電機(jī)學(xué)實驗講義

1、電機(jī)學(xué)實驗講義適用專業(yè)： 電氣工程及其自動化 主講教師： 梁超 遼寧大學(xué)教務(wù)處制二零一四年九月課 程 簡 介電機(jī)學(xué)是電氣工程及其自動化專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課程，既帶有基礎(chǔ)性又帶有專業(yè)性。本課程實驗使學(xué)生更好理解和鞏固課堂上所講的理論知識，提高學(xué)生的動手能力，加強(qiáng)學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課作好準(zhǔn)備，并為今后從事專業(yè)方面的工作打下堅實基礎(chǔ)?！緦嶒灥幕疽蟆侩姍C(jī)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(jìn)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

2、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。實驗前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報告,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)為確實作好了實驗前的準(zhǔn)備，方可開始做實驗。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(hù)實驗設(shè)備都是很重要的。二、實驗的進(jìn)行1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進(jìn)行,每組由23人組成，實驗進(jìn)行中的接線、調(diào)節(jié)負(fù)載、保持電壓或電流、記

3、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(jī)銘牌和選擇儀表量程，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(jī)，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(jī)，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(jī)的試驗方

4、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(jī)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)

5、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8cm×8cm，曲線要用曲線尺或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(jìn)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?！緦嶒灠踩僮饕?guī)程】為了按時完成電機(jī)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(jìn)行。3、學(xué)生獨立完成接線或改接線路后必須

6、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)查清問題和妥善處理故障后，才能繼續(xù)進(jìn)行實驗。4、電機(jī)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。DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實驗裝置交流及直流操作說明一、實驗中開啟及關(guān)閉電源都在控制屏上操作。開啟三相交流電源的步驟為：1、開啟電源前。要檢查控制屏下面“直流電機(jī)電源”的“電樞電源”開關(guān)（右下方）及“勵磁電源”開關(guān)（左下方）都須在關(guān)斷的位置

7、。控制屏左側(cè)端面上安裝的調(diào)壓器旋鈕必須在零位，即必須將它向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底。2、檢查無誤后開啟“電源總開關(guān)”，“停止”按鈕指示燈亮，表示實驗裝置的進(jìn)線接到電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進(jìn)行實驗電路接線操作是安全的。3、按下“啟動”按鈕，“啟動”按鈕指示燈亮，表示三相交流調(diào)壓電源輸出插孔U、V、W及N上已接電。實驗電路所需的不同大小的交流電壓，都可適當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕用導(dǎo)線從三相四線制插孔中取得。輸出線電壓為0450V(可調(diào))并由控制屏上方的三只交流電壓表指示。當(dāng)電壓表下面左邊的“指示切換”開關(guān)撥向“三相電網(wǎng)電壓”時，它指示三相電網(wǎng)進(jìn)線的線電壓；當(dāng)“指示切換”開關(guān)撥向“三相調(diào)壓電壓”時

8、，它指示三相四線制插孔U、V、W和N的輸出端的線電壓。4、實驗中如果需要改接線路，必須按下“停止”按鈕以切斷交流電源，保證實驗操作安全。實驗完畢，還需關(guān)斷“電源總開關(guān)”，并將控制屏左側(cè)端面上安裝的調(diào)壓器旋鈕調(diào)回到零位。將“直流機(jī)電源”的“電樞電源”開關(guān)及“勵磁電源”開關(guān)撥回到關(guān)斷位置。二、開啟直流機(jī)電源的操作1、直流電源是由交流電源變換而來，開啟“直流電機(jī)電源”，必須先完成開啟交流電源，即開啟“電源總開關(guān)”并按下“啟動”按鈕。2、在此之后，接通“勵磁電源”開關(guān)，可獲得約為220V、0.5A不可調(diào)的直流電壓輸出。接通“電樞電源”開關(guān)，40230V、3A可調(diào)節(jié)的直流電壓輸出。勵磁電源電壓及電樞電源

9、電壓都可由控制屏下方的1只直流電壓表指示。當(dāng)該電壓表下方的“指示切換”開關(guān)撥向“電樞電壓”時，指示電樞電源電壓，當(dāng)將它撥向“勵磁電壓”時，指示勵磁電源電壓。但在電路上“勵磁電源”與“電樞電源”，“直流機(jī)電源”與“交流三相調(diào)壓電源”都是經(jīng)過三相多繞組變壓器隔離的，可獨立使用。3、“電樞電源”是采用脈寬調(diào)制型開關(guān)式穩(wěn)壓電源，輸入端接有濾波用的大電容，為了不使過大的充電電流損壞電源電路，采用了限流延時的保護(hù)電路。所以本電源在開機(jī)時，從電樞電源開關(guān)合閘刀直流電壓輸出約有34秒鐘的延時，這是正常的。4、電樞電源設(shè)有過壓和過流指示告警保護(hù)電路。當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)過電壓時，會自動切斷輸出，并告警指示。此時需要恢

10、復(fù)輸出，必須先將“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)低電壓到正常值（約240V以下），再按“過壓復(fù)位”按鈕，即能輸出電壓。當(dāng)負(fù)載電流過大（即負(fù)載電阻過?。┏^3A時，也會自動切斷輸出，并告警指示，此時需要恢復(fù)輸出，只要調(diào)小負(fù)載電流（即調(diào)大負(fù)載電阻）即可。有時候在開機(jī)時出現(xiàn)過流告警，說明在開機(jī)時負(fù)載電流太大，需要降低負(fù)載電流，可在電樞電源輸出端增大負(fù)載電阻或甚至?xí)簳r拔掉一根導(dǎo)線（空載）開機(jī)，待直流輸出電壓正常后，再插回導(dǎo)線加正常負(fù)載（不可短路）工作。若在空載時開機(jī)仍發(fā)生過流告警，這是氣溫或濕度明顯變化，造成光電耦合器TIL117漏電使過流保護(hù)起控點改變所致，一般經(jīng)過空載開機(jī)（即開啟交流電源后，再開啟“電

11、樞電源”開關(guān)）預(yù)熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復(fù)正常。所有這些操作到直流電壓輸出都有34秒鐘的延時。5、在做直流電動機(jī)實驗時，要注意開機(jī)時須先開“勵磁電源”后開“電樞電源”；在關(guān)機(jī)時，則要先關(guān)“電樞電源”而后關(guān)“勵磁電源”的次序。同時要注意在電樞電路中串聯(lián)啟動電阻以防止電源過流保護(hù)。具體操作要嚴(yán)格遵照實驗指導(dǎo)書中有關(guān)內(nèi)容的說明。目 錄實驗一 認(rèn)識實驗實驗二 直流發(fā)電機(jī)5實驗三 單相變壓器6實驗四 三相變壓器7實驗一 三相鼠籠異步電動機(jī)的工作特性實驗一 三相異步電動機(jī)的起動與調(diào)速*實驗一 三相同步發(fā)電機(jī)的運行特性實驗一 認(rèn)識實驗一、 實驗?zāi)康募霸?、學(xué)習(xí)電機(jī)實驗的基本要求與安全操作注意事項。2、

12、認(rèn)識在直流電機(jī)實驗中所用的電機(jī)、儀表、變阻器等組件及使用方法。3、熟悉他勵電動機(jī)(即并勵電動機(jī)按他勵方式)的接線、起動、改變電機(jī)轉(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。二、 實驗用品及設(shè)備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機(jī)1 臺3DJ15直流并勵電動機(jī)1 臺4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2 件5D42三相可調(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 件控制屏上掛件排列順序D31、D42、D51、D31、D44三、 實驗內(nèi)容及步驟1、由實驗指導(dǎo)人員介紹DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實驗裝置各面板布置及使用方法，講解電機(jī)實驗的基本要求

13、，安全操作和注意事項。2、用伏安法測電樞的直流電阻圖2-1 測電樞繞組直流電阻接線圖（1）按圖2-1接線，電阻R用D44上1800和180串聯(lián)共1980阻值并調(diào)至最大。A表選用D31上的直流安培表。開關(guān)S選用D51掛箱上的雙刀雙擲開關(guān)。（2）經(jīng)檢查無誤后接通電樞電源，并調(diào)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(jī)旋轉(zhuǎn)，測量無法進(jìn)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(jī)電樞兩端電壓U和電流I。將電機(jī)轉(zhuǎn)子分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測取U、I三組數(shù)據(jù)列于表2-1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

14、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2-1 室溫 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

15、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）電壓量程的選擇如測量電動機(jī)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(jī)的額定電流為1.2A，測量電樞電流的電表A3可選用直流安培表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，選用直流毫安表的200mA量程檔。 （3）電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1600r/min，轉(zhuǎn)速表選用1800r/min量程檔。（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

16、用D44掛件的1.3A的90與90串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的0.41A的900與900串聯(lián)電阻。4、直流他勵電動機(jī)的起動準(zhǔn)備按圖2-2接線。圖中直流他勵電動機(jī)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/min,額定勵磁電流IfN0.16A。校正直流測功機(jī)MG作為測功機(jī)使用，TG為測速發(fā)電機(jī)。直流電流表選用D31。Rf1用D44的1800阻值作為直流他勵電動機(jī)勵磁回路串接的電阻。Rf2選用D42的1800阻值的變阻器作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用D44的180阻值作為直流他勵電動機(jī)的起動電阻，R2選用D4

17、2上的900串900加上900并900共2250阻值作為MG的負(fù)載電阻。 接好線后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。 5、他勵直流電動機(jī)起動步驟（1）檢查按圖2-2的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機(jī)勵磁回路接線是否牢固。然后，將電動機(jī)電樞串聯(lián)起動電阻R1、測功機(jī)MG的負(fù)載電阻R2、及MG的磁場回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置，M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān)S，并確認(rèn)斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，作好起動準(zhǔn)備。 圖22 直流他勵電動機(jī)接線圖（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M及MG的勵磁電流值

18、，調(diào)節(jié)Rf2使If2 等于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關(guān)，使M起動。（3）M起動后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應(yīng)為正向偏轉(zhuǎn) ，若不正確，可撥動轉(zhuǎn)速表上正、反向開關(guān)來糾正。調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕，使電動機(jī)電樞端電壓為220伏。減小起動電阻 R1阻值，直至短接。（4）合上校正直流測功機(jī)MG的負(fù)載開關(guān)S，調(diào)節(jié)R2 阻值，使MG的負(fù)載電流IF 改變，即直流電動機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩T2 改變（調(diào)不同的IF值，查對應(yīng)于If2=100mA時的校正曲線T2=f(IF)，可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)矩T2值）。（5）調(diào)節(jié)他勵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 分別改變串入電動機(jī)M電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R1和

19、勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。（6）改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)㈦姌写?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(jī)停機(jī)。在斷電情況下，將電樞（或勵磁繞組）的兩端接線對調(diào)后，再按他勵電動機(jī)的起動步驟起動電動機(jī)，并觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表顯示的轉(zhuǎn)向。【注意事項】1、直流他勵電動機(jī)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(jī)正常起動。起動后，將起動電阻R1調(diào)至零，使電機(jī)正常工作。2、直流他勵電動機(jī)停機(jī)時，必須先切斷電樞電源，然后

20、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。給下次起動作好準(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、若要測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩T2 ，必須將校正直流測功機(jī)MG的勵磁電流調(diào)整到校正值：100mA，以便從校正曲線中查出電動機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩。四、 實驗思考題1、畫出直流他勵電動機(jī)電樞串電阻起動的接線圖。說明電動機(jī)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(jī)輕載及額定負(fù)載時，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(jī)的轉(zhuǎn)向？4、在

21、他勵直流電動機(jī)啟動時，為什么要先加勵磁電源后加電樞電源？5、為什么要求直流他勵電動機(jī)磁場回路的接線要牢固？起動時電樞回路必須串聯(lián)起動變阻器？ 實驗二 直流發(fā)電機(jī)一、 實驗?zāi)康募霸?、掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機(jī)的各種運行特性，并根據(jù)所測得的運行特性評定該被測電機(jī)的有關(guān)性能。2、通過實驗觀察并勵發(fā)電機(jī)的自勵過程和自勵條件。二、 實驗用品及設(shè)備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(jī)及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機(jī)1 臺3DJ13直流復(fù)勵發(fā)電機(jī)1 臺4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2 件5D44可調(diào)電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關(guān)板1 件7D42三相可調(diào)電阻

22、器1 件 2、屏上掛件排列順序D31、D44、D31、D42、D51三、 實驗內(nèi)容及步驟實驗項目1、他勵發(fā)電機(jī)實驗（1）測空載特性 保持n=nN使IL=0，測取U0=f（If）。（2）測外特性 保持n=nN使If=IfN ，測取U=f（IL）。（3）測調(diào)節(jié)特性 保持n=nN使U=UN，測取If=f（IL）。2、并勵發(fā)電機(jī)實驗（1）觀察自勵過程（2）測外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測取U=f（IL）。3、復(fù)勵發(fā)電機(jī)實驗積復(fù)勵發(fā)電機(jī)外特性 保持n=nN使Rf2常數(shù)，測取Uf（IL）。實驗方法1、他勵直流發(fā)電機(jī)按圖2-3接線。圖中直流發(fā)電機(jī)G選用DJ13，其額定值PN100W，UN200V，I

23、N0.5A，nN1600r/min。校正直流測功機(jī)MG作為G的原動機(jī)（按他勵電動機(jī)接線）。MG、G及TG由聯(lián)軸器直接連接。開關(guān)S選用D51組件。Rf1選用D44的1800變阻器，Rf2 選用D42的900變阻器，并采用分壓器接法。R1選用D44的180變阻器。R2為發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻選用D42，采用串并聯(lián)接法（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)），阻值為2250。當(dāng)負(fù)載電流大于0.4 A時用并聯(lián)部分，而將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇合適的量程。（1）測空載特性1）把發(fā)電機(jī)G的負(fù)載開關(guān)S打開，接通控制屏上的勵磁電源開關(guān)，將Rf2調(diào)至使G勵磁電流最

24、小的位置。2）使MG電樞串聯(lián)起動電阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左邊的勵磁電源開關(guān)，在觀察到MG的勵磁電流為最大的條件下，再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，起動直流電動機(jī)MG，其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。3）電動機(jī)MG起動正常運轉(zhuǎn)后，將MG電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至最小值 ，將MG的電樞電源電壓調(diào)為220V，調(diào)節(jié)電動機(jī)磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)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。圖23直流他勵發(fā)電機(jī)接線圖4）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁分壓電阻Rf2，使發(fā)電機(jī)空載電壓達(dá)U01.2UN為止。5）在保持n=nN1600r/min條件下，從U01.2UN 開始，單方向

25、調(diào)節(jié)分壓器電阻Rf2使發(fā)電機(jī)勵磁電流逐次減小，每次測取發(fā)電機(jī)的空載電壓U0和勵磁電流If，直至If0（此時測得的電壓即為電機(jī)的剩磁電壓）。6）測取數(shù)據(jù)時U0UN和If0兩點必測，并在U0UN 附近測點應(yīng)較密。7）共測取78組數(shù)據(jù)，記錄于表2-2中表2-2 n=nN1600r/min IL=0U0（V）If（mA） （2）測外特性1）把發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻R2調(diào)到最大值，合上負(fù)載開關(guān)S。2）同時調(diào)節(jié)電動機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機(jī)的分壓電阻Rf2 和負(fù)載電阻R2使發(fā)電機(jī)的ILIN，UUN，n=nN，該點為發(fā)電機(jī)的額定運行點，其勵磁電流稱為額定勵磁電流IfN，記錄該組數(shù)據(jù)。3）在保持n=nN和IfIf

26、N 不變的條件下，逐次增加負(fù)載電阻R2，即減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流IL，從額定負(fù)載到空載運行點范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL，直到空載（斷開開關(guān)S，此時IL=0），共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-3中。表2-3 nnN r/min IfIfN mAU（V）IL（A）（3）測調(diào)整特性1）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的分壓電阻Rf2，保持n=nN，使發(fā)電機(jī)空載達(dá)額定電壓。2）在保持發(fā)電機(jī)n=nN條件下，合上負(fù)載開關(guān)S，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2，逐次增加發(fā)電機(jī)輸出電流IL，同時相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流If，使發(fā)電機(jī)端電壓保持額定值UUN。3）從發(fā)電機(jī)的空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機(jī)的輸出電流IL和勵磁電流If，共取5-6

27、組數(shù)據(jù)記錄于表2-4中。表2-4 n=nN r/min UUN VIL（A）If（mA）2、并勵發(fā)電機(jī)實驗 （1）觀察自勵過程1）先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源使電機(jī)MG停機(jī)，同時將啟動電阻調(diào)回最大值，磁場調(diào)節(jié)電阻調(diào)到最小值為下次啟動做好準(zhǔn)備。在斷電的條件下將發(fā)電機(jī)G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖2-4所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調(diào)至最大阻值，打開開關(guān)S。2）先接通勵磁電源，然后啟動電樞電源，使電動機(jī)起動。調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=nN，用直流電壓表測量發(fā)電機(jī)是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接成他勵方式進(jìn)行充磁。3）合上開關(guān)S逐漸減小Rf2，觀察發(fā)

28、電機(jī)電樞兩端的電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件。如果不能自勵建立電壓，將勵磁回路的兩個插頭對調(diào)即可。4）對應(yīng)著一定的勵磁電阻，逐步降低發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)電壓隨之下降，直至電壓不能建立，此時的轉(zhuǎn)速即為臨界轉(zhuǎn)速。（2）測外特性圖24直流并勵發(fā)電機(jī)接線圖1）按圖2-4接線。調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2到最大,合上負(fù)載開關(guān)S。2）調(diào)節(jié)電動機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1、發(fā)電機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負(fù)載電阻R2，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出電壓和電流三者均達(dá)額定值，即n=nN，U=UN，IL=IN。記錄此時的勵磁電流If值，即為額定勵磁電流IfN。3）保持額定值時的Rf2阻值及n=nN不變，逐次減小負(fù)載，直至IL=0，從額

29、定到空載運行范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL4）共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表2-5中。表2-5 nnN r/min Rf2=常值U（V）IL（A）3、復(fù)勵發(fā)電機(jī)實驗（1）積復(fù)勵和差復(fù)勵的判別1）接線如圖2-5所示，Rf2選用D42的1800阻值。C1、C2為串勵繞組。2）合上開關(guān)S1將串勵繞組短接，使發(fā)電機(jī)處于并勵狀態(tài)運行，按上述并勵發(fā)電機(jī)外特性試驗方法，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電流IL=0.5IN3）打開短路開關(guān)S1,在保持發(fā)電機(jī)n, Rf2 和R2 不變的條件下,觀察發(fā)電機(jī)端電壓的變化,若此時電壓升高即為積復(fù)勵,若電壓降低則為差復(fù)勵。4）如果想改變勵磁方式（積復(fù)勵、差復(fù)勵）只要對調(diào)串勵繞組接線插

30、頭C1,C2即可。（2）積復(fù)勵發(fā)電機(jī)的外特性圖25直流復(fù)勵發(fā)電機(jī)接線圖1）實驗方法與測取并勵發(fā)電機(jī)的外特性相同。先將發(fā)電機(jī)調(diào)到額定運行點，n=nN，U=UN，IL=IN。記錄此時的勵磁電流If值，即為額定勵磁電流IfN。2）保持此時的Rf2和n=nN不變，逐次減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流，直至IL=0。3）從額定負(fù)載到空載范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-6中。 表2-6 nnN r/min Rf2=常數(shù) U（V）IL（A）注意事項1、直流電動機(jī)MG起動時，要注意須將R1調(diào)到最大，Rf1調(diào)到最小，先接通勵磁電源，觀察到勵磁電流If1為最大后，再接通電樞電源，使MG起

31、動運轉(zhuǎn)。起動完畢，應(yīng)將R1調(diào)到最小。2、做外特性時，當(dāng)電流超過0.4A時,R2中串聯(lián)的電阻調(diào)至零并用導(dǎo)線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。四、 實驗思考題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(jī)的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分?jǐn)?shù)。2、在同一坐標(biāo)紙上繪出他勵、并勵和復(fù)勵發(fā)電機(jī)的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率： 并分析差異原因。 3、繪出他勵發(fā)電機(jī)調(diào)整特性曲線，分析在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變的條件下，為什么負(fù)載增加時，要保持端電壓不變，必須增加勵磁電流的原因。4、并勵發(fā)電機(jī)不能建立電壓有哪些原因？5、在發(fā)電機(jī)一電動機(jī)組成的機(jī)組中，當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載增加時，為什么機(jī)組的轉(zhuǎn)速會

32、變低？為了保持發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=nN，應(yīng)如何調(diào)節(jié)？實驗三 單相變壓器一、 實驗?zāi)康募霸?、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(fù)載實驗測取變壓器的運行特性。二、 實驗用品及設(shè)備1、實驗設(shè)備序號型 號名 稱數(shù) 量1D33數(shù)/模交流電壓表1件2D32數(shù)/模交流電流表1件3D34-3智能型功率、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D43三相可調(diào)電抗器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件2、屏上排列順序D33、DJ11、D32、D34-3、D51、D42、D43三、 實驗內(nèi)容及步驟實驗項目：1、空載實驗：測取空載特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , c

33、os0=f(U0)。2、短路實驗：測取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosK=f(IK)3、負(fù)載實驗：（1）純電阻負(fù)載，保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。 （2）阻感性負(fù)載保持U1=UN，cos2=0.8的條件下，測取U2=f(I2)。實驗步驟：圖3-1 空載實驗接線圖1、空載實驗（1）在三相調(diào)壓交流電源斷電的條件下，按圖3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量 PN=77V·A，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源，高壓線圈A、X開路。（2

34、）選好所有測量儀表量程。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底，即將其調(diào)到輸出電壓為零的位置。（3）合上交流電源總開關(guān)，按下“啟動”按鈕，便接通了三相交流電源。調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1.2UN ，然后逐次降低電源電壓，在1.20.3UN 的范圍內(nèi)，測取變壓器的U0、I0、P0。（4）測取數(shù)據(jù)時，U=UN點必須測，并在該點附近測的點較密，共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表3-1中。（5）為了計算變壓器的變比，在UN以下測取原方電壓的同時測出副方電壓數(shù)據(jù)也記錄于表3-1中。 表3-1序號實 驗 數(shù) 據(jù)計算數(shù)據(jù)U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos04、短路實驗 （1）按

35、下控制屏上的“停止”按鈕，切斷三相調(diào)壓交流電源，按圖3-2接線（以后每次改接線路，都要關(guān)斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。 圖3-2 短路實驗接線圖（2）選好所有測量儀表量程，將交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置。（3）接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN 為止，在(0.21.1)IN范圍內(nèi)測取變壓器的UK、IK、PK（4）測取數(shù)據(jù)時，IK=IN點必須測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-2中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()。表3-2 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UK（V）IK（A）PK（W）cosK5、負(fù)載實驗實驗線路如圖3-3所示。變壓器低

36、壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S1和S2，接到負(fù)載電阻RL和電抗XL上。RL選用D42上4只900變阻器相串聯(lián)共3600阻值，XL選用D43，功率因數(shù)表選用D34-3，開關(guān)S1和S2選用D51掛箱圖3-3 負(fù)載實驗接線圖（1）純電阻負(fù)載1）將調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，S1、S2打開，負(fù)載電阻值調(diào)到最大。2）接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=UN3）保持U1=UN，合上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)載的范圍內(nèi)，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。4）測取數(shù)據(jù)時，I2=0和I2=I2N=0.35A必測，共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表3-3中。

37、表3-3 cos2=1 U1=UN= V序 號U2（V）I2（A）（2）阻感性負(fù)載（cos2=0.8）1）用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負(fù)載，S1、S2打開，電阻及電抗值調(diào)至最大。2）接通交流電源，升高電源電壓至U1=U1N，且保持不變。3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cos2=0.8條件下，逐漸增加負(fù)載電流，從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi)，測取變壓器U2和I2。4）測取數(shù)據(jù)時，其I2=0，I2=I2N兩點必測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中。 表3-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 號U2（V）I2（A）【注意事項】1、在變壓器實驗中，應(yīng)注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及

38、量程選擇。2、 短路實驗操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。四、 實驗思考題1、計算變比由空載實驗測變壓器的原副方電壓的數(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=UAX/Uax2、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U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。式中：（2）計算激磁參數(shù) 從空載特性曲線上查出對應(yīng)于U0=UN時的I0和P0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)、cosK=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

39、PK值由下式算出實驗環(huán)境溫度為()時的短路參數(shù)。 折算到低壓方： 由于短路電阻rK隨溫度變化，因此，算出的短路電阻應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度75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。 計算短路電壓(阻抗電壓)百分?jǐn)?shù) IK=IN時短路損耗PKN= IN2rK754、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“T”型等效電路。要分離一次側(cè)和二次側(cè)電阻，可用萬用表測出每側(cè)的直流電阻，設(shè)R/1為一次繞組的直流電阻折算到二次側(cè)的數(shù)值，R2為二次繞組的直流電阻。rk已折算到二次側(cè)應(yīng)有聯(lián)立方程組求解可得r/1及r2。一次側(cè)和二次側(cè)的漏阻抗無法用實驗方法分

40、離通常取X/1=X2=5、變壓器的電壓變化率（1）繪出cos2=1和 cos2=0.8兩條外特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計算出I2=I2N 時的電壓變化率 （2）根據(jù)實驗求出的參數(shù)，算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8時的電壓變化率u。 將兩種計算結(jié)果進(jìn)行比較,并分析不同性質(zhì)的負(fù)載對變壓器輸出電壓U2的影響。 6、繪出被試變壓器的效率特性曲線 (1)用間接法算出cos2=0.8不同負(fù)載電流時的變壓器效率,記錄于表3-5中。 式中： PKN為變壓器IK=IN時的短路損耗(W)； P0為變壓器U0=UN 時的空載損耗(W)。 為副邊電流標(biāo)么值 表3-5 cos2=

41、0.8 P0= W PKN= WI*2P2(W)0.20.40.60.81.01.2 (2)由計算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線=f(I*2)。(3)計算被試變壓器=max時的負(fù)載系數(shù)m。 實驗四 三相變壓器一、 實驗?zāi)康募霸?、通過空載和短路實驗，測定三相變壓器的變比和參數(shù)。2、通過負(fù)載實驗，測取三相變壓器的運行特性。二、 實驗用品及設(shè)備1、實驗設(shè)備序號型 號名 稱數(shù) 量1D33數(shù)/模交流電壓表1件2D32數(shù)/模交流電流表1件3D34-3智能型功率、功率因數(shù)表1件4DJ12三相心式變壓器1件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D51波形測試及開關(guān)板1件2、屏上排列順序D33、D32、DJ12、D343、

42、D51、D42三、 實驗內(nèi)容及步驟實驗項目1、測定變比2、空載實驗測取空載特性U0L=f(I0L)，P0=f(U0L), cos0=f(U0L)。3、短路實驗測取短路特性UKL=f(IKL)，PK=f(IKL) ，cosK=f(IKL)。4、純電阻負(fù)載實驗 保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。實驗步驟1、測定變比 圖3-4 三相變壓器變比實驗接線圖實驗線路如圖3-4所示，被測變壓器選用DJ12 三相三線圈心式變壓器，額定容量PN=152/152/152V·A，UN=220/63.6/55V，IN=0.4/1.38/1.6A， Y/Y接法。實驗時只用高、低壓兩組

43、線圈,低壓線圈接電源，高壓線圈開路。將三相交流電源調(diào)到輸出電壓為零的位置。開啟控制屏上鑰匙開關(guān)，按下“啟動”按鈕，電源接通后，調(diào)節(jié)外施電壓U=0.5UN27.5V測取高、低線圈的線電壓UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，記錄于表3-6中。 表3-6高壓繞組線電壓(V)低壓繞組線電壓(V)變比(K)UABUabKABUBCUbcKBCUCAucaKCA計算變比K：平均變比： 2、空載實驗圖3-5三相變壓器空載實驗接線圖(1) 將控制屏左側(cè)三相交流電源的調(diào)壓旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)到底使輸出電壓為零，按下“停止”按鈕,在斷電的條件下，按圖3-5接線。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈開路。(2) 按

44、下“啟動”按鈕接通三相交流電源，調(diào)節(jié)電壓，使變壓器的空載電壓U0L=1.2UN。(3) 逐次降低電源電壓，在(1.20.2)UN范圍內(nèi)， 測取變壓器三相線電壓、線電流和功率。(4) 測取數(shù)據(jù)時，其中U0=UN的點必測,且在其附近多測幾組。共取數(shù)據(jù)8-9組記錄于表3-7中。表3-7序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)U0L(V)I0L(A)P0(W)U0L(V)I0L(A)P0(W)cos0UabUbcUcaIa0Ib0Ic0P01P021234567893、短路實驗(1) 將控制屏左側(cè)的調(diào)壓旋鈕逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底使三相交流電源的輸出電壓為零值。按下“停止”按鈕，在斷電的條件下，按圖3-6接線。變壓

45、器高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。(2) 按下“啟動”按鈕，接通三相交流電源，緩慢增大電源電壓，使變壓器的短路電流IKL=1.1IN。圖3-6 三相變壓器短路實驗接線圖(3) 逐次降低電源電壓，在1.10.3IN的范圍內(nèi)，測取變壓器的三相輸入電壓、電流及功率。(4) 測取數(shù)據(jù)時，其中IKL=IN點必測，共取數(shù)據(jù)5-6組。記錄于表3-8中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()，作為線圈的實際溫度。4、純電阻負(fù)載實驗 (1) 將控制屏左側(cè)的調(diào)壓旋鈕逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底使三相交流電源的輸出電壓為零，按下“停止”按鈕，按圖3-7接線。變壓器低壓線圈接電源,高壓線圈經(jīng)開關(guān)S接負(fù)載電阻RL，RL選用D42的1800

46、變阻器共三只，開關(guān)S選用D51掛件。將負(fù)載電阻RL阻值調(diào)至最大，打開開關(guān)S。(2) 按下“啟動”按鈕接通電源，調(diào)節(jié)交流電壓，使變壓器的輸入電壓U1=UN。(3) 在保持U1=U1N不變的條件下，合上開關(guān)S，逐次增加負(fù)載電流，從空載到額定負(fù)載范圍內(nèi)，測取三相變壓器輸出線電壓和相電流。(4) 測取數(shù)據(jù)時，其中I2=0和I2=IN兩點必測。共取數(shù)據(jù)7-8 組記錄于表3-9中。表3-8 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UKL(V)IKL(A)PK(W)UKL(V)IKL(A)PK(W)cosKUABUBCUCAIAKIBKICKPK1PK2 圖3-7 三相變壓器負(fù)載實驗接線圖 表3-9 U1=U

47、1N= V； cos2=1序號U2（V）I2（A）UABUBCUCAU2IAIBICI2【注意事項】 在三相變壓器實驗中，應(yīng)注意電壓表、電流表和功率表的合理布置。做短路實驗時操作要快，否則線圈發(fā)熱會引起電阻變化。四、 實驗思考題1、計算變壓器的變比 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算各線電壓之比，然后取其平均值作為變壓器的變比。 2、根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù)作空載特性曲線并計算激磁參數(shù)(1) 繪出空載特性曲線U0L =f(I0L)，P0=f(U0L)，cos0=f(U0L) 表3-7中 (2)計算激磁參數(shù)從空載特性曲線查出對應(yīng)于U0L=UN時的I0L和P0值，并由下式求取激磁參數(shù)。式中 ，P0 變壓器空載相電壓，相電流，三相空載功率（注：Y接法，以后計算變壓器和電機(jī)參數(shù)時都要換算成相電壓，相電流）。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 UKL=f(IKL)，PK=f(IKL)，cosK=f(IKL)式中2) 計算短路參數(shù)從短路特性曲線查出對應(yīng)于IKL=IN時的UKL和PK值，并由下式算出實驗環(huán)境溫度時的短路參數(shù)式中 , PK短路時的相電壓、相電流、三相短路功率。折算