電機實驗指導(dǎo)書 2013級

1、實驗一 認識實驗一、實驗學(xué)時：3學(xué)時二、實驗類型：驗證性三、開出要求：必修四、實驗?zāi)康模?學(xué)習(xí)電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。2認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、改變電機方向與調(diào)速的方法。五、預(yù)習(xí)要點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直流他勵電動機起動時，為什么在電樞回路中需要串聯(lián)起動變阻器？不連接會產(chǎn)生什么嚴重后果？3直流電動機起動時，勵磁回路連接的磁場變阻器應(yīng)調(diào)至什么位置？為什么？若勵磁回路斷開造成失磁時，會產(chǎn)生什么嚴重后果？4直流電動機調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。六、實驗內(nèi)容1了解

2、MEL系列電機系統(tǒng)教學(xué)實驗臺中的直流穩(wěn)壓電源、渦流測功機、變阻器、多量程直流電壓表、電流表、毫安表及直流電動機的使用方法。2直流他勵電動機的起動，調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。七、實驗設(shè)備及儀器1MEL系列電機系統(tǒng)教學(xué)實驗臺主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）2電機導(dǎo)軌及測功機、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量（MEL-13）或電機導(dǎo)軌及校正直流發(fā)電機3直流并勵電動機M034220V直流可調(diào)穩(wěn)壓電源（位于實驗臺主控制屏的下部）5電機起動箱（MEL-09）。6直流電壓、毫安、安培表（MEL-06）。八、實驗步驟1由實驗指導(dǎo)人員講解電機實驗的基本要求，實驗臺各面板的布置及使用方法，注意事項。2在控制屏上按次序懸掛MEL-13

3、、MEL-09組件，并檢查MEL-13和渦流測功機的連接。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）電壓量程的選擇如測量電動機兩端為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。因為直流并勵電動機的額定電流為1.1A，測量電樞電流的電表可選用2A量程檔，額定勵磁電流小于0.16A，測量勵磁電流的毫安表選用200mA量程檔。（3）電機額定轉(zhuǎn)速為1600r/min，若采用指針表和測速發(fā)電機，則選用1800r/min量程檔。若采用光電編

4、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)實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定。在本實驗中，電樞回路調(diào)節(jié)電阻選用MEL-09組件的100/1.22A電阻，磁場回路調(diào)節(jié)選用MEL-09的3000/200mA可調(diào)電阻。4直流電動機的起動R1：電樞調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）Rf：磁場調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）M：直流并勵電動機M03：G：渦流測功機IS：電流源，位于MEL-13，由“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器進行調(diào)節(jié)。實驗開始時，將MEL-13“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時針旋到底。U1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源U2：直流電機勵磁電源V1：可調(diào)直流

5、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，位于直流電機勵磁電源部。（1）按圖1-2接線，檢查M、G之間是否用聯(lián)軸器聯(lián)接好，電機導(dǎo)軌和MEL-13的連接線是否接好，電動機勵磁回路接線是否牢靠，儀表的量程，極性是否正確選擇。（2）將電機電樞調(diào)節(jié)電阻R1調(diào)至最大，磁場調(diào)節(jié)電阻調(diào)至最小，轉(zhuǎn)矩設(shè)定電位器（位于MEL-13）逆時針調(diào)到底。（3）開啟控制屏的總電源控制鑰匙開關(guān)至“開”位置，按次序按下綠色“閉合”按鈕開關(guān)，打開勵磁電源船形開關(guān)和可調(diào)直流電源船形開關(guān)，按下復(fù)位按鈕，此時，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

6、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。5調(diào)節(jié)他勵電動機的轉(zhuǎn)速。（1）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Rf（2）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩設(shè)定電位器，注意轉(zhuǎn)矩不要超過1.1N.m，以上兩種情況可分別觀察轉(zhuǎn)速變化情況6改變電動機的轉(zhuǎn)向?qū)㈦姌谢芈氛{(diào)節(jié)電阻R1調(diào)至最大值，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時針調(diào)到零，先斷開可調(diào)直流電源的船形開關(guān)，再斷開勵磁電源的開關(guān)，使他勵電動機停機，將電樞或勵磁回路的兩端接線對調(diào)后，再按前述起動電機，觀察電動機的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表的讀數(shù)。九、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Rf調(diào)到最小，先接通勵磁電源，使勵磁電

7、流最大，同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大，然后方可接通電源，使電動機正常起動，起動后，將起動電阻R1調(diào)至最小，使電機正常工作。2直流他勵電機停機時，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)電阻R1調(diào)回最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf調(diào)到最小值，給下次起動作好準備。3測量前注意儀表的量程及極性，接法。十、實驗報告1.畫出直流并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？3.用什么方法可以改變直流電動機的轉(zhuǎn)向？4.為什么要求直

8、流并勵電動機磁場回路的接線要牢靠？實驗二 直流并勵電動機一、實驗學(xué)時：3學(xué)時二、實驗類型：驗證性三、開出要求：必修四、實驗?zāi)康模?.掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。2.掌握直流并勵電動機的調(diào)速方法。五、預(yù)習(xí)要點1.什么是直流電動機的工作特性和機械特性？2.直流電動機調(diào)速原理是什么？六、實驗內(nèi)容1.工作特性和機械特性保持U=UN 和If =IfN 不變，測取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)，測取n=f(Ua)。(2)改變勵磁電流調(diào)速保持U=UN，T2 =常數(shù)，R1 =0，測取n=

9、f(If)。七、實驗設(shè)備及儀器1MEL系列電機教學(xué)實驗臺的主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。2電機導(dǎo)軌及渦流測功機、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（MEL-13）或電機導(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直流并勵電動機。6波形測試及開關(guān)板（MEL-05）。7三相可調(diào)電阻900（MEL-03）。八、實驗步驟1并勵電動機的工作特性和機械特性。實驗線路如圖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：渦流測功機IS：渦流測功機勵磁電

10、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，檢查渦流測功機與MEL-13是否相連，將MEL-13“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時針旋到底，打開船形開關(guān)，按實驗一方法起動直流電源，使電機旋轉(zhuǎn)，并調(diào)整電機的旋轉(zhuǎn)方向，使電機正轉(zhuǎn)。b直流電機正常起動后，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)磁場調(diào)節(jié)電阻Rf和“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電動機達到額定值：U=UN=220V，Ia=IN，n=nN=1600r/min，此時直流電機的勵磁電流If=IfN（

11、額定勵磁電流）。c保持U=UN，If=IfN不變的條件下，逐次減小電動機的負載，即逆時針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，測取電動機電樞電流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1-8 U=UN=220V If=IfN= A 實驗數(shù)據(jù)Ia（A）n（r/min）T2（N.m）2調(diào)速特性（1）改變電樞端電壓的調(diào)速a按上述方法起動直流電機后，將電阻R1調(diào)至零，并同時調(diào)節(jié)負載，電樞電壓和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf，使電機的U=UN，Ia=0.5IN，If=IfN，記錄此時的T2= N.mb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，每次測取電動機的

12、端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia，共取7-8組數(shù)據(jù)填入表1-9中。表1-9 If=IfN= A,T2= N.mUa（V）n（r/min）Ia（A）（2）改變勵磁電流的調(diào)速a直流電動機起動后，將電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(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，使電動機的U=UN，Ia=0.5IN，記錄此時的T2= N.mb保持T2和U=UN不變，逐次增加磁場電阻Rf阻值，直至n=1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia，共取7-8組數(shù)據(jù)填寫入表1-10中。表1-10 U=UN=220V，T2= N.mn（r/min）If（A）Ia（A）九、實驗報告1.繪出并勵電動

13、機調(diào)速特性曲線n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒轉(zhuǎn)矩負載時兩種調(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。十、思考題1.并勵電動機的速率特性n=f(Ia)為什么是略微下降？是否會出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？2.當電動機的負載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端壓，為什么會引起電動機轉(zhuǎn)速降低？3.當電動機的負載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？4.并勵電動機在負載運行中，當磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛速”？為什么？實驗三 直流發(fā)電機一、實驗學(xué)時：3學(xué)時二、實驗類型：驗證性三、開出要求：必修四、實驗?zāi)康模?掌握用實驗方法測定直流發(fā)

14、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。2通過實驗觀察并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。五、預(yù)習(xí)要點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。2.做空載試驗時，勵磁電流為什么必須單方向調(diào)節(jié)？3.并勵發(fā)電機的自勵條件有哪些？當發(fā)電機不能自勵時應(yīng)如何處理？六、實驗內(nèi)容1.他勵發(fā)電機(1)空載特性：保持n=nN，使I=0，測取Uo=f(If)。(2)外特性：保持n=nN，使If =IfN，測取U=f(I)。(3)調(diào)節(jié)特性：保持n=nN，使U=UN，測取If =f(I)。2.并勵發(fā)電機(1)觀察自勵過程(2)測外特性：保持n

15、=nN，使Rf2 =常數(shù),測取U=f(I)。七、實驗設(shè)備及儀器1MEL系列電機教學(xué)實驗臺主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。2電機導(dǎo)軌及測功機，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量組件（MEL-13）或電機導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速表。3直流并勵電動機M03。4直流復(fù)勵發(fā)電機M01。5直流穩(wěn)壓電源（位于主控制屏下部）。6直流電壓、毫安、安培表（MEL-06）。7波形測試及開關(guān)板（MEL-05）。8三相可調(diào)電阻900（MEL-03）。9三相可調(diào)電阻90（MEL-04）。10電機起動箱（MEL-09）。八、實驗步驟1他勵發(fā)電機。按圖1-3接線G：直流發(fā)電機M01，PN=100W，UN=200V，IN=0.5A，NN=1600r/

16、minM：直流電動機M03，按他勵接法S1、S2：雙刀雙擲開關(guān)，位于MEL-05R1：電樞調(diào)節(jié)電阻100/1.22A，位于MEL-09。Rf1：磁場調(diào)節(jié)電阻3000/200mA，位于MEL-09。Rf2：磁場調(diào)節(jié)變阻器，采用MEL-03最上端900變阻器，并采用分壓器接法。R2：發(fā)電機負載電阻，采用MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)）。調(diào)節(jié)時先調(diào)節(jié)串聯(lián)部分，當負載電流大于0.4A時用并聯(lián)部分，并將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接以避免燒毀熔斷器。mA1、A1：分別為毫安表和電流表，位于直流電源上。U1、U2：分別為可調(diào)直

17、流穩(wěn)壓電源和電機勵磁電源。V2、mA2、A2：分別為直流電壓表（量程為300V檔），直流毫安表（量程為200mA檔），直流安倍表（量程為2A檔）（1）空載特性a打開發(fā)電機負載開關(guān)S2，合上勵磁電源開關(guān)S1，接通直流電機勵磁電源，調(diào)節(jié)Rf2，使直流發(fā)電機勵磁電壓最小，mA2讀數(shù)最小。此時，注意選擇各儀表的量程。b調(diào)節(jié)電動機電樞調(diào)節(jié)電阻R1至最大，磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1至最小，起動可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（先合上對應(yīng)的船形開關(guān)，再按下復(fù)位按鈕，此時，綠色工作發(fā)光二極管亮，表明直流電壓已正常建立），使電機旋轉(zhuǎn)。b從數(shù)字轉(zhuǎn)速表上觀察電機旋轉(zhuǎn)方向，若電機反轉(zhuǎn)，可先停機，將電樞或勵磁兩端接線對調(diào)，重新起動，則電機轉(zhuǎn)向

18、應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。d調(diào)節(jié)電動機電樞電阻R1至最小值，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源調(diào)至220V，再調(diào)節(jié)電動機磁場電阻Rf1，使電動機（發(fā)電機）轉(zhuǎn)速達到1600r/min（額定值），并在以后整個實驗過程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。e調(diào)節(jié)發(fā)電機磁場電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達V0=1.2UN（240V）為止。f在保持電機額定轉(zhuǎn)速（1600r/min）條件下，從UO=1.2UN開始，單方向調(diào)節(jié)分壓器電阻Rf2，使發(fā)電機勵磁電流逐次減小，直至If2=o。每次測取發(fā)電機的空載電壓UO和勵磁電流If2,只取7-8組數(shù)據(jù)，填入表1-2中，其中UO=UN和If2=O兩點必測，并在UO=UN附近測點應(yīng)較密。表1-2 n=

19、nN=1600r/minUO（V）If2（A）（2）外特性a在空載實驗后，把發(fā)電機負載電阻R2調(diào)到最大值（把MEL-03中間和下端的變阻器逆時針旋轉(zhuǎn)到底），合上負載開關(guān)S2。b同時調(diào)節(jié)電動機磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機的n=nN,U=UN（200V），I=IN（0.5A），該點為發(fā)電機的額定運行點，其勵磁電流稱為額定勵磁電流If2N= A.c在保持n=nN和If2=If2N不變的條件下，逐漸增加負載電阻，即減少發(fā)電機負載電流，在額定負載到空載運行點范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，直到空載（斷開開關(guān)S2），共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表1-3中。其中額定

20、和空載兩點必測。表1-3 n=nN=1600r/min If2=If2NU（V）I（A）（3）調(diào)整特性a斷開發(fā)電機負載開關(guān)S2，調(diào)節(jié)發(fā)電機磁場電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達額定值（UN=200V）b在保持發(fā)電機n=nN條件下，合上負載開關(guān)S2，調(diào)節(jié)負載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流I，同時相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流If2，使發(fā)電機端電壓保持額定值U=UN，從發(fā)電機的空載至額定負載范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機的輸出電流I和勵磁電流If2，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表1-4中。表1-4 n=nN=1600r/min,U=UN=200VI（A）If2（A）2并勵直流發(fā)電機（1）觀察自勵過程a斷開主控制屏電源開關(guān)，即

21、按下紅色按鈕，鑰匙開關(guān)撥向“關(guān)”。按圖1-4接線R1、Rf1：電動機電樞調(diào)節(jié)電阻 和磁場調(diào)節(jié)電阻，位于MEL-09。A1、mA1：直流電流表、毫安表，位于可調(diào)直流電源和勵磁電源上。mA2、A2：直流毫安表、電流表位于MEL-06。Rf2：MEL-03中二只900電阻相串聯(lián)，并調(diào)至最大。R2：采用MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250。S1、S2：位于MEL-05V1、V2：直流電壓表，其中V1位于直流可調(diào)電源上，V2位于MEL-06。b斷開S1、S2，按前述方法（他勵發(fā)電機空載特性實驗b）起動電動機，調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n=nN，用直流電壓表測量發(fā)電機是否有剩

22、磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接他勵進行充磁。c合上開關(guān)S1，逐漸減少Rf2，觀察電動機電樞兩端電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件，如果不能自勵建壓，將勵磁回路的兩個端頭對調(diào)聯(lián)接即可。（2）外特性a在并勵發(fā)電機電壓建立后，調(diào)節(jié)負載電阻R2到最大，合上負載開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機n=nN,U=UN，I=IN。b保證此時If2的值和n=nN不變的條件下，逐步減小負載，直至I=0，從額定到負載運行范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表1-5中，其中額定和空載兩點必測。表1-5 n=nN=1600r

23、/min If2= AU（V）I（A）九、注意事項1.起動直流電動機時，先把R1調(diào)到最大，Rf2 調(diào)到最小，起動完畢后，再把R1調(diào)到最小。2.做外特性時，當電流超過0.4安時，R2中串聯(lián)的電阻必須調(diào)至零，以免損壞。十、實驗報告1.根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù)，作出空載特性曲線，由空載特性曲線計算出被試電機的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分數(shù)。2.在同一張座標上繪出他勵、并勵和復(fù)勵發(fā)電機的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率：U=´100%并分析差異的原因。3.繪出他勵發(fā)電機調(diào)整特性曲線，分析在發(fā)電機轉(zhuǎn)速不變的條件下，為什么負載增加時，要保持端電壓不變，必須增加勵磁電流的原因。十一、思考題1.

24、并勵發(fā)電機不能建立電壓有哪些原因？2.在發(fā)電機一電動機組成的機組中，當發(fā)電機負載增加時，為什么機組的轉(zhuǎn)速會變低？為了保持發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n=nN，應(yīng)如何調(diào)節(jié)？實驗四 直流他勵電動機機械特性一、實驗學(xué)時：3學(xué)時二、實驗類型：驗證性三、開出要求：必修四、實驗?zāi)康模毫私庵绷麟妱訖C的各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的機械特性五、預(yù)習(xí)要點1改變他勵直流電動機械特性有哪些方法？2他勵直流電動機在什么情況下，從電動機運行狀態(tài)進入回饋制動狀態(tài)？他勵直流電動機回饋制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況？3他勵直流電動機反接制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性。六、實驗內(nèi)容1電動及回饋制動特性。2電動

25、及反接制動特性。3能耗制動特性。七、實驗設(shè)備及儀器1MEL系列電機系統(tǒng)教學(xué)實驗臺主控制屏。2電機導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速表（MEL-13、MEL-14）3三相可調(diào)電阻900（MEL-03）4三相可調(diào)電阻90（MEL-04）5波形測試及開關(guān)板（MEL-05）6、直流電壓、電流、毫安表（MEL-06）7電機起動箱（MEL-09）八、實驗步驟1電動及回饋制動特性接線圖如圖5-1M為直流并勵電動機M12（接成他勵方式），UN=220V，IN=0.55A，nN=1600r/min，PN=80W；勵磁電壓Uf=220V，勵磁電流If0.13A。G為直流并勵電動機M03（接成他勵方式），UN=220V，IN=1.1A，n

26、N=1600r/min;直流電壓表V1為220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶，V2的量程為300V（MEL-06）；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；mA2、A2分別選用量程為200mA、5A的毫伏表、安培表（MEL-06）R1選用900歐姆電阻（MEL-03）R2選用180歐姆電阻（MEL-04中兩90歐姆電阻相串聯(lián)）R3選用3000磁場調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）R4選用2250電阻（用MEL-03中兩只900電阻相并聯(lián)再加上兩只900電阻相串聯(lián)）開關(guān)S1、S2選用MEL-05中的雙刀雙擲開關(guān)。按圖5-1接線，在開啟電源前，檢查開關(guān)、電阻等的設(shè)置；（1）開關(guān)S1合

27、向“1”端，S2合向“2”端。（2）電阻R1至最小值，R2、R3、R4阻值最大位置。（3）直流勵磁電源船形開關(guān)和220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源船形開關(guān)須在斷開位置。實驗步驟。a按次序先按下綠色“閉合”電源開關(guān)、再合勵磁電源船型開關(guān)和220V電源船形開關(guān)，使直流電動機M起動運轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源，使V1讀數(shù)為UN=220伏，調(diào)節(jié)R2阻值至零。b分別調(diào)節(jié)直流電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻R1，發(fā)電機G磁場調(diào)節(jié)電阻R3、負載電阻R4（先調(diào)節(jié)相串聯(lián)的900電阻旋鈕，調(diào)到零用導(dǎo)線短接以免燒毀熔斷器，再調(diào)節(jié)900電阻相并聯(lián)的旋鈕），使直流電動機M的轉(zhuǎn)速nN=1600r/min，If+Ia=IN=0.55A，此時If=I

28、fN，記錄此值。c保持電動機的U=UN=220V，If=IfN不變，改變R4及R3阻值，測取M在額定負載至空載范圍的n、Ia，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表中。表5-1 UN=220伏 IfN= AIa（A）n（r/min）d折掉開關(guān)S2的短接線，調(diào)節(jié)R3，使發(fā)電機G的空載電壓達到最大（不超過220伏），并且極性與電動機電樞電壓相同。e保持電樞電源電壓U=UN=220V，If=IfN，把開關(guān)S2合向“1”端，把R4值減小，直至為零（先調(diào)節(jié)相串聯(lián)的900電阻旋鈕，調(diào)到零用導(dǎo)線短接以免燒毀熔斷器）。再調(diào)節(jié)R3阻值使阻值逐漸增加，電動機M的轉(zhuǎn)速升高，當A1表的電流值為0時，此時電動機轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速，繼續(xù)

29、增加R3阻值，則電動機進入第二象限回饋制動狀態(tài)運行直至電流接近0.8倍額定值（實驗中應(yīng)注意電動機轉(zhuǎn)速不超過2100轉(zhuǎn)/分）。測取電動機M的n、Ia，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表5-2中。表5-2 UN=220伏 IfN= AIa（A）n（r/min）因為T2=CMI2，而CM中為常數(shù)，則TI2，為簡便起見，只要求n=f（Ia）特性，見圖5-2。2電動及反接制動特性。在斷電的條件下，對圖5-1作如下改動：（1）R1為MEL-09的3000磁場調(diào)節(jié)電阻，R2為MEL-03 的900電阻，R3不用，R4不變。（2）S1合向“1”端，S2合向“2”端（短接線拆掉），把發(fā)電機G的電樞二個插頭對調(diào)。實驗步驟：a

30、在未上電源前，R1置最小值，R2置300左右，R4置最大值。b按前述方法起動電動機，測量發(fā)電機G的空載電壓是否和直流穩(wěn)壓電源極性相反，若極性相反可把S2含向“1”端。c調(diào)節(jié)R2為900，調(diào)節(jié)直流電源電壓U=UN=220V，調(diào)節(jié)R1使If=IfN，保持以上值不變，逐漸減小R4阻值，電機減速直至為零，繼續(xù)減小R4阻值，此時電動機工作于反接制動狀態(tài)運行（第四象限）；d再減小R4阻值，直至電動機M的電流接近0.8倍IN，測取電動機在第1、第4象限的n、I2，共取5-6組數(shù)據(jù)記錄于表5-3中。表5-3R2=900UN=220VIfN=AI2（A）n（r/min）為簡便起見，畫n=f（Ia），見圖5-3。

31、3能耗制動特性圖5-1中，R1用3000，R2改為360歐（采用MEL-04中只90電阻相串聯(lián)），R3采用MEL-03中的900歐電阻，R4仍用2250電阻。操作前，把S1俁向“2”端，R1、R2置最大值，R3置最大值，R4置300歐（把兩只串聯(lián)電阻調(diào)至零位，并用導(dǎo)線短接，把兩只并聯(lián)電阻調(diào)在300歐位置），S2合向“1”端。按前述方法起動發(fā)電機G（此時作電動機使用），調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源使U=UN=220伏，調(diào)節(jié)R1使電動機M的If=IfN,調(diào)節(jié)R3使發(fā)電機G的If=80mA，調(diào)節(jié)R4并先使R4阻值減小，使電機M的能耗制動電流Ia接近0.8IaN數(shù)據(jù)，記錄于表5-4中。表5-4R2=360IfN=

32、mAIa（A）n（r/min）調(diào)節(jié)R2的180，重復(fù)上述實驗步驟，測取Ia、n，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表5-5中。表5-5R2=180IfN=mAIa（A）n（r/min）當忽略不變損耗時，可近似為電動機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩等于電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T=CMIa，他勵電動機在磁通不變的情況下，其機械特性可以由曲線n=f（Ia）來描述。畫出以上二條能耗制動特此曲線n=f（Ia），見圖5-4。九、注意事項調(diào)節(jié)串并聯(lián)電阻時，要按電流的大小而相應(yīng)調(diào)節(jié)串聯(lián)或并聯(lián)電阻，防止電阻過流燒毀熔斷絲。十、實驗報告根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出電動機運行在第一、第二、第四象限的制動特性n=f（Ia）及能耗制動特性n=f（Ia）。 十一、思

33、考題1.回饋制動實驗中,如何判別電動機運行在理想空載點?2.直流電動機從第一象限運行到第二象限轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向不變,試問電磁轉(zhuǎn)矩的方向是否也不變? 為什么?3.M，G實驗機組,當電動機M從第一象限運行到第四象限,其轉(zhuǎn)向反了,而電磁轉(zhuǎn)矩方向不變,為什么? 作為負載的G,從第一到第四象限其電磁矩方向是否改變? 為什么?實驗五 單相變壓器的參數(shù)測定一、實驗學(xué)時：3學(xué)時二、實驗類型：驗證性三、開出要求：必修四、實驗?zāi)康模?.通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數(shù)。2.通過負載實驗測取變壓器的運行特性。五、預(yù)習(xí)要點1.變壓器的空載和短路實驗有什么特點？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

34、驗中，各種儀表應(yīng)怎樣聯(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。 六、實驗內(nèi)容1.空載實驗 測取空載特性UO=f(IO)，PO=f(UO)。2.短路實驗 測取短路特性UK=f(IK)，PK=f(I)。3.負載實驗(1)純電阻負載保持U1=U1N，=1的條件下，測取U2=f(I2)。(2)阻感性負載保持U1=U1N，=0.8的條件下，測取U2=f(I2)。 七、實驗設(shè)備及儀器1MEL系列電機教學(xué)實驗臺主控制屏（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900（M

35、EL-03）5波形測試及開關(guān)板（MEL-05）6三相可調(diào)電抗（MEL-08）八、實驗步驟1空載實驗實驗線路如圖2-1a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。變壓器T額定容量PN=77W，U1N/U2N=220V/55V，I1N/I2N=0.35A/1.4Ab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=1.2UNc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2-1中。其中U=UN的點必須測，并在該點附近測的點應(yīng)密些。為了計算變壓器的變化，在UN以下

36、測取原方電壓的同時測取副方電壓，填入表2-1中。e測量數(shù)據(jù)以后，斷開三相電源，以便為下次實驗作好準備。表2-1序 號實 驗 數(shù) 據(jù)計算數(shù)據(jù)U0（V）I0（A）PO（W）U1U1。1U212345672短路實驗實驗線路如圖2-2。（每次改接線路時，都要關(guān)斷電源）實驗時，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，選擇方法同空載實驗。a斷開三相交流電源，將調(diào)壓器旋鈕逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底，即使輸出電壓為零。b合上交流電源綠色“閉合”開關(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0.51.1IN范圍內(nèi)測取變壓器的UK、IK、PK，共取

37、67組數(shù)據(jù)記錄于表2-2中，其中I=IK的點必測。并記錄實驗時周圍環(huán)境溫度（）。表2-2 室溫= 序 號實 驗 數(shù) 據(jù)計算數(shù)據(jù)U（V）I（A）P（W）1234563負載實驗實驗線路如圖2-3所示。變壓器T低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S1和S2，接到負載電阻RL和電抗XL上。RL選用MEL-03的兩只900電阻相串聯(lián)，XL選用MEL-08。開關(guān)S1、S2采用MEL-05的雙刀雙擲開關(guān)，電壓表、電流表、功率表（含功率因數(shù)表）的選擇同空載實驗。（1）純電阻負載a未上主電源前，將調(diào)壓器調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(diào)到底，S1、S2斷開，負載電阻值最大。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

38、=55Vc在保持U1=UN的條件下，合下開關(guān)S1，逐漸增加負載電流，即減小負載電阻RL的值，從空載到額定負載范圍內(nèi)，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。d測取數(shù)據(jù)時，I2=0和I2=I2N=0.35A必測，共取數(shù)據(jù)67組，記錄于表3-3中。表3-3 =1 U1=UN=55V序 號1234567U2（V）I2（A）（2）阻感性負載（=0.8）（選做）a用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負載，S1、S2打開，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，逆時針調(diào)到底。b合上交流電源，調(diào)節(jié)電源輸出使U1=U1Nc合上S1、S2，在保持U1=U1N及=0.8條件下，逐漸增加負載，從空載到額定負載的

39、范圍內(nèi)，測取變壓器U2和I2，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中，其中I2=0和I2=I2N兩點必測。表3-4 =0.8 U1=U1N=55V序 號1234567U2（V）I2（A）九、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.短路實驗操作要快，否則線圈發(fā)熱會引起電阻變化。十、實驗報告1.計算變比由空載實驗測取變壓器的原、副方電壓的三組數(shù)據(jù)，分別計算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。K=U1u1.1U2U2u1.2u22.繪出空載特性曲線和計算激磁參數(shù)(1)繪出空載特性曲線UO=f(IO)，PO=f(UO)，=f(UO)。式中：(2)計算激磁參數(shù)從空載特性

40、曲線上查出對應(yīng)于Uo=UN時的IO和PO值，并由下式算出激磁參數(shù) 3.繪出短路特性曲線和計算短路參數(shù)（1）繪出短路特性曲線UK=f(IK)、PK=f(IK)、=f(IK)。（2）計算短路參數(shù)。從短路特性曲線上查出對應(yīng)于短路電流IK=IN時的UK和PK 值，由下式算出實驗環(huán)境溫度為（OC）短路參數(shù)。折算到低壓方 ,由于短路電阻rK隨溫度而變化，因此，算出的短路電阻應(yīng)按國家標準換算到基準工作溫度75OC時的阻值。 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IK = IN時的短路損耗4.利用空載和短路實驗測定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“”型等效電路。 5.變壓器的

41、電壓變化率U (1)繪出=1和=0.8兩條外特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計算出I2=I2N時的電壓變化率U (2)根據(jù)實驗求出的參數(shù)，算出I2=I2N、=1和I2=I2N、=0.8時的電壓變化率U。 U = ( UKrcosj2 + UKx sinj2 ) 將兩種計算結(jié)果進行比較，并分析不同性質(zhì)的負載對輸出電壓的影響。 實驗六 三相變壓器的聯(lián)接組判定一、實驗學(xué)時：3學(xué)時二、實驗類型：設(shè)計性三、開出要求：必修四、實驗?zāi)康模?.掌握用實驗方法測定三相變壓器的極性。2.掌握用實驗方法判別變壓器的聯(lián)接組。五、預(yù)習(xí)要點1.聯(lián)接組的定義。為什么要研究聯(lián)接組。國家規(guī)定的標準聯(lián)接組有哪幾種。2.如何把

42、Y/Y-12聯(lián)接組改成Y/Y-6聯(lián)接組以及把Y/D-11 改為Y/D-5聯(lián)接組。六、實驗內(nèi)容1.測定極性2.連接并判定以下聯(lián)接組(1)YY-12 YY-6(2)Y-11 Y-5七、實驗設(shè)備及儀器1MEL系列電機教學(xué)實驗臺主控制屏（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）4三相心式變壓器（MEL-02） 5波形測試及開關(guān)板（MEL-05）八、實驗步驟1.測定極性(1)測定相間極性被試變壓器選用MEL-02三相芯式變壓器，用其中高壓和低壓兩組繞組，額定容量PN=152152W，UN=22055V，IN=0.41.6A，YY接法。阻

43、值大為高壓繞組，用1U1、1V1、1W1、1U2、1V2、1W2、標記。低壓繞組標記用3U1、3V1、3W1、3U2、3V2、3W2。a按照圖2-8接線，將1U1、1U2和電源U、V相連,1V2、1W2兩端點用導(dǎo)線相聯(lián)。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，在U、V間施加約50UN的電壓。c測出電壓U1V1.1V2、U1W1.1W2，U1V1.1W1,若U1V1.1W1 =U1V1.1V2-U1W1.1W2，則首末端標記正確；若U1V1.1W1 =U1V1.1V2 +U1W1.1W2，則標記不對。須將V、W兩相任一相繞組的首末端標記對調(diào)。然后用同樣方法，將V、W兩

44、相中的任一相施加電壓，另外兩相末端相聯(lián)，定出每相首、末端正確的標記(2)測定原、副方極性a暫時標出三相低壓繞組的標記3U1、3V1、3W1、3U2、3V2、3W2，然后按照圖2-9接線。原、副方中點用導(dǎo)線相連。b高壓三相繞組施加約50%的額定電壓，測出電壓U1U1.1U2、U1V1.1V2、U1W1.1W2、U3U1.3U2、U3V1.3V2、U3W1.3W2、U1U1.3U1、U1V1.3V1、U3W1.3W1，若U1U1.3U1=U1U1.1U2-U3U1.3U2，則U相高、低壓繞組同柱，并且首端1U1與3U1點為同極性；U1U1.3U1=U1U1.1U2 +U3U1.3U2，則1U1與3

45、U1端點為異極性。c用同樣的方法判別出1V1、1W1兩相原、副方的極性。高低壓三相繞組的極性確定后，根據(jù)要求連接出不同的聯(lián)接組。2.檢驗聯(lián)接組(1)YY-12按照圖2-10接線。1U1、3U1兩端點用導(dǎo)線聯(lián)接，在高壓方施加三相對稱的額定電壓，測出U1U1.1V1、U3U1.3V1、U1V1.3V1、U1W1.3W1及U1V1.3W1，將數(shù)字記錄于表2-11中。 表2-11實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)U1U1.1V1(V)U3U1.3V1(V)U1V1.3V1(V)U1W1.3W1(V)U1V1.3W1(V)KLU1V1.3V1(V)U1W1.3W1(V)U1V1.3W1(V)根據(jù)YY-12聯(lián)接

46、組的電動勢相量圖可知：若用兩式計算出的電壓U1V1.3V1，U1W1.3W1，U1V1.3W1的數(shù)值與實驗測取的數(shù)值相同，則表示線圖連接正常，屬YY-12聯(lián)接組。(2)YY-6將YY-12聯(lián)接組的副方繞組首、末端標記對調(diào)，1U1、3U1兩點用導(dǎo)線相聯(lián)，如圖2-11所示。按前面方法測出電壓U1U1.1V1、U3U1.3V1、U1V1.3V1、U1W1.3W1及U1V1.3W1，將數(shù)據(jù)記錄于表2-12中。根據(jù)YY-6聯(lián)接組的電動勢相量圖可得若由上兩式計算出電壓U1V1.3V1、U1W1.3W1、U1V1.3W1的數(shù)值與實測相同，則線圈連接正確，屬于YY-6聯(lián)接組。表2-12實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù)

47、 據(jù)U1U1.1V1(V)U3U1.3V1(V)U1V1.3V1(V)U1W1.3W1(V)U1V1.3W1(V)KLU1V1.3V1(V)U1W1.3W1(V)U1V1.3W1(V)(3)Y-11、Y-5 (參照上述試驗過程，自己設(shè)計接線圖、數(shù)據(jù)記錄表，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并畫出電勢相量圖)九、實驗報告1.計算出不同聯(lián)接組時的U1V1.3V1、U1W1.3W1、U1V1.3W1的數(shù)值與實測值進行比較，判別繞組連接是否正確。附錄 變壓器聯(lián)接組校核公式 （設(shè)：U3U1.3V1=1,U1U1.1V1=KLU3U1.3V1=KL）組別U1V1.3V1 = U1W1.3W1U1V1.3W1U1V1.3W1/

48、 U1V1.3V112K-111121314K+115= 16K+1<17 18 19 110K-1 111 = 1實驗七 三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性一、實驗學(xué)時：3學(xué)時二、實驗類型：驗證性三、開出要求：必修四、實驗?zāi)康模毫私馊嗬@線式異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。五、預(yù)習(xí)要點1如何利用現(xiàn)有設(shè)備測定三相繞線式異步電動機的機械2測定各種運行狀態(tài)下的機械特性應(yīng)注意哪些問題。3如何根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)計算被試電機在各種運行狀態(tài)下的機械特性。六、實驗內(nèi)容1測定三相繞線式異步電動機在電動運行狀態(tài)和再生發(fā)電制功狀態(tài)下機械特性。2測定三相繞線式異步電動機在反接制動運行狀態(tài)下的機械特性

49、。七、實驗設(shè)備及儀器1MEL系列電機系統(tǒng)教學(xué)實驗臺主控制屏。2電機導(dǎo)軌及測速表（MEL-13、MEL-14）3直流電壓、電流、毫安表（MEL-06或主控制屏上）4三相可調(diào)電阻器900（MEL-03）5三相可調(diào)電阻器900（MEL-04）6波形測試及開關(guān)板（MEL-05）八、實驗步驟實驗線路如圖5-5。M為三相繞線式異步電動機M09，額定電壓UN=220伏，Y接法；G為直流并勵電動機M03（作他勵接法），其UN=220伏，PN=185WRS選用三組90電阻（每組為MEL-04，90電阻）R1選用675電阻（MEL-03中，450電阻和225電阻相串聯(lián)），如右圖。Rf選用3000電阻（電機起動箱中，磁場調(diào)節(jié)電阻）V2、A2、mA分別為直流電壓、電流、毫安表，采用MEL-06或直流在主控制屏上V1、A1、W1、W2為交流、電壓、電流、功率表，含在主控制屏上S1選用MEL-05中的雙刀雙擲開關(guān) 1測定三相繞線