圖7-2三相異步電動機空載實驗電路5-7點填入表7-1中，至U10=0.5Uie。記錄U10, I10, P1,P2和n值。（注意要記下10=Uie 時的I10，P1，P2之值）其中：P10=P1+P2，P1,P

41、2為兩個單相功率表讀數。表7-1U10(V)I10(A)P1(W)P2(W)P10(W)n(r/min)3短路實驗（堵轉實驗）（1）實驗線路如圖7-3所示，做短路實驗時，異步電動機定子接成或均可本說明以Y接法為例，轉子三相短接并堵轉電動機圖7-3三相異步電動機短路實驗電路（2）調節(jié)調壓器，使其輸出為零，合上.（3）緩慢增加電壓，檢視電流表，使Ik=Iie，然后從Iie減至零，逐點記錄Uk,Ik,Pk值填入表7-2中。（注意要記下Ik=Iie時的Uk,Pk值）（4）數據測量完畢，使調壓器輸出為零，再斷開關。其中：Pk=P1+P2 （P1,P2 為兩個單相功率表讀數）Ik=1/3(IA+IB+IC

42、) (IA+IB+IC分別為A,B,C相電流)Uk=(UAB+UBC+UCA)/3 表7-2Uk(V)Ik(A)Pk1(W)Pk2(W)Pk(W)n(r/min)七、思考題1異步電動機額定轉速為什么要低于該電動機的同步轉速？2如何改變異步電動機轉向，為什么？八、實驗報告1求定子冷態(tài)電阻r1=1/3(r1A+r1B+r1C) 折合到75時，r1(75)=r1(0)*(234.5+0)其中：0為室內溫度（）2由空載實驗求出（1）U10=f(I10) 曲線（2）P10=f(U210) 曲線。將機械損耗P2和鐵損耗PFe分開式中：P10=P10-3I210R=P2+PFe（3）額定電壓時的勵磁損耗參數

43、rm、Xm、Zm。Z0=U10/I10 r0=P10/(3I210) X0=(Z20-r20)Xm=X0/X1 rm=PFe/(3I210) Zm=(1m+X2m)3由短路實驗求出（1）Ik=f(Uk)曲線（2）Pk=f(Uk)曲線（3）額定電流是的短路參數Zk=Uk/Ik rk=Pk/(3I2k) Xk=(Z2k-r2k) 折合到75時rk(75)=rk()*(23.5+75)/(234.5+)Zk(75)= (rk(75)+X2k)r2(75)=rk(75)-r1(75) X2=X1=1/2Xk畫出“”型等值電路，標明阻抗的歐姆值。九、其它說明學生必須遵守實驗室管理的相關規(guī)定及安全事項等內

44、容。實驗八：_三相異步電動機的工作特性_實驗學時：2學時 實驗類型：驗證 實驗要求：必修一、實驗目的用實驗的方法求三相異步電動的工作特性。二、實驗內容測量三相異步電動機的工作特性。三、實驗原理、方法和手段其實驗原理、方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應采用“以學生自主訓練為主的開放模式組織教學。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2交流電動機： 額定功率500W、額定轉速 1440r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。3直流發(fā)電機： 額定功率350W、額定

45、轉速 1440r/min、額定電壓 165V、額定電流 2.0A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.45A。4IPS-n電機轉速測量儀。5三相調壓器：調壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6交直流電壓表、電流表、負載單元、可變電阻器和開關導線等。 六、實驗步驟按圖8-1接線后，調節(jié)調壓器先調到零位。合上電源，起動三相異步電動機。調節(jié)調壓器，使電動機工作在額定電壓下。2按下勵磁電源開關，使發(fā)電機建立起電壓，然后合上開關，調節(jié)負載電阻R1,使發(fā)電機電流為1.2Ie，然后逐漸減少負載直至空載為止。其間測量5-7組電流，電壓，輸入功率及轉速值，填于表8-1：圖8-1三相繞

46、線式異步電動機實驗電路Ue= V 表8-1n（r/min）I (A)P1(W)P2(W)Pz=P1+P2Ia(A)Ua(V)七、思考題1三相異步電動機缺相能否啟動有什么現象，運行時突然缺相會出現什么現象？2三相異步電動機和他勵直流電動機的最小啟動電壓各是多少？八、實驗報告在直角坐標上畫出三相異步電動機的工作特性曲線：1轉速特性：n=f(I)2定子電流特性：I1=f(P)3功率因數特性：cos=f(P)4效率特性：=f(P)工作特性需要根據實驗結果與一定計算才能得到。根據上述表中的實驗數據與下表中的計算數據，畫出各特性曲線。表中P為三相異步電動機的輸出功率。因此有：P=UaIa+P0+Ra(75

47、)*Pa，其中直流發(fā)電機空載損耗P0與電樞電阻R(75)均可由實驗七查知。九、其它說明學生必須遵守實驗室管理的相關規(guī)定及安全事項等內容。實驗九：_交流拖動實驗_實驗學時：4實驗類型：（設計）實驗要求：（必修）一、實驗目的1學習用實驗方法求交流電動機轉速反接制動和回饋制動的工作情況。2了解交流電動機在這兩種制動特性下的工作狀況。二、實驗內容1使交流電動機運行在人為特性上。2檢查直流電動機輸轉速方向。3測定交流電動機反接制動運行數據。4測定交流電動機回饋制動運行數據。三、實驗原理、方法和手段本實驗是驗證交流電動機不僅可以工作在電動狀態(tài)，而且也可以在制動狀態(tài)下工作。其方法和手段見實驗步驟六。四、實驗組織運行要求本實驗為驗證性實驗，應采用“以學生自主訓練為主的開放模式組織教學。五、實驗條件1電機機組一套： （直流電動機交流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機編碼器）。2交流電動機： 額定功率500W、額定轉速 1440r/min、額定電壓 220V50Hz、額定電流 2.0A、3直流電動機： 額定功率500W、額定轉速 1400r/min、額定電壓 220V、額定電流 2.3A、額定勵磁電壓 200V、額定勵磁電流 0.35A。4IPS-n電機轉速測量儀。5三相調壓器：調壓范圍 0420V/50Hz、視載功率 4KW、電流4A。6交直流