电机与拖动实验标准报告

1、江 苏 科 技 大 学 实 验 报 告设备组号： 姓名： 班级学号： 同组人实验一. 直流发电机一、实验目的：1掌握用实验方法测定他励直流发电机空载特性，及直流发电机在他励并励时的外特性。2掌握并励直流发电机的自励条件，并观察其自励过程。二、实验内容：1他励直流发电机的空载特性U0=f(If)2他励直流发电机的外特性U=f(I)3观察并励直流发电机的电压建立情况4并励直流发电机的外特性：U=f(I)三、实验仪器和设备：1电机机组一套： （直流电动机交流电动机直流发电机测速发电机编码器）。2直流发电机： 额定功率350W、额定转速 1440r/min、额定电压 165V、额定励磁电流 2.0A、

2、额定励磁电压 200V、额定励磁电流 0.45A。3直流电动机： 额定功率500W、额定转速 1400r/min、额定电压 220V、额定励磁电流 2.3A、额定励磁电压 200V、额定励磁电流 0.35A。4IPS-n电机转速测量仪。5三相调压器：调压范围 0420V/50Hz、视载功率 4KW、电流4A。6直流电压表、电流表、负载单元、可变电阻器和开关导线等。 四、实验线路及参数测量：图1-1 他励直流发电机实验电路1他励直流发电机的空载特性实验 实验表1-1 他励直流发电机的空载特性数据n= n0 = 1447 rpmUF/V160 152 142 135 130 12If/A0.38

3、0.30 0.24 0.20 0.18 02他励直流发电机的外特性实验实验表1-2 他励直流发电机的外特性数据n=ne =1445 rpm If= 0.3 AUF /V 151 145 144 142 141 139Ia/A 0 0.9 1.0 1.2 1.3 1.53观察并励直流发电机的电压建立过程 图1-2 并励直流发电机实验电路起动电动机，当转速达到发电机的额定转速时，观察到，发电机剩磁电压的极性与发电机输出电压极性一致时，发电机端电压快速升高的过程，同时调节RP2可使发电机输出电压达到额定值，从而使并励发电机的电压建立起来。相反发电机端电压很低几乎不变，无论怎么调节RP2发电机输出电压

4、都达不到额定值，无法使并励发电机的电压建立起来。通过这个实验，验证了并励发电机电压自建立的两个条件：1.发电机必须有剩磁；2. 发电机剩磁电压的极性与发电机输出电压极性必须一致。4并励发电机外特性实验实验表1-3 并励直流发电机的外特性数据n= ne = 1448 rpm RP2保持不变U/V152 143 140 138 135 130Ia/A 0 0.7 1.0 1.2 1.4 1.6If/A 0.32 0.30 0.30 0.30 0.29 0.28五、特性曲线1按空载实验数据，画出他励直流发电机的空载特性曲线。2按负载实验数据，在同一坐标中画出他励和并励直流发电机的外特性曲线。六、思考

5、题1在做空载实验时，为什么不能反复调节励磁电流的大小？答：在做空载实验时，由于发电机励磁回路中存在励磁电流和发电机输出电压的磁滞效应，反复调节励磁电流使得在同一点的励磁电流下测出两个不同的输出电压。2 怎样改变直流发电机输出电压的极性？答：有两种方法，1改变发电机的励磁电压的极性，2改变发电机转速的方向。3在测定空载特性和外特性时，应搞清楚哪些量须保持不变，读去哪些数据。答：测定发电机空载特性时，应保证发电机转速不变，读取不同励磁电流下的发电机输出电压。测定他励发电机外特性时，应保证发电机转速和励磁电流不变，读取不同负载电流下的发电机输出电压。测定并励发电机外特性时，应保证发电机转速和RP2的

6、阻值不变，读取不同负载电流下的发电机输出电压和励磁电流。实验二. 他励直流电动机的工作特性与调速性能的测定一、实验目的：1熟悉他励直流电动机的起动及调速方法。2他励直流电动机的工作特性测定。二、实验内容：1在额定电压与额定励磁电流的条件下，测定直流电动机的工作特性。2在负载基本不变的情况下，分别改变电枢回路电阻R2，电源电压U与励磁电流If的大小，测定直流电动机的转速三、实验仪器和设备：1电机机组一套： （直流电动机交流电动机直流发电机测速发电机编码器）。2直流发电机： 额定功率350W、额定转速 1440r/min、额定电压 165V、额定励磁电流 2.0A、额定励磁电压 200V、额定励磁

7、电流 0.45A。3直流电动机： 额定功率500W、额定转速 1400r/min、额定电压 220V、额定励磁电流 2.3A、额定励磁电压 200V、额定励磁电流 0.35A。4IPS-n电机转速测量仪。5三相调压器：调压范围 0420V/50Hz、视载功率 4KW、电流4A。6直流电压表、电流表、负载单元、可变电阻器和开关导线等。 四、实验线路及参数测量：图2-1 他励直流电动机实验电路1他励直流电动机的负载特性实验实验表2-1 他励直流电动机的负载特性数据U=220 V If=0.40 An/rpm14451421 1411 140613991395Ia/A0.57 1.20 1.50 1

8、.60 1.81 1.882他励直流电动机改变电枢回路电阻Ra的调速方法实验表2-2 他励直流电动机电枢回路串电阻调速数据I =1.0 A If= 0.40 AR/ 0 40 60 70 80 100n/rpm 1432 1162 1028 963 896 6183 直流电动机改变电压的调速方法实验表2-3 他励直流电动机调压调速数据I=1.0 A If=0.40 AU/V 220 180 160 150 140 100n/rpm 1432 11621028 963 896 6184 他励直流电动机改变励磁电流的调速方法实验表2-4 他励直流电动机励磁调速数据U=220 V I= 1.60 A

9、If/A0.40 0.35 0.30 0.26 0.24 0.2n/rpm1406 1450 1501 156516021690五、特性曲线1按实验数据，画出他励直流电动机的工作特性曲线。2按调速实验数据，在同一坐标中画出他励直流电动机的调速特性曲线。六、思考题1他励直流电动机在运行时，励磁回路突然断线（即失磁）直流电动机会出现什么现象？答：他励直流电动机在运行时，由于发电机励磁回路中存在励磁电流和发电机输出电压的磁滞效应，反复调节励磁电流使得在同一点的励磁电流下测出两个不同的输出电压。5 怎样改变直流电动机的转速方向？答：有两种方法，1改变电动机的励磁电压的极性，2改变电动机电枢电压的极性。

10、3在弱磁调速时，为什么不能把励磁电流降得很低。答：测定发电机空载特性时，应保证发电机转速不变，读取不同励磁电流下的发电机输出电压。测定他励发电机外特性时，应保证发电机转速和励磁电流不变，读取不同负载电流下的发电机输出电压。测定并励发电机外特性时，应保证发电机转速和RP2的阻值不变，读取不同负载电流下的发电机输出电压和励磁电流。实验三. 他励直流电动机参数测定一、 实验目的：掌握用物理和电子电路技术方法来测量和计算电动机的主要参数。二、实验内容：1测定直流电动机的额定励磁电流。2测定直流电动机电枢及励磁绕组的电阻及电感。3测定直流电动机空载损耗曲线P0=f(n)。4测定电动机从切断电流到转子静止

11、时的转速随时间变化关系n=f(t)。5阅读直流电动机电气参数和飞轮矩的测定方法（见附表）三、实验仪器和设备：1电机机组一套： （直流电动机交流电动机直流发电机测速发电机编码器）。2直流发电机： 额定功率350W、额定转速 1440r/min、额定电压 165V、额定励磁电流 2.0A、额定励磁电压 200V、额定励磁电流 0.45A。3直流电动机： 额定功率500W、额定转速 1400r/min、额定电压 220V、额定励磁电流 2.3A、额定励磁电压 200V、额定励磁电流 0.35A。4IPS-n电机转速测量仪。5三相调压器：调压范围 0420V/50Hz、视载功率 4KW、电流4A。6直

12、流电压表、电流表、负载单元、可变电阻器和开关导线等。 四、实验线路及参数测量：1电枢与励磁回路中电阻的测量图3-1a 测电枢电阻电路 图3-1b测励磁电阻电路 如图3-1a在电枢回路中通入直流电，励磁回路不通电。根据电枢电压及电流比值可得到电枢电阻 Ra=Ua/la= 17 / 2.32 =7.33 。如图3-1b在励磁回路中通入直流电，电枢回路不通电。根据电枢电压及电流比值，可得到励磁电阻 Rfa=Uf/If= 163 /0.35 = 465.7 。2电枢与励磁绕组电感的测量图3-2a测电枢电感电路 图3-2b测励磁电感电路如图3-2a在电枢回路中通入交流电，励磁回路不通电。根据电枢交流电压

13、及电流比值，可得到电枢阻抗Zx=U/I=220 / 2.0 = 110 由Z2x=R2a+X2a及Xa=2fL，电枢电感 /2f= 0.35 H =如图3-2b在励磁回路中通入交流电，电枢回路不通电。根据励磁交流电压及电流比值，可得到励磁阻抗Rfx=U/I=220 / 0.025 = 8800 由Z2fx=R2fa+X2fa及Xa=2fLf，励磁电感 /2f= 8787.67 /314 = 27.9 H3测定n=f(t)停车曲线及P0=f(n)曲线实验表3-1 各项数据填如其中：n/rpm14421400 1350 1300 1280 1250t/sUa/VIa/APo/W电动机在额定励磁电流

14、情况下起动，升速到不同转速。断开电枢电流，测定电动机由不同转速自由停车所需时间。另外，在不同转速下记录相应的电枢电压及电流，则空载损耗可由下式求出：P0=Uala-la2Ra= =图3-3飞轮矩实验电路五、特性曲线1测量电动机的平均电枢饶阻和电感。2画出n=f(t)，Po =f(n)曲线。六、思考题1如何进行直流电动机电枢电感及励磁绕组电阻和电感的测量？答：他励直流电动机在运行时，由于发电机励磁回路中存在励磁电流和发电机输出电压的磁滞效应，反复调节励磁电流使得在同一点的励磁电流下测出两个不同的输出电压。2自由停车时为什么要保持直流电动机励磁电流不变？答：有两种方法，1改变电动机的励磁电压的极性

15、，2改变电动机电枢电压的极性。3在弱磁调速时，为什么不能把励磁电流降得很低。答：测定发电机空载特性时，应保证发电机转速不变，读取不同励磁电流下的发电机输出电压。测定他励发电机外特性时，应保证发电机转速和励磁电流不变，读取不同负载电流下的发电机输出电压。测定并励发电机外特性时，应保证发电机转速和RP2的阻值不变，读取不同负载电流下的发电机输出电压和励磁电流。实验四. 直流拖动实验一、实验目的：1学习用实验方法求直流电动机转速反接制动和回馈制动的工作情况。2了解直流电动机在这两种制动特性下的工作状况。二、实验内容：1使直流电动机运行在人为特性上。2检查直流发电机输出电压极限。3测定直流电动机反接制

16、动运行数据。4测定直流电动机回馈制动运行数据。三、实验仪器和设备：1电机机组一套： （直流电动机交流电动机直流发电机测速发电机编码器）。2直流发电机： 额定功率350W、额定转速 1440r/min、额定电压 165V、额定励磁电流 2.0A、额定励磁电压 200V、额定励磁电流 0.45A。3直流电动机： 额定功率500W、额定转速 1400r/min、额定电压 220V、额定励磁电流 2.3A、额定励磁电压 200V、额定励磁电流 0.35A。4IPS-n电机转速测量仪。5三相调压器：调压范围 0420V/50Hz、视载功率 4KW、电流4A。6直流电压表、电流表、负载单元、可变电阻器和开

17、关导线等。 四、实验线路及参数测量：图4-1直流拖动实验1测定直流电动机反接制动运行数据。实验表4-1直流电动机转速反接制动数据n/rpm 870 681 560 0230390Ia/A 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0Ifd/A 1.62 1.74 1.84 1.91 2.10 2.202测定直流电动机回馈制动的运行数据。实验表4-2直流电动机回馈制动数据n/rpm934986 1012 1044 1078 1107Ia/A 0.92 0.66 0.34 0 0.29 0.61Ifd/A 0.97 1.04 1.22 1.38 1.57 1.66五、特性曲线1在直角坐标上，画出

18、直流电动机反接制动特性曲线n=f（）。2在直角坐标上，画出直流电动机回馈制动特性曲线n=f（）。六、思考题1如何判断直流电动机运行在转速反接制动，还是回馈制动状态？答：他励直流电动机在运行时，由于发电机励磁回路中存在励磁电流和发电机输出电压的磁滞效应，反复调节励磁电流使得在同一点的励磁电流下测出两个不同的输出电压。2自由停车时为什么要保持直流电动机励磁电流不变？答：有两种方法，1改变电动机的励磁电压的极性，2改变电动机电枢电压的极性。3直流电动机在回馈制动时，转速能为零吗？为什么？。答：测定发电机空载特性时，应保证发电机转速不变，读取不同励磁电流下的发电机输出电压。测定他励发电机外特性时，应保

19、证发电机转速和励磁电流不变，读取不同负载电流下的发电机输出电压。测定并励发电机外特性时，应保证发电机转速和RP2的阻值不变，读取不同负载电流下的发电机输出电压和励磁电流。实验五. 单相变压器空载，短路和负载实验一、实验目的：1通过空载，短路试验确定单相变压器的参数。2通过负载实验测定单相变压器运行特性。二、实验内容：1变压器空载实验（1）测量当原边（低压边）加电压U10=Uie，副边开路时的空载电流I10,功率Po及副边开路电U20。（2）做空载特性U10=f(I10)。自U10=(1.1-1.2)Uie开始往下做。2变压器短路实验副边（低电压）短路，测量当原边（高电压）通入电流Ik=Iie时

20、的原边短路电压Uk功率Pk。3变压器负载实验当原边（高电压）加电压U1=Uie，副边（低压边）电流I2=I2e，功率因数cos=1时的原，副功率P1,P2。电压U2及电流I1。逐渐减小负载测58组数据。三、实验仪器和设备：1单相变压器： 220V/110V 50Hz。2三相调压器：调压范围 0420V/50Hz、视载功率 4KW、电流4A。3交流电压表、电流表、万用表和负载单元。四、实验线路及参数测量：1空载实验（1）实验线路如图5-1，低压边通过调压器接于电源，高压边开路。图5-1 空载实验电路（2）实验步骤a调压器手柄置于输出电压为零时，接通电源。b调电压至U10=Uie,记下I10，Po

21、及U2值。c作空载曲线。调电压至U10=(1.1-1.2)Uie，然后逐步降低电压，作7-8个点，记录U10及I10为止。（3）实验数据当U10=Uie=110伏时 I10=0.07安P0=7.7瓦 U20=218伏U/V 30 50 70 90110 132Io/A 0.01 0.02 0.03 0.05 0.07 0.18Po/W2短路实验（1）线路如图5-2，高压边通过调压器接子电源，底压边短路。图5-2 短路实验电路（2）实验步骤a注意合闸时调压器的输出电压必须为零。b监视电流表，缓慢地增加电压，至电流达到变压器高电压的额定电流(Ik=le1)时为止。c读取Ik,Vk和Pkd将电压将到

22、零，然后拉开刀闸。（3）实验数据当Ik=Iie=0.5安时 Uk= 伏 Pk= 瓦 。3负载实验（1）线路如图5-3所示，高压边通过调压器接于电源，低压边接负载（cos=1）。（2）实验步骤a调压器置于输出电压为零的位置。b合上刀闸K1，调节调压器，逐步升高电压到变压器原边电压U1=Uie，并检查副边电压U2。c刀闸K2逐渐增加负载，注意电流值的增加不许超过变压器的副边额定电流值I2e，在加负载的同时必须随时维持原边电压不变。到U1=Uie，I2=I2e为止dU1=Uie，I2=I2e时的I1,U2,P1,P2值。e测量完毕后，先减负载，然后调压器电压退至零图5-3 负载实验电路（3）实验数据

23、当U1=Uie= 伏 I2=I2e=安时I1=安P1=瓦P2= 瓦 U2=伏。五、特性曲线1根据实验数据：（1）U10=f(I10)曲线（2）变比U20/U10（3）额定电压时的空载损耗六、思考题1单相变压器短路实验时，在通电后必须先保证调压器的输出电压为零？答：2 变压器除了改变电压等级外，还有什么作用？实验六. 三相变压器的极性和连接组的测定一、实验目的：1掌握用实验测定三相变压器绕组极性的方法。2学会用实验方法确定变压器的连接组。二、实验内容：1测定三相变压器的极性。2把三相变压器联成Y/Y-12，并校对之。3把三相变压器联成Y/-11，并校对之。三、实验仪器和设备：1三相变压器： 每组

24、 220V/110V 50Hz。2三相调压器：调压范围 0420V/50Hz、视载功率 4KW、电流4A。3交流电压表、电流表、万用表和负载单元。四、实验线路及参数测量：1测定三相变压器原，副边的极性和芯式变压器的相间极性实验线路如图6-1和图6-2。图6-1 原副边极性测定线路 图6-2 高压边极性测定线路2Y/Y-12联接组校核实验表6-1 测量值和校核值记录测 量 值校核值UAB/VUab/VUab/VUCc/VUBc/VUBb/VUcc/VUBc/V图6-3 Y-Y-12联接组校核线路 图6-4 Y/Y-12联接组号电位势图3Y/-11连接组校核图6-5 Y/-11联接组校和线路 图6

25、-6 Y/11连接组号电位势图实验表6-2 中测量值和校核值记录：测 量 值校核值UAB/VUab/VUab/VUCc/VUBc/VUBb/VUcc/VUBc/V五、特性曲线1将校核公式的计算结果与实验结果进行分析，比较2你对本实验的心得体会。六、思考题1校核连接组时，为何把A,a点连接起来实验七. 异步电动机参数的测定一、实验目的：1掌握异步电动机得空载，短路实验方法。2求异步电动机的损耗。3求异步电动机的参数，画出“T”型等值电路二、实验内容：1用伏安法测定冷态下的定子绕组电阻R。2作异步电动机的空载实验，测定空载特性曲线，U10=f(I10),P10=f(U210),其中P10为已除去空

26、载时定子铜耗。3异步电动机的短路实验，测定短路特性曲线Ik=f(Uk),Pk=(Uk)三、实验仪器和设备：1电机机组一套： （直流电动机交流电动机直流发电机测速发电机编码器）。2交流异步电动机： 额定功率500W、额定转速 1440r/min、额定电压 220V、额定电流 2.3A。3直流发电机： 额定功率350W、额定转速 1440r/min、额定电压 220V、额定励磁电流 2.3A、额定励磁电压 200V、额定励磁电流 0.35A。4IPS-n电机转速测量仪。5三相调压器：调压范围 0420V/50Hz、视载功率 4KW、电流4A。6交直流电压表、电流表、负载单元、可变电阻器和开关导线等

27、。 四、实验线路及参数测量：图7-1 伏安法测定定子绕组电阻电路1测量定子绕组冷态电阻如图7-1所示，测量时可逐相测量，也可以三相串联测量。若逐相测量，则定子绕组电阻应取三相的平均值R。ra、rb和rc为定子每相绕组电阻。R=U/(3*I)= 31/（3*2.0）=5.17 2空载实验图7-2 三相异步电动机空载实验电路实验表7-1 三相异步电动机空载实验电路U10/V43 100 120 140 180 220I10/A 1.6 0.8 0.85 0.95 1.20 1.60P1/WP2/WP10/Wn/rpm 01341 1376 1398 1418 1428其中：P10=P1+P2，P1

28、,P2为两个单相功率表读数3短路实验（堵转实验）（1）实验线路如图7-3所示，做短路实验时，异步电动机定子接成或均可本说明以接法为例，转子三相短接并堵转电动机（2）调节调压器，使其输出为零，合上.（3）缓慢增加电压，检视电流表，使Ik=Iie，然后从Iie减至零，逐点记录Uk,Ik,Pk值填入表7-2中。（注意要记下Ik=Iie时的Uk,Pk值）（4）数据测量完毕，使调压器输出为零，再断开关。其中：Pk=P1+P2 = = (W)Ik= (IA+IB+IC) /3 = = (A )Uk=(UAB+UBC+UCA)/3= = (V )图7-3 三相异步电动机短路实验电路实验表7-2 三相异步电动

29、机短路实验数据nk=0Uk/V 56 53 50 47 42 10Ik/A 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 0.2Pk1/WPk2/WPk/W五、特性曲线1求定子冷态电阻r1=1/3(r1A+r1B+r1C) 折合到75时，r1(75)=r1(0)*(234.5+0)其中：0为室内温度（）2由空载实验求出（1）U10=f(I10) 曲线（2）P10=f(U210) 曲线。将机械损耗P2和铁损耗PFe分开式中：P10=P10-3I210R=P2+PFe（3）额定电压时的励磁损耗参数rm、Xm、Zm。Z0=U10/I10 r0=P10/(3I210) X0=(Z20-r20)Xm=X0/X

30、1 rm=PFe/(3I210) Zm=(1m+X2m)3由短路实验求出（1）Ik=f(Uk)曲线（2）Pk=f(Uk)曲线（3）额定电流是的短路参数Zk=Uk/Ik rk=Pk/(3I2k) Xk=(Z2k-r2k) 折合到75时rk(75)=rk()*(23.5+75)/(234.5+)Zk(75)= (rk(75)+X2k)r2(75)=rk(75)-r1(75) X2=X1=1/2Xk画出型等值电路，标明阻抗的欧姆值六、思考题1异步电动机额定转速为什么要低于该电动机的同步转速？答： 2如何改变异步电动机转向，为什么？答：。实验八. 三相异步电动机的工作特性一、实验目的：1用实验的方法求

31、三相异步电动的工作特性。二、实验内容：1测量三相异步电动机的工作特性。三、实验仪器和设备：1电机机组一套： （直流电动机交流电动机直流发电机测速发电机编码器）。2交流异步电动机： 额定功率500W、额定转速 1440r/min、额定电压 220V、额定电流 2.3A。3直流发电机： 额定功率350W、额定转速 1440r/min、额定电压 220V、额定励磁电流 2.3A、额定励磁电压 200V、额定励磁电流 0.35A。4IPS-n电机转速测量仪。5三相调压器：调压范围 0420V/50Hz、视载功率 4KW、电流4A。6交直流电压表、电流表、负载单元、可变电阻器和开关导线等。 四、实验线路及