電機(jī)實(shí)驗(yàn)指示書 2

1、目目 錄錄1-1 電機(jī)實(shí)驗(yàn)室安全操作守則 .11-2 電機(jī)及拖動實(shí)驗(yàn)的基本要求 .1實(shí)驗(yàn)一 單相變壓器.4實(shí)驗(yàn)二 三相變壓器實(shí)驗(yàn).12實(shí)驗(yàn)三 三相變壓器的聯(lián)接組實(shí)驗(yàn).20實(shí)驗(yàn)四 直流發(fā)電機(jī).29實(shí)驗(yàn)五 直流電動機(jī).34實(shí)驗(yàn)六 三相繞組與旋轉(zhuǎn)磁場實(shí)驗(yàn).40實(shí)驗(yàn)七 三相鼠籠異步電動機(jī)的工作特性.43實(shí)驗(yàn)八 三相異步電動機(jī)的起動與調(diào)速.52實(shí)驗(yàn)九 三相感應(yīng)電動機(jī)的變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn).58實(shí)驗(yàn)十 三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性.62實(shí)驗(yàn)十一 三相同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行.68實(shí)驗(yàn)十二 三相同步電動機(jī).74電氣工程學(xué)院本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱.80參 考 文 獻(xiàn).83- 0 -電機(jī)及拖動技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基本要求和安全操作規(guī)程1-1

2、 電機(jī)實(shí)驗(yàn)室安全操作守則電機(jī)實(shí)驗(yàn)室安全操作守則（1）對于首次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生應(yīng)進(jìn)行安全和愛護(hù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的教育。（2）實(shí)驗(yàn)室工作人員應(yīng)向參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生介紹本實(shí)驗(yàn)室的電壓等級和配電概況。實(shí)驗(yàn)室總電源由工作人員負(fù)責(zé)操作，其他人員不得接觸。（3）為確保人身安全，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)注意衣服、發(fā)辮及實(shí)驗(yàn)用線，防止卷入電動機(jī)旋轉(zhuǎn)部件。（4）學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)線路連接或改接，須經(jīng)實(shí)驗(yàn)室工作人員檢查無誤并提醒全組同學(xué)注意后，方可接通電源。（5）電源必須經(jīng)過開關(guān)或接觸器、熔斷器之后才可接入實(shí)驗(yàn)線路，嚴(yán)禁帶電接線、拆線、接觸帶電裸露部位及電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件。（6）操作開關(guān)動作要迅速，以免產(chǎn)生電弧燒壞開關(guān)。各種

3、儀表、設(shè)備不允許過載運(yùn)行或其他非正常運(yùn)行。若儀表、設(shè)備發(fā)生故障，應(yīng)報(bào)告實(shí)驗(yàn)室工作人員或教師，不得自行排除故障。（7）實(shí)驗(yàn)中發(fā)生故障時，必須立即切斷電源并保護(hù)現(xiàn)場，同時報(bào)告實(shí)驗(yàn)室工作人員或教師。待查明原因并排除故障后，才可繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（8）實(shí)驗(yàn)室內(nèi)禁止吸煙、打鬧、大聲喧嚷、隨地吐痰以及其他不文明的行為。（9）實(shí)驗(yàn)開始后，學(xué)生不得遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)裝置或做與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的事。（10）實(shí)驗(yàn)完畢后應(yīng)切斷電源、檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室工作人員或教師同意后再折除實(shí)驗(yàn)線路；實(shí)驗(yàn)儀表、用線應(yīng)分類整齊放置，清理實(shí)驗(yàn)桌（臺）面。1-2 電機(jī)及拖動實(shí)驗(yàn)的基本要求電機(jī)及拖動實(shí)驗(yàn)的基本要求電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握基

4、本的實(shí)驗(yàn)方法與操作技能。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)設(shè)備擬定實(shí)驗(yàn)線路，選擇所- 1 -需儀表，確定實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，必須集中精力，及時認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)按實(shí)驗(yàn)過程提出下列基本要求。一、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備一、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書有關(guān)章節(jié)，認(rèn)真研讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?xiàng)目、方法與步驟，明確實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題(有些內(nèi)容可到實(shí)驗(yàn)室對照實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目準(zhǔn)備記錄抄表等。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報(bào)告,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)為確實(shí)作好了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，方可開始作實(shí)驗(yàn)。認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備

5、工作，對于培養(yǎng)同學(xué)獨(dú)立工作能力，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是很重要的。二、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行二、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行1、建立小組，合理分工每次實(shí)驗(yàn)都以小組為單位進(jìn)行,每組由 23 人組成，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中的接線、調(diào)節(jié)負(fù)載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應(yīng)有明確的分工，以保證實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)前先熟悉該次實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，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)線或插頭。4、起動電機(jī)，觀察儀表在正式實(shí)驗(yàn)開

6、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(shí)驗(yàn)。 - 2 -5、測取數(shù)據(jù)預(yù)習(xí)時對電機(jī)的試驗(yàn)方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實(shí)驗(yàn)時,根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟逐次測取數(shù)據(jù)。6、認(rèn)真負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)有始有終實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)所用的組件、導(dǎo)線及儀器等物品整理好。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告是根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)和在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)報(bào)告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié)論明確

7、。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括以下內(nèi)容：1) 實(shí)驗(yàn)名稱、專業(yè)班級、學(xué)號、姓名、實(shí)驗(yàn)日期、室溫。2) 列出實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并繪出實(shí)驗(yàn)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)據(jù)的整理和計(jì)算5) 按記錄及計(jì)算的數(shù)據(jù)用坐標(biāo)紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于 8cm8cm，曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點(diǎn)仍按實(shí)際數(shù)據(jù)標(biāo)出。6) 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行計(jì)算和分析，說明實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)寫在一定規(guī)格的報(bào)告紙上，保持整潔。7) 每次實(shí)驗(yàn)每人獨(dú)立完成一份報(bào)告，按時

8、送交指導(dǎo)教師批閱。- 3 -實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 單相變壓器單相變壓器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過空載（也稱開路實(shí)驗(yàn)、也稱負(fù)載實(shí)驗(yàn)）和短路實(shí)驗(yàn)測定變壓器的變化和參數(shù)。2、通過不同性質(zhì)的負(fù)載實(shí)驗(yàn)測取變壓器的運(yùn)行特性。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)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)接才能使測量誤差最??？3、如何用實(shí)驗(yàn)方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表1）單相變壓器 1 臺2）三項(xiàng)調(diào)壓器 1 臺3）交流電壓表 2 塊4）交流電流表 2 塊5）低功率因數(shù)功率表 1 塊6）高功率因數(shù)功率表 1 塊7）負(fù)載

9、燈箱 1 臺8）功率因數(shù)表 1 塊9）單相可調(diào)電抗器 1 臺或電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 1 臺四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、空載實(shí)驗(yàn)：測取空載特性 U0=f(I0)，P0=f(U0)。- 4 -2、短路實(shí)驗(yàn)：測取短路特性 Uk=f(Ik)，Pk=f(Ik)。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，測取 U2=f(I2)。（2）阻感性負(fù)載：保持 U1=U1N，cos2=0.8 的條件下，測取 U2=f(I2)。五、實(shí)驗(yàn)說明五、實(shí)驗(yàn)說明1）中小型電力變壓器的空載電流約為 I0=(310)%IN，短路電壓約為Uk=（510）%UN，以此選擇電流表和功率表的量程。2）空載

10、實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇低功率因數(shù)功率表測量功率，短路實(shí)驗(yàn)選擇高功率因數(shù)功率表測量功率，以減小測量誤差。實(shí)驗(yàn)時應(yīng)辨明調(diào)壓變壓器的輸入和輸出端，以免錯接而損壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備。3）空載和短路實(shí)驗(yàn)時，若電源電壓加在變壓器一次側(cè)，由所測數(shù)據(jù)計(jì)算的參數(shù)不必歸算到一次側(cè)。若電源電壓加在變壓器二次側(cè)，由所測數(shù)據(jù)計(jì)算的參數(shù)應(yīng)歸算到一次側(cè)。4）空載實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)注意讀取額定電壓 UN時的相關(guān)數(shù)據(jù)。短路實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)注意讀取額定電流 IN時的相關(guān)數(shù)據(jù)。5）變壓器的鐵耗與電源電壓的頻率及波形有關(guān)，實(shí)驗(yàn)要求電源電壓的頻率等于或接近被測試變壓器的額定頻率（允許偏差不超過1%） ，其波形應(yīng)屬實(shí)際正弦波。6）變壓器短路實(shí)驗(yàn)時操作應(yīng)盡快進(jìn)行，以免線圈發(fā)

11、熱而引起電阻阻值的變化。7）變壓器負(fù)載實(shí)驗(yàn)時，所加負(fù)載不應(yīng)超過變壓器的額定容量。六、實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟六、實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟1、空載實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖 1-1 所示。被試變壓器選用單相變壓器，其額定容量PN=1kw，U1N/U2N=380/220v，I1N/I2N=2.6A/4.5A。變壓器的低壓線圈接電源，高壓線圈開路。低壓邊交流電壓表選用 250V 擋，交流電流表選用 0.5A 擋，功率表選用量程選擇 300V、2.5A、cos=0.2 擋。接通電源前，選好所有電表量程，- 5 -將交流電源調(diào)壓旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，然后打開鑰匙開頭，按下面板上“通”的按鈕，此時變壓器接入交流電源，調(diào)節(jié)

12、交流電源調(diào)壓旋鈕，使變壓器空載電壓 U0=1.2U2N，然后，逐漸降低電源電壓，在 1.20.2U2N的范圍內(nèi)，測取變壓器的 U0、I0、P0，計(jì)算功率因數(shù)，為了計(jì)算變壓器的變化，共取 67組數(shù)據(jù)，記錄于表 2-1 中，其中 U=U2N的點(diǎn)必側(cè)，并在該點(diǎn)附近測的點(diǎn)應(yīng)密些。為了計(jì)算變壓器的變比，在 U2N附近測取三組原方電壓和副方電壓的數(shù)據(jù)，記錄于表 1-1 中。ACB三AVWVAXax*相調(diào)壓器圖 1-1 單相變壓器空載實(shí)驗(yàn)接線圖表 1-1實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)序號U0（V）I0（A）P0（W）UAX（V）cos02、短路實(shí)驗(yàn)變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路，實(shí)驗(yàn)線路如圖 1-2 所示

13、。- 6 -ACB三AVWAXax*相調(diào)壓器圖 1-2 單相變壓器短路實(shí)驗(yàn)接線圖電壓表選擇 15V 檔，電流表選擇 5A 檔，功率仍選擇150V、5A、cos=0.2 擋。接通電源前，先將交流調(diào)壓旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，選好所有電表量程，按上述方法接通交流電源。逐次增加輸入電壓，直至短路電流等于 1.1I1N為止。在 0.31.1I1N（03A）范圍內(nèi)測取變壓器的UK、IK、PK共取 4-5 組數(shù)據(jù)記錄于表 1-2 中，其中 IK=I1N的點(diǎn)必測。并記下實(shí)驗(yàn)時周圍環(huán)境溫度 （） 。注意：調(diào)高電壓時，切記應(yīng)在觀察電流表同時緩慢升高。短路實(shí)驗(yàn)操作要快，否則線圈發(fā)熱會引起電阻變化。表 1-2實(shí)

14、驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)序 號UK（V）IK（A）PK（W）cosK3、負(fù)載實(shí)驗(yàn)- 7 -ACBAVAXaxV1 11 1AW*2 2S1燈相調(diào)壓器箱負(fù)載S2XRL LL L圖 1-3 負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖實(shí)驗(yàn)線路如圖 1-3 所示。變壓器高壓線圈接電源，低壓線圈經(jīng)過開關(guān) S1和S2，接到負(fù)載電阻 RL和電抗 XL上。（1）純電阻負(fù)載接通電源前，將交流電源調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置，負(fù)載電阻調(diào)至最大（不開燈泡） ，然后合上 S1，按下接通電源的按鈕，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓 U1=U1N=380V，在保持 U1=U1N的條件下，逐漸增加負(fù)載電流，即減少負(fù)載電阻 RL的阻值（開燈泡） ，從空載

15、到額定負(fù)載的范圍內(nèi)（05A） ，測取變壓器的輸出電壓 U2和電流 I2，共取 5-6 組數(shù)據(jù)，記錄于表 1-3 中，其中 I2=0 和 I2=I2N兩點(diǎn)必測。表 1-3 cos2=1，U1=UN= V序 號U2（V）I2（A）（2）阻感性負(fù)載（cos2=0.8）用電抗器 XL 和 RL 并聯(lián)作為變壓器的負(fù)載，實(shí)驗(yàn)步驟同上，在保持U1=U1N及 cos2=0.8 的條件下，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，共取 5-6 組數(shù)據(jù)記錄于表 1-4 中，其中 I2=0，I2=I2N兩- 8 -點(diǎn)必測。表 1-4 cos2=1，U1=UN= V序 號U2（V）I2（A

16、）七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、計(jì)算變化由空載實(shí)驗(yàn)測取變壓器的原、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=UAX/UaX2、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：U0=f（I0） ，P0=f（U0） ，cos0=f（U0） 。其中cos0=P0/U0I0。（2）計(jì)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)200IPm00IUZm22mmmZX3、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=（IK） ，cos0=f（IK） 。- 9 -（2）計(jì)算短路參數(shù)從短路特性

17、曲線上查出對應(yīng)于短路電流 IK=IN 時的 UK 和 PK 值，由下式計(jì)算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為 （）下的短路參數(shù)。KKKIUZ2KKKIP22KKKZX然后，折算到試低壓方：2KZZKK2KKK2KXXKK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(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度 75時的阻值。5 .234755 .23475KcK227575KCKcKXZ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%10075NCKNKUZIU%10075NCKNKrUrIU%100NKNKXUXIU- 10 -IK=IN時的短路損耗為 PKN=I2NK75 。4、用空載和短

18、路實(shí)驗(yàn)測算的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到高壓方的“”型等效電路。5、變壓器的電壓變化率u（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時的電壓變化率u。%10020220UUUu（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 時的電壓變化率u。u=（UK1cos2+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)載對輸出電壓的影響。6、繪出被試變壓器的效率特性曲線（1）用間接法計(jì)算 cos2=0.8，不同負(fù)載電流時的變壓器效率，記錄于表1-6 中。%100)cos1 (*

19、202*22*20KNNKNPIPSIPIP式中：I*2SNcos2；SN為變壓器的額定容量，單位 W；PKN為變壓器 IK=IN時的短路損耗，單位 W；P0為變壓器 U0=UN時的空載損耗，單位 W。（2）由計(jì)算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線 =f（I2*） 。（3）計(jì)算被試變壓器 =max時的負(fù)載系數(shù) m。表 1-6 cos2=0.8，P0= W，PKN= WI2*（A）P2（W）0.20.40.60.8- 11 -1.01.2- 12 -實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 三相變壓器實(shí)驗(yàn)三相變壓器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過空載和短路實(shí)驗(yàn)，測定三相變壓器的變比和參數(shù)。2、通過負(fù)載實(shí)驗(yàn)，測取三相變壓器的運(yùn)行特

20、性。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)1、如何用雙瓦特計(jì)法測三相功率，空載和短路實(shí)驗(yàn)應(yīng)如何合理布置儀表。2、三相芯式變壓器的三相空載電流是否對稱。3、如何測定三相變壓器的鐵耗和銅耗。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表1、三相變壓器 3kw 1 臺2、三相調(diào)壓變壓器 15KVA 1 臺3、交流電壓表 2 塊4、交流電流表 3 塊5、低功率因數(shù)功率表 2 塊6、高功率因數(shù)功率表 2 塊7、三相可調(diào)電阻器或燈箱 1 臺8、三相可調(diào)電抗器 1 臺9、功率因數(shù)表 1 塊或電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 1 臺四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測定變比。2、空載實(shí)驗(yàn)：測取空載特性 U0=f（I0） ，P0=f（U0） 。3、短

21、路實(shí)驗(yàn)：測取短路特性 UK=f（IK） ，PK=f（UK） 。- 13 -4、純電阻負(fù)載實(shí)驗(yàn)：保持 U1=U1N，cos2=1 的條件下，測取 U2=f（I2） 。五、實(shí)驗(yàn)說明五、實(shí)驗(yàn)說明1、中小型電力變壓器的空載電流以約為 I0=（310）%IN，短路電壓約為UK=（510）%UN，以此選擇電流表和功率表的量程。2、空載實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇低功率因數(shù)功率表測量功率，以減小測量誤差。3、空載和短路實(shí)驗(yàn)時，若電源電壓加在變壓器一次側(cè)，由所測數(shù)據(jù)計(jì)算的參數(shù)不必歸算。若電源電壓加在變壓器二次側(cè)，由所測數(shù)據(jù)計(jì)算的參數(shù)應(yīng)歸算到一次側(cè)。4、空載實(shí)驗(yàn)讀取數(shù)據(jù)時，要注意讀取額定電壓 UN時的相關(guān)數(shù)據(jù)。短路實(shí)驗(yàn)要注意讀取

22、額定電流 IN時的相關(guān)數(shù)據(jù)。5、變壓器一次和二次繞組接法不同時，參數(shù)計(jì)算應(yīng)則注意對應(yīng)的電壓和電流。6、感性負(fù)載實(shí)驗(yàn)時，功率因數(shù)測量使用一相測量的簡單方法。六、實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟六、實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟1、測定變比被試變壓器選用三相三線圈芯式變壓器，額定容量PN=3kw，U1NU2N=380220V，I1NI2N=4.57.8A，Y-Y 接法。圖 2-1 三相變壓器變比實(shí)驗(yàn)接線圈實(shí)驗(yàn)線路如圖 2-1 所示。實(shí)驗(yàn)時只用高、低壓兩組線圈，接通交流電源的B三相調(diào)壓器CAXYZxzyacbABCU1VU2V- 14 -操作步驟和單相變壓器實(shí)驗(yàn)相同，電源接通后，調(diào)節(jié)外施電壓 U1=0.5UN，通過電壓表測取

23、高、低壓線圈的線電壓 UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Ucn，記錄于表2-1。表 2-1U（V）U（V）U(V)KA+KB+KCUABUabKAUBCUbcKBUCAUcaKC K=32、空載實(shí)驗(yàn)圖 2-2 三相變壓器空載實(shí)驗(yàn)接線圖實(shí)驗(yàn)線路如圖 2-2 所示，變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈開路。接通電源前，先將三相調(diào)壓器調(diào)到輸出電壓為零的位置。選好所有電表量程，電壓表：300V 擋位，電流表：150mA 檔位，功率表 W：U=300V、電流I=2.5A、cos=0.2 擋位，這樣每小格為 1W。電源接通后，調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕，使變壓器的空載電壓 U0=1.2U2N，并注意三相電壓要基本對稱，

24、然后逐漸降低電源電壓，在 1.2U2N0.2U2N（260V60V）范圍內(nèi)，測取變壓器三相線電壓、電流和功率（注意功率表正負(fù)，總有功功率為功率表的代數(shù)和） ，共取 6-7 組數(shù)據(jù)，記錄于表 2-2 中，其中 U0=U2N的點(diǎn)必測。實(shí)驗(yàn)完后，斷開電源。表 2-2實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì) 算 數(shù) 據(jù)U（V）I（A）P（W）序號UabUbcUcaIaoIboIcoP01P02U0(V)I0(A)P0(W)cos0ACB三AVW*相調(diào)壓器XYZxzyacbABCVV*W*AA- 15 -3、短路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖 2-3 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，應(yīng)將三相調(diào)壓器調(diào)到輸出電壓為零的

25、位置，選好所有電表量程，電壓表：60V 擋位，電流表：5A 檔位，功率表 W：U=150V、電流I=5A、cos=0.2 擋位，這樣每小格為 1W。接通電源后，逐漸增大電源電壓，使變壓器的短路電流 IK=1.1I1N=5A，并注意三相電源電壓基本對稱。然后逐漸降低電源電壓，在 1.1I1N0.2I1N的范圍內(nèi)，測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 2-3 中，其中 IK=I1N=4.5A 點(diǎn)必測。實(shí)驗(yàn)時，記下周圍環(huán)境溫度 （） ，作為線圈的實(shí)際溫度。 （注：升高電壓時，同時觀測電流表變化，使電流表最大值不超過 1.1I1N= 5A，短路實(shí)驗(yàn)要快，否則線圈發(fā)熱，會

26、引起電阻變化。 ）ACB三AVW*相調(diào)壓器XYZxzyacbABCVV*W*AA- 16 -圖 2-3 三相變壓器短路實(shí)驗(yàn)接線圖表 2-3 = 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì) 算 數(shù) 據(jù)U（V）I（A）P（W）序號UABUBCUCAIAIBICPK1PK2UK(V)IK(A)PK(W)cosK4、純電阻負(fù)載實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)線路如圖 2-4 所示。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈經(jīng)開關(guān) S1接負(fù)載電阻 RL，RL選用燈箱。負(fù)載燈箱開關(guān)全關(guān)。合上開關(guān) S1，接通電源，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓旋鈕，使加入變壓器低壓邊的電壓 U1=U2N=220V，并且三相電源基本對稱，在保持 U1=U2N的條件下，逐次增加負(fù)載電流，對稱開燈泡，從空載

27、到額定負(fù)載范圍內(nèi)，測取變壓器三相輸出線電壓和相電流，共取 5 組數(shù)據(jù)，記錄于表 2-4 中，其中 I2=0 和 I2=I1N=4.5A 兩點(diǎn)必測。VU2AABCVXYZaxBCbcyz三相調(diào)壓器U1燈箱負(fù)載A圖 2-4 三相變壓器負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖表 2-4 U1=U1N=220V，cos2=1U（V）I（V）序號UABUBCUCAU2IAIBICI2123- 17 -45注意：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及量程選擇。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、計(jì)算變壓器的變化根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出各項(xiàng)的變化，然后取其平均值作為變壓器的變比。 abABAUUKbcBCBUUKcaCAC

28、UUK2、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） 、P=f（U0） 、cos0=f（U0） 。30cabcabUUUU30cabcabIIIIP0=P01P020003cosIUP（2）計(jì)算激磁參數(shù)從空載特性曲線查出對應(yīng)于 U0=UN時的 I0和 P0值，并由下式求取激磁參數(shù)。2003IPm003IUZm22mmmZX3、繪出短路特性曲線和計(jì)算短路參數(shù)- 18 -（1）繪出短路特性曲線 UK=f（IK） 、PK=f（IK） 、cosK=f（IK） 。3CABCABKUUUU3CBAKIIIIKKKKIUP3cos（2）計(jì)算短路參數(shù)從短路特性曲線查出

29、對應(yīng)于 IK=IN時的 U=UK值，并由下式算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度 （）時的短路參數(shù)。NIPKK23NKKIUZ322KKKZX折算到試低壓方2KKK2KZZKK2KXXKK換算到基準(zhǔn)工作溫度的短路參數(shù)為 K75和 ZK75，計(jì)算出阻抗電壓%100375NCKNKUZIU%100375NCKNKUrIU%1003NKNKXUXIU- 19 -IK=IN時的短路損耗 PKN=3I2NK75。4、用空載和短路實(shí)驗(yàn)測算的參數(shù)，畫出被試變壓器的“”型等效電路。5、變壓器的電壓變化率u（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出 cos2=1 時的特性曲線 U2=f（I2） ，由特性曲線計(jì)算出 I2=I2N時的電壓變化率u。%10

30、020220UUUu（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)求出的參數(shù)，算出 I2=IN、cos2=1 時的電壓變化率u。u=（UK1cos2+UKXsin2）6、對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析總結(jié)。（1）用間接法計(jì)算 cos2=0.8 時，不同負(fù)載電流時的變壓器效率，記錄于表 2-5 中。%100)cos1 (*202*22*20KNNKNPIPSIPIP式中：I*2SNcos2=P2；SN為變壓器的額定容量，單位 W；PKN為變壓器 IK=IN時的短路損耗，單位 W；P0為變壓器 U0=UN時的空載損耗，單位 W。（2）計(jì)算被試變壓器 =max時的負(fù)載系數(shù) m；KNmPP0表 2-5 cos2=0.8，P0= W，PK

31、N= WI2P2（W）0.20.40.60.81.01.2- 20 -八、思考題八、思考題1、通常做變壓器的空載實(shí)驗(yàn)時在低壓邊加電源，而做短路實(shí)驗(yàn)時在高壓邊加電源，這是為什么？2、在做變壓器空載實(shí)驗(yàn)與短路實(shí)驗(yàn)時，儀表的布置有什么不同？說明理由。3、為什么做空載實(shí)驗(yàn)時，所測量的數(shù)據(jù)中一定要包含額定電壓點(diǎn)。4、在接線時如果將三相自耦調(diào)壓器的輸入輸出，接反調(diào)壓器在零位時合閘，會出現(xiàn)什么情況？- 21 -實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 三相變壓器的聯(lián)接組實(shí)驗(yàn)三相變壓器的聯(lián)接組實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用實(shí)驗(yàn)方法測定三相變壓器的極性。2、掌握用實(shí)驗(yàn)方法判別變壓器的聯(lián)接組。3、觀察三相變壓器線圈不同的連接法和不同

32、鐵心結(jié)構(gòu)對空載電源、電動勢波形的影響。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組有哪幾種。2、如何把Y/Y-12 聯(lián)接組改成Y/Y-6 聯(lián)接組以及把Y/-11 改為Y/-5 聯(lián)接組。3、三相變壓器線圈的連接法和磁路系統(tǒng)對空載電流和電動勢波形的影響。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表1）三相調(diào)壓變壓器 1 臺2）三相芯式變器 1 臺3）三相組式變壓器 1 組4）多量程交流電壓表 1 塊5）可調(diào)電阻器 1 臺6）示波器 1 臺或電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 1 臺四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測定變壓器的極性。- 22 -2、連接并判定以下聯(lián)接組。（1）Y/Y-1

33、2（2）Y/Y-6（3）Y/-11（4）Y/-53、觀察不同連接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對空載電流和電動勢波形的影響（演示）。五、實(shí)驗(yàn)說明五、實(shí)驗(yàn)說明1）實(shí)驗(yàn)時應(yīng)辨明三相調(diào)壓器的輸入和輸出端，以免錯接。2）實(shí)驗(yàn)時外施電壓不能過低（190V 左右） ，以免引起儀表讀數(shù)誤差過大。六、實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟六、實(shí)驗(yàn)線路及操作步驟1、測定極性（1）測定相間極性被試變壓器選用三相芯式變壓器，用其中高壓和低壓兩組線圈，額定容量SN=3KW，UN=380/220V，IN=2.6/4.5A，Y/Y 接法。用萬用表的電阻擋測出高、低壓線圈 12 個出線端之間哪兩個相通，并觀察其阻值。阻值大為高壓線圈，用A、B、C、X、Y、

34、Z 標(biāo)出首末端。低壓線圈標(biāo)記用 a、b、c、x、y、z。按照圖3-1 接線，將 Y、Z 兩端點(diǎn)用導(dǎo)線相聯(lián)，在 A 相施加約 50%U1N的電壓，測出電壓 UBY、UCZ、若 UBC=|UBY-UCZ|，則首末端標(biāo)記正確；若 UBC=|UBY-UCZ|，則標(biāo)記不對。須將 B、C 兩相任一相線圈的首末端標(biāo)記對調(diào)。然后用同樣方法，將 N、C 兩相中的任一相施加電壓，另外兩相末端相聯(lián)，定出 A 相首、末端正確的標(biāo)記。- 23 -AABCXYZaxBCbcyz三相調(diào)壓器圖 3-1 測定相間極性接線圖（2）測定原、副邊極性暫時標(biāo)出三相低壓線圈的標(biāo)記 a、b、c、x、y、z，然后按照圖 3-2 接線。原、副

35、方中點(diǎn)用導(dǎo)線相連，高壓三相線圈施加約 50%的額定電壓，測出電壓UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若 UAa=UAX-Uax，則 A 相高、低壓線圈同柱，并且首端 A 與 a 點(diǎn)為同極性；若 UAa=UAX+Uax，則 A 與 a 端點(diǎn)為異極性。用同樣的方法判別出 B、C 兩相原、副方的極性。高低壓三相線圈的極性確定后，根據(jù)要求連接出不同的聯(lián)接組。AABCXYZaxBCbcyz三相調(diào)壓器圖 3-2 測定原、副邊極性接線圖2、檢驗(yàn)聯(lián)接組（1）Y/Y-12B三相調(diào)壓器CAXxYzZyabcBCA*ABCzxyabcEAB.Eab.- 24 -圖 3-3 Y/Y

36、-12 聯(lián)接組按照圖 3-3 接線。A、a 兩端點(diǎn)用導(dǎo)線聯(lián)接，在高壓方施加三相對稱的0.5U1N=190V，測出 UAB、Uab、UBb、UCc及 UBc，將數(shù)字記錄于表 3-1 中。- 25 -表 3-1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)UABUabUBbUCcUBcKLUBb(V)UCc（V）UBc（V）根據(jù) Y/Y-12 聯(lián)接組的電動勢相量圖可知。UBb=UCc=(KL-1)Uab) 1(2LLabBCKKUU式中，為線電壓之比。abABLUUK若用上兩式計(jì)算出的電壓 UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)驗(yàn)測取的數(shù)值相同，則表示線圖連接正常，屬 Y/Y-12 聯(lián)接組。測取完后，關(guān)閉電源，重新接線進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)內(nèi)

37、容。（2）Y/Y-6將 Y/Y-12 聯(lián)接組的副方線圈首、末端標(biāo)記對調(diào)，A、a 兩點(diǎn)用導(dǎo)線相聯(lián)，如圖 3-4 所示。圖 3-4 Y/Y-6按前面方法測出電壓 UAB、Uab、UBb、UCc、及 UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表 3-2中。表 3-2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)UAB（VUab（VUBb（VUCc（VUBc（VKLUBb(V)UCc（VUBc（VB三相調(diào)壓器CAXxYzZyabcBCA*ABCzxyaEbcab.EAB.- 26 -）根據(jù) Y/Y-6 聯(lián)接組的電動勢相量圖可得。UBb=UCc=(KL+1)Uab) 1(2LLabBCKKUU若由上兩式計(jì)算出電壓 UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)測相同，

38、則線圈連接正確，屬于 Y/Y-6 聯(lián)接組。測取完后，關(guān)閉電源，重新接線進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（3）Y/-11按圖 3-5 接線。A、a 兩端點(diǎn)用導(dǎo)線相連，高壓方施加對稱額定電壓，測取UAB、Uab、UBb、UCc、及 UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表 3-3 中。圖 3-5 Y/-11表 3-3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)UAB（V）Uab（V）UBb（V）UCc（V）UBc（V）KLUBb(V)UCc（V）UBc（V）根據(jù) Y/-11 聯(lián)接組的電動勢相量可得。) 13(2LLabBcCcBbKKUUUU 若由上式計(jì)算出電壓 UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)測值相同，則線圈連接正確，屬于 Y/-11 聯(lián)接組。測取完后，

39、關(guān)閉電源，重新接線進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（4）Y/-5B三相調(diào)壓器CAXxYzZyabcBCA*ABCzxyaEbcab.EAB.- 27 -將 Y/-11 聯(lián)接組的副方線圈首、末端的標(biāo)記對調(diào)，如圖 3-6 所示。實(shí)測方法同前，測取 UAB、Uab、UBb、UCc、UBc，將數(shù)據(jù)記錄于表 3-4 中。- 28 -圖 3-6 Y/-5表 3-4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)UAB（V）Uab（V）UBb（V）UCc（V）UBc（V）KLUBb(V)UCc（V）UBc（V）根據(jù) Y/-5 聯(lián)接組的電動勢相量圖可得。) 13(2LLabBcCcBbKKUUUU若由上式計(jì)算出電壓 UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)測值相

40、同，則線圈連接正確，屬于 Y/-5 聯(lián)接組。4、分別觀察三相芯式和組式變壓器不同連接方法時的空載電流和電動勢的波形。實(shí)驗(yàn)變形器先選用三相芯式變壓器。（1）Yy 聯(lián)結(jié) Yy 聯(lián)結(jié)實(shí)驗(yàn)觀察線路如圖 3-7 所示。1）將三相芯式變壓器 T1一次、二次繞組作 YNy聯(lián)結(jié)，斷形中性線開關(guān)Q2，空載電流波形信號從變壓器一次側(cè) C 相繞組所串聯(lián)的電阻 R 上輸出。相電動勢波形信號可從變壓器二次側(cè)任一相繞組輸出，線電動勢波形信號可從變壓器二次側(cè)任兩相繞組間輸出。2）合上電源開關(guān) Q1，經(jīng)調(diào)壓器 T 施加三相對稱電壓至變電壓器一次繞組。在外施電壓為 0.5UN和 UN兩種情況下，用示波器觀察三相芯式變壓器此時的

41、空載電流 i0、二次側(cè)相電動勢 e和線電動勢 eL波形。3）同時測量變壓器二次相電壓和線電壓，并計(jì)算二者之比值。（2）YNy 聯(lián)結(jié) 實(shí)驗(yàn)線路仍為圖 3-7，閉合中線開關(guān) Q2，以接通變壓器一次側(cè)中性線。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，用示波器觀察三相芯式變壓器此時的空載電B三相調(diào)壓器CAXxYzZyabcBCA*BCzxybcEAB.AaEab.- 29 -流 i0、二次側(cè)相電動勢 e和線電動勢 eL波形。同時測量變壓器二次相電壓和線電壓，并計(jì)算二者之比值。（3）Yd 聯(lián)結(jié) Yd 聯(lián)結(jié)實(shí)驗(yàn)觀察線路如圖 3-8 所示。圖 3-7 觀察三相變壓器 YNy 聯(lián)結(jié)時空 圖 3-8 觀察三相變壓器 Yd 聯(lián)結(jié)時空 載

42、電流和電動勢波形實(shí)驗(yàn)線路 載電流和電動勢波形實(shí)驗(yàn)線路1）將三相芯式變壓器一次、二次繞組作 Yd 聯(lián)結(jié)，斷開二次繞組開關(guān) Q2，相電動勢波形信號可從變壓器一次側(cè)任一相繞組兩端輸出，諧波電動勢波形信號可從變壓器二次繞組開關(guān) Q2兩端引出。2）開關(guān) Q2斷形后，使得變壓器二次繞組已不構(gòu)成三角形閉合回路。閉合電源開關(guān) Q1，經(jīng)調(diào)壓器施加三相對稱電壓至變壓器一次側(cè)繞組，并調(diào)節(jié)外施電壓至額定值 UN。用示波器觀察變壓器一次相電動勢 e的波形，測量和觀察二次側(cè)開關(guān) Q2兩端的諧波電壓 uV數(shù)值及波形。3）閉合開 Q2，使變壓器二次繞組構(gòu)成三角形閉合回路，經(jīng)調(diào)壓器施加三相對稱電壓至變壓器一次繞組。調(diào)節(jié)外施工電

43、壓至額定值 UN。用示波器觀察變壓器一次相電動勢 e的波形，測量和觀察二次繞組內(nèi)部的諧波電流 iV數(shù)值及波形。將實(shí)施變壓器更換為三相組式變壓器，重復(fù)上述對各種波形的觀察，并作出分析比較。- 30 -七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告與要求七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告與要求（1）繪出測定三相變壓器相間極性和一次、二次同名端（極性）的實(shí)際接線圖，列出被試變壓器的主要額定數(shù)據(jù)。（2）繪出測定三相變壓器不同聯(lián)結(jié)組號的實(shí)際接線圖。（3）對于不同聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的三相變壓器，根據(jù)實(shí)測電壓值與計(jì)算電壓值數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析比較。（4）分析三相變壓器不同鐵心結(jié)構(gòu)和不同繞組聯(lián)結(jié)方式時，對變壓器空載電流及二次側(cè)電動勢數(shù)值大小、波形的影響。（5）用表 3-5 中

44、的公式對實(shí)測幾種三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。八、實(shí)驗(yàn)思考八、實(shí)驗(yàn)思考（1）在測量三相變壓器的相間極性時，為什么要用高內(nèi)阻的電壓表來測量？（2）測定三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號時為什么將一次、二次繞組的 A、a 兩端子用導(dǎo)線連接？（3）為什么三相組式變壓器的三次諧波電動勢比三相芯式變壓器大？（4）分析三相組式變壓器不宜采用 Yyn 與 Yy 聯(lián)結(jié)方式的原因。- 31 -表 3-5 變壓器聯(lián)接組校核公式 （設(shè)：Uab=1，KL=UAB/Uab=UAB）組別UBb=UCcUBcUBc/UBb0KL-112LLKK11132LLKK12LK1212LLKK12LLKK1312LK132LLKK1412

45、 KKLKL+115132LLKK132LLKK=16KL+112 KKL17132LLKK12LK1812 KKL12LLKK1912LK132LLKK11012LLKKKL-1111132LLKK132LLKK=1- 32 -實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?）掌握并勵直流發(fā)電機(jī)建立穩(wěn)定電壓的操作過程。2）掌握如何用實(shí)驗(yàn)方法測定直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）觀察并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵過程。2）測定他勵直流發(fā)電機(jī)的空載特性 U0=f(If)、外特性 U=f(I)和調(diào)整特性If=f(I)。3）測定并勵直流發(fā)電機(jī)的外特性 U=f(I)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀

46、表三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀表1）直流發(fā)電機(jī) 1 臺2）直流電動機(jī) 1 臺3）可調(diào)電阻器(Rf1=500 歐 Rf2=2K 歐) 3 臺4）直流電壓表 2 塊5）直流電流表（If1、If2=1A 擋 I、IF=10A 擋） 3 塊6）轉(zhuǎn)速表或測速儀 1 臺7）可調(diào)有源負(fù)載 1 臺或電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 1 臺四、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)四、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)1）復(fù)習(xí)并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件及達(dá)到自勵條件應(yīng)采取的措施。2）預(yù)習(xí)直流發(fā)電機(jī)的空載特性和外特性的定義及測定的條件。3）了解測取直流發(fā)電機(jī)空載特性和外特性的實(shí)驗(yàn)線路。- 33 -五、實(shí)驗(yàn)說明五、實(shí)驗(yàn)說明1）注意正確起動直流電動機(jī)，使直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向與發(fā)電機(jī)規(guī)定的轉(zhuǎn)向一致。若

47、電動機(jī)容量小則可以直接起動。2）并勵直流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)檢查發(fā)電機(jī)是否有剩磁，若無剩磁應(yīng)對發(fā)電機(jī)進(jìn)行充磁。3）直流發(fā)電機(jī)的負(fù)載使用可調(diào)有源負(fù)載，所加負(fù)載不能超過發(fā)電機(jī)的額定容量。4）實(shí)驗(yàn)線路圖 4-1 中 Q2是雙向開關(guān)，可以閉合直流發(fā)電機(jī)勵磁回路至他勵位置或并勵位置。5）直流發(fā)電機(jī)空載實(shí)驗(yàn)時，勵磁電流應(yīng)單方向調(diào)節(jié)。六、實(shí)驗(yàn)操作方法六、實(shí)驗(yàn)操作方法直流發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)線路如圖 4-1 所示，作為驅(qū)動電機(jī)的并勵直流電動機(jī) M的轉(zhuǎn)子與直流發(fā)電機(jī) G 的轉(zhuǎn)子機(jī)械連接。MAAVVARf2Rf1R1GRLQ 3Q 2Q 1他勵并勵RCAM1AM2AG1AG2AUDIIf1If2IFUF圖 4-1 直流發(fā)電機(jī)

48、的實(shí)驗(yàn)線路1并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵過程1)將并勵直流電動機(jī) M 電樞回路的起動電阻 R1，調(diào)至最大值、勵磁回路電阻 Rf1調(diào)至最小值，斷開直流發(fā)電機(jī) G 的勵磁開關(guān) Q2和負(fù)載開關(guān) Q3。- 34 -2)閉合電源開關(guān) Ql起動直流電動機(jī)，調(diào)節(jié)電動機(jī)電樞回路電阻 R1和勵磁回路電阻 Rf1，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值 nN并保持不變。3)檢查直流發(fā)電機(jī)有無剩磁的方法是，斷開發(fā)電機(jī)勵磁回路雙向開關(guān) Q2，在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=nN的狀態(tài)下，用電壓表測量發(fā)電機(jī)電樞兩端有無剩磁電壓。若無剩磁電壓，則將發(fā)電機(jī)勵磁回路雙向開關(guān) Q2閉合至他勵位置進(jìn)行充磁即可。4)將直流發(fā)電機(jī)勵磁回路電阻 Rf2調(diào)至最大值，雙向開關(guān)

49、 Q2閉合至并勵位置。5)在發(fā)電機(jī)空載且轉(zhuǎn)速 n=nN的狀態(tài)下，逐步減小勵磁回路電阻 Rf2值，觀察發(fā)電機(jī)電樞兩端的電壓 UF的變化情況。若電樞電壓 UF上升，即發(fā)電機(jī)勵磁繞組與電樞繞組的連接極性正確。若電樞電壓 UF減小，則發(fā)電機(jī)勵磁繞組與電樞繞組的連接極性錯誤。此時應(yīng)斷開電源開關(guān) Q1，待機(jī)組停機(jī)后，再斷開勵磁回路雙向開關(guān) Q2，對調(diào)發(fā)電機(jī)勵磁繞組的連接極性或改變發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。注意兩者只取其一，不可同時改變。6)并勵直流發(fā)電機(jī)在有剩磁、勵磁繞組極性接法正確和勵磁回路總電阻小于臨界電阻的條件下，才能建立起穩(wěn)定的電壓。2測定他勵直流發(fā)電機(jī)的空載特性1)將雙向開關(guān) Q2置于中間位置，閉合電源開關(guān)

50、 Q1，如前述起動直流電動機(jī)，并注意觀察電機(jī)轉(zhuǎn)向是否與規(guī)定的轉(zhuǎn)向一致。2)調(diào)節(jié)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到 n=nN。3)斷開發(fā)電機(jī)負(fù)載開關(guān) Q3，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁回路電阻 Rf2至最大值位置，同時將直流發(fā)電機(jī)勵磁回路雙向開關(guān) Q2閉合至他勵位置。4)逐步減小發(fā)電機(jī)的勵磁回路電阻 Rf2值，使發(fā)電機(jī)空載電壓 UF1.2UFN。5)在保持發(fā)電機(jī)空載及轉(zhuǎn)速額定的條件下，從 UF1.2UFN開始，單方向逐步增加勵磁回路電阻 Rf2值，使發(fā)電機(jī)勵磁電流 If2逐步減小。6)每次記下發(fā)電機(jī)空載電壓 UF和勵磁電流 If2的數(shù)據(jù)，應(yīng)在 UF=UFN附近增加數(shù)據(jù)的測量點(diǎn)，直至 If2=0(即斷開發(fā)電機(jī)

51、勵磁回路開關(guān) Q2此時所測的即為剩磁電壓)。共讀取 79 組數(shù)據(jù)，將所讀數(shù)據(jù)記入表 4-1 中。表 4-1 他勵發(fā)電機(jī)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序 號1234567UF0/V- 35 -If2/A3、測定他勵直流發(fā)電機(jī)的外特性（1）如前述起動直流電動機(jī)并保持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=nN，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁回路電阻 Rf2值，使發(fā)電機(jī)輸出電壓為 UF=UFN。（2）將發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻 RL調(diào)至最大值，閉合負(fù)載開關(guān) Q3。（3）逐步減小負(fù)載電阻 RL值，使負(fù)載電流逐步增加，同時調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓與轉(zhuǎn)速，使 UF=UFN、n=nN和 IF=IFN，此時為發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行點(diǎn)。額定運(yùn)行點(diǎn)對應(yīng)的勵磁電流為額定勵磁電流 If2=If2

52、N，記錄下該組數(shù)據(jù)。（4）在保持直流發(fā)電機(jī) n=nN和 If2=If2N不變的條件下，逐步增加負(fù)載電阻RL值，使發(fā)電機(jī)負(fù)載電流逐步減小。每次記下發(fā)電機(jī)負(fù)載電流 IF、輸出電壓UF直至空載（即斷開負(fù)載開關(guān) Q3）的數(shù)據(jù)，共讀取 5-6 組，將所讀數(shù)據(jù)記入表4-2 中。表 4-2 他勵發(fā)電機(jī)外特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序 號1234567IF/AUF/V4、測定他勵直流發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性（1）如前述，起動直流電動機(jī)并保持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=nN，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁回路電阻 Rf2值，使發(fā)電機(jī)輸出電壓為 UF=UFN。將發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻 RL調(diào)至最大值，然后閉合負(fù)載開關(guān) Q3。（2）在保持直流發(fā)電機(jī) n=nN和 UF=UFN

53、不變的條件下，逐步增加負(fù)載電阻IF。當(dāng)負(fù)載電流增加時，為保持發(fā)電機(jī)輸出電壓 UFN不變，要相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流 If2。在負(fù)載電流 IF=0 至 IF=IFN的范圍內(nèi)，每次記下負(fù)載電流 IF和發(fā)電機(jī)勵磁電流 If2的數(shù)據(jù)，共讀取 5-6 組，將所讀數(shù)據(jù)記入表 4-3 中。表 4-3 他勵發(fā)電機(jī)調(diào)整特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序 號1234567If2/A IF/A5、測定并勵直流發(fā)電機(jī)的外特性（1）并勵直流發(fā)電機(jī)的外特性是在 n=nN和 Rf2=Rf2N保持不變的條件下測- 36 -取的，操作步驟參照他勵發(fā)電機(jī)方法進(jìn)行。（2）將發(fā)電機(jī)勵磁回路雙向開關(guān) Q2閉合至并勵位置，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)至n=nN、UF=UFN和

54、 IF=IFN的額定工作狀態(tài)，并保持發(fā)電機(jī)在此額定狀態(tài)下的勵磁回路電阻 Rf2=Rf2N不變（并非保持 If2=If2N不變） 。（3）在上述狀態(tài)下，逐步增加負(fù)載電阻 RL值，以減小發(fā)電機(jī)的負(fù)載電流直至 IF=0。每次記下發(fā)電機(jī)輸出電壓 UF和輸出電流 IF的數(shù)據(jù)，共讀取 5-6 組，將所讀取數(shù)據(jù)記入表 4-4 中。表 4-4 并勵發(fā)電機(jī)外特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序 號1234567IF/AUF/V七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告與要求七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告與要求（1）列出被試并勵發(fā)電機(jī)的主要額定數(shù)據(jù)。（2）繪出直流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際接線圖。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出他勵直流發(fā)電機(jī)的空載特性 UF=f（If） 、外特性曲線 UF=f（IF）

55、 、調(diào)整特性曲線 If2=f（IF）及并勵發(fā)電機(jī)的外特性曲線 UF=f（IF） 。將他勵和并勵發(fā)電機(jī)的外特性曲線 UF=f（IF）繪在同一坐標(biāo)紙上。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按下式求出他勵和并勵發(fā)電機(jī)在額定負(fù)載下的電壓調(diào)整率U：%1000FNFNFUUUU（5）對他勵和并勵情況下發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整率U 的差異原因進(jìn)行分析。八、實(shí)驗(yàn)思考八、實(shí)驗(yàn)思考（1）直流發(fā)電機(jī)空載實(shí)驗(yàn)時，其勵磁電流為什么必須單方向調(diào)節(jié)？（2）直流發(fā)電機(jī)外特性實(shí)驗(yàn)時，當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載電流增加，機(jī)組轉(zhuǎn)速發(fā)生變化的原因是什么？（3）為什么并勵直流發(fā)電機(jī)的空載特性要用他勵方式測??？- 37 -實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 直流電動機(jī)直流電動機(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

56、的1）掌握用實(shí)驗(yàn)的方法測定并盛直流電動機(jī)的工作特性和調(diào)速特性。2）掌握并勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測定并勵直流電動機(jī)的固有（自然）工作特性在保持電動機(jī)端電壓 UD=UN和勵磁電流 If1=If1N的條件下，測取電動機(jī)的轉(zhuǎn)速特性 n=f（Ia） 、轉(zhuǎn)矩特性 T=f（Ia）和效率特性 =f（Ia） 。2、測定并勵直流電動機(jī)的調(diào)速特性1）改變電動機(jī)電樞電壓 Ua調(diào)速是在保持電動機(jī)端電壓 UD=UN、勵磁電流If1=If1N不變以及輸出轉(zhuǎn)矩 T2為常數(shù)的條件下，測取電動機(jī)的調(diào)速特性 n=f（Ua） 。2）改變電動機(jī)勵磁電流 If1調(diào)速是在保持電動機(jī)端電壓 UD=UDN、輸出轉(zhuǎn)

57、矩T2不變的條件下，測取電動機(jī)的調(diào)速特性 n=f（If1） 。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀表三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀表1）并勵直流電動機(jī)直流發(fā)電機(jī)機(jī)組 1 臺2）可調(diào)電阻器(Rf1=500 歐 Rf2=2K 歐) 3 臺3）直流電壓表 2 塊4）直流電流表（If1、If2=1A 擋 I、IF=10A 擋） 3 塊5）轉(zhuǎn)速表或測速儀 1 臺6）有源負(fù)載 1 臺或電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置 1 臺- 38 -四、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)四、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)1）預(yù)習(xí)并勵直流電動機(jī)固有工作特性的定義及測定條件。2）預(yù)習(xí)并勵直流電動機(jī)的調(diào)速原理及各種調(diào)速方法的特點(diǎn)。3）了解測定并勵直流電動機(jī)工作特性和調(diào)速特性的實(shí)驗(yàn)線路。4）了解測定并勵直流電動機(jī)的工

58、作特性和調(diào)速特性的方法。五、實(shí)驗(yàn)說明五、實(shí)驗(yàn)說明1）直流電動機(jī)應(yīng)由起動器起動或降低電樞電壓起動。2）檢查直流電動轉(zhuǎn)向。3）若用直流發(fā)電機(jī)作為直流電動機(jī)的負(fù)載，工作特性中轉(zhuǎn)速特性 n=f(Ia)為實(shí)測數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)矩特性 T=f(Ia)和效率特性 =f(Ia)則應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算求得。4）實(shí)驗(yàn)前，了解被試電動機(jī)的主要額定數(shù)據(jù)。5）實(shí)驗(yàn)中，電動機(jī)的勵磁回路一定接牢固，不能開路，調(diào)電動勵磁時要慢。六、實(shí)驗(yàn)操作方法六、實(shí)驗(yàn)操作方法測定并勵直流電動機(jī)工作特性和調(diào)速特性的實(shí)驗(yàn)線路如圖 5-1 所示。MAAVVARf2Rf1R1GRLQ 3Q 2Q 1他勵并勵RCAM1AM2AG1AG2AUDIIf1If2IFU

59、F圖 5-1 直流電動機(jī)實(shí)驗(yàn)線路- 39 -1、并勵直流電動機(jī)的工作特性1）調(diào)節(jié)并勵電動機(jī)電樞回路電阻 R1為最大值、勵磁回路所阻 Rf1為最小值，合上電源開關(guān) Q1起動并勵電動機(jī)。2）調(diào)壓電阻 R1逐步減小至零，使電動機(jī)電樞端電壓為額定值 Ua=UDN，電機(jī)起動結(jié)束。3）將直流發(fā)電機(jī)勵磁回路電阻 Rf2調(diào)至最大值，合上勵磁電源開關(guān) Q2。合上負(fù)載開關(guān) Q3。4）在保持電動機(jī)電樞端電壓 Ua=UDN、勵磁電流 If1=If1N和轉(zhuǎn)速 n=nN的條件下、調(diào)電阻 Rf2、RL以增加電動機(jī)負(fù)載，直到電動機(jī)的輸入電流達(dá)到額定值為止。此時即為電動機(jī)的額定運(yùn)行狀態(tài)。5）讀取額定點(diǎn)數(shù)據(jù) UND、IN、If1

60、N、nN和直流發(fā)電輸出電流及電壓UF、IF。在仍然保持電動機(jī)電樞端電壓 Ua=UDN及勵磁電流 If1=If1N不變的條件下，調(diào) RL及 Rf2、逐步減小電動機(jī)負(fù)載直至空載（即斷開測功機(jī)的電源開關(guān)Q3）為止。每次記下電動機(jī)的輸入電流 I、UD轉(zhuǎn)速 n 和直流發(fā)電機(jī)輸出電壓UF、電流 IF的數(shù)據(jù)，共讀取 57 組，將所讀數(shù)據(jù)記入表 5-1 中。表表 5-1 工作特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)工作特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) UDN= V，If1N= A序號1234567I/AIa/An/(r/min)UFIFUD注：表中 Ia=I-If1N。2、并勵直流電動機(jī)的調(diào)速特性（1）改變電動機(jī)電樞端電壓 Ua調(diào)速1）按前述步驟起動電動機(jī)