电机实验教程(最新版)

1、 西南交通大学硕士研究生学位论文 第 - 100 - 页电 工 电 子 实 验 中 心实 验 指 导 书 电机与电力拖动基础实验教程二九 年 十 月高等学校电工电子实验系列电机与电力拖动基础实验教程主编 曹玉东 潘慧梅攀枝花学院电气信息工程学院电工电子实验中心内容简介内容简介本书以DSZ-1型电机系统实验装置为主线，详细介绍了电机学，电机与拖动基础、电机与电力拖动等课程的实验及相关的实验原理、实验装置等。本书可供电气工程及自动化、机电一体化、自动化及其他电气类、自动化类大中专学生作为“电机学”、“电机与拖动基础”、“电机与电力拖动基础”等课程的实验教学用书。前言前 言电机与电力拖动实验课是电气

2、工程、自动化等专业教学中的一个重要教学环节。电机与电力拖动实验教材是根据电机与电力拖动实验教学大纲，配合DSZ-1型电机系统实验装置而编写的。DSZ-1型电机系统实验装置的最大优点是：整套装置保护系统齐全，操作方便，有利于放手让学生进行实验，真正做到每位学生都能既动手又动脑，充分调动每位学生的主观能动性和创新性，有利于培养学生分析和解决问题的能力。本书共分两部分：第一部分为电机与电力拖动实验的基本要求和方法；第二部分为具体实验内容。本书的编写意图注重启发式的实验教学方法，将理论知识、专业技术知识因势利导地传授给学生，使理论、专业技术知识和实验原理、方法有较强的可读性和可操作性。通过实验让学生掌

3、握电机及电力拖动的工作原理。全书由攀枝花学院电气信息工程学院及电工电子省级实验示范中心曹玉东、潘慧梅老师主编。由于作者水平有限，书中错误之处在所难免，恳请广大师生及读者提出宝贵意见及建议。 编 者 2009年10月目 录目 录电机与电力拖动实验的基本要求和方法I实验一 直流电机认识实验- 1 -实验二 直流发电机特性实验- 4 -实验三 直流并励电动机- 10 -实验四 单相变压器实验- 14 -实验五 三相变压器实验- 21 -实验六 三相变压器的联接组和不对称短路（综合实验）- 29 -实验七 三相鼠笼式异步电动机的工作特性- 42 -实验八 三相异步电动机的起动和调速实验（综合实验）-

4、50 -实验九 三相同步发电机的运行特性（综合实验）- 55 -实验十 三相同步发电机的并联运行- 55 -实验十一 系统供电的直流他励电动机的机械特性- 55 -实验十二 直流他励电动机的机械特性- 55 -实验十三 三相异步电动机力矩与电压关系（设计实验）- 55 -参考文献.77附录.78电机与电力拖动实验的基本要求和方法电机与电力拖动实验的基本要求和方法一、电机与拖动实验的基本要求电机与电力拖动实验课的目的是通过实验环节来巩固和加深对电机与电力拖动理论的理解，是对学生进行实验基本方法和操作技能的训练。要求学生根据实验目的，能拟定实验方法、实验线路，正确选择仪表及其量程，制定实验步骤、测

5、取数据，并进行分析与比较从而得出正确结论和提出问题，最后写出实验报告。在实验过程中，要求学生思想集中，态度认真，掌握实事求是的科学方法并做到每位学生都能参与实验操作。具体地说要求每位学生做到：1、实验前的准备 实验前应按实验目的，预习与实验有关的课程、仪表使用方法。认真阅读实验指导书中的实验目的、内容、方法、步骤和注意事项，列出测取数据的表格。抄录被试电机的铭牌、实验设备和仪表的型号与规格，并完成事先要求的参数计算，写出实验预习报告。2、实验的进行 （1）、实验是以小组为单位进行，采用DSZ-1实验装置每小组4人；（2）、熟悉被试电机机组、设备和仪表的型号和有关的技术数据，将设备、仪表布置在恰

6、当位置上便于接线、测取数据和实验操作。 （3）、根据实验线路图接线，接线要求连接导线长短与粗细恰当、整齐简单便于操作和检查。一般接线原则是：先接串联主回路，再接并联支路。即先从电源一端点开始，依次串接各设备、仪表和开关等，最后回到电源另一端点，然后再接各并联支路。（4）、在实验线路接好后，要经指导老师检查确认正确无误，并招呼全组同学注意，才准合闸电源，起动电机，并观察起动过程是否正常，若出现异常应立即切断电源，检查原因，排除故障，经指导老师再度认可后，才能迸行逐项实验测取数据，并随时注意实验情况是否正常数据是否合理，待实验内容全部完成后应请指导老师检查测取数据是否合乎正常范围，经同意后方可折除

7、接线并整理好实验台仪表、导线和工具。3、实验报告 实验报告是根据实验目的、内容和测取的数据以及实验进行中发生的现象，经分析、比较和研究后写出的实验总结它是培养学生独立工作能力和基本工程技木训练的一个重要的教学环节。因而每位学生都应认真独立完成、实验报告内容要简明轭要，图文清晰，结论明确。二、电机与拖动实验室安全操作规程为了确保实验时的人员安全和设备安全，参加实验的人员都应严格遵守实验室的安全操作规程。安全操作规程如下： 1实验前每位学生都应认真阅读实验指导书中内容、注意事项和仪表正确使用方法，并写出实验预习报告，方可参加实验。 2不允许带电操作。3接好实验线路或每次实验中途改接线路后，必须经实

8、验措导老师检查，认为正确无误，并招呼同组实验人员引起注意后，方可准许合闸电源开关。 4在实验过程中如发生事故不要惊慌，应立即切断电源，保护现场。并报告指导老师，待查明原因和妥善处理后，经指导老师同意方可继续进行实验。5实验时应将围巾、手套脱下，并注意衣服（尤其是裙子）、发辫、导线等不要靠近电机旋转部分以防卷入；严禁用脚和手促使电机制动或起动 6实验室总电源由指导老师掌管，学生不得操作。II实验一 直流电机认识实验实验一 直流电机认识实验一、 实验目的1 进行电机实验的安全教育和明确实验的基本要求。2 认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件。3 学习直流并励电动机的接线、起动、改变电

9、机转向以及调速的方法。二、 预习内容1 直流电机起动的基本要求。2 直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？3 直流电动机起动时，励磁回路串联的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？三、 实验项目1 了解DSZ-1实验装置中电机实验台D01的直流稳压电源、测功机、变阻器、多量程直流电压电流表D41、电动机D17的使用方法。2 直流并励电动机电枢串联电阻起动。3 改变串入电枢回路电阻或改变串入励磁回路电阻时，观察电动机转速变化情况。四、 实验线路及操作步骤1 讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍装置的使用方法。2 仪表和变阻器的选择仪表的量程是根据电机的额定值和实验中可能

10、达到的最大值来选择。（1）电压量程的选择如测量电动机两端为220伏的直流电压，选用D41的300伏量程档的直流电压表。由于电表在满刻度的70%左右测量精度最佳以及用高量程测量低电压时相对误差大，因此不应选用450伏档。（2）电流量程的选择因为额定电流为1.1安，测量电枢电流的电表A1可选用D41的2A量程档的直流电流表。额定励磁电流小于0.16安，电流表A2选用200毫安量程档。（3）变阻器的选择变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定。3 直流并励动机的起动实验线路如图1-1所示。图中为直流并励电动机，选用D17，额定功率PN=185W，额定电压UN=220V，额定

11、电流IN=1.1A，额定转速nN=1600r/min，额定励磁电流IN<0.16A。为测功机，测速发电机。直流电压电流表选用D41。Rf选用阻值为3000欧，电流为0.22安的变阻器，作为直流并励电动机励磁回路串接的电阻。这两只变阻器附设在D01的右侧。接线完毕，把直流电机与测功机之间用联轴器直接联接，由测速发电机测量电动机的转速。直流220伏电源由D01右测可调直流稳压电源提供。实验前应将电压调节旋钮调整到中间位置，起动后应检查电压是否可调，如发现电压不能调节，应关机检查原因。图11直流并励电动机接线图 4. 并励电动机的起动步骤（1）接线时应切断电源。接好线后检查接线是否正确，电表的

12、极性、量程选择是否对，励磁回路接线是否牢靠。然后，将起动电阻R1调到阻值最大位置，磁场调节电阻Rf调到最小位置，作好起动准备。（2）将电源控制屏D02上钥匙开关转到开的位置，面板上红色指示灯亮，再按下D02面板上带绿色指示灯开的按钮，绿灯亮红灯熄。（3）打开D01右面面板上的直流电源按钮，电动机接入电源，电机起动，电压表和电流表均有读数。（4）电动机起动时，注意观察D01面板上转速表指针偏转方向，若不正确，可拔动面板上转速正、反向开关来纠正。调节直流电源调压旋钮，使电动机端电压加到220伏。减小起动电阻R1，直至短接，起动完毕。5.调节并励电机的转速分别改变串入电枢回路的调节电阻和励磁回路的调

13、节电阻，观察转速变化情况。6.改变电动机的转向切断电源，将电枢两端或励磁绕组两端接线对调后，起动电机，观察电动机转向及转速表指针偏转方。五、注意事项1、D41直流电压电流表的九芯插头，应插到实验台的九芯插座中。2、测量前注意仪表的量程、极性及接法，测量时按下测量键。3、直流电源启动前应将电压调切旋钮调整到中间位置，起动后电压可在160-250伏的范围内均匀调节。如发现输出电压不可调或调节范围偏小，应关机检查线路，如发现输出电压为0伏，则应检查保险丝是否熔断，一旦确准电源有故障，应及时检查，待修复后方可使用。六 实验报告1、画出直流并励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻R1

14、和磁场调节电阻Rf应调到什么位置？为什么？2、增大电枢回路的调节电阻，电机的转速是如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？3、用什么方法可以改变直电动机的转向？4、为什么要求直流并励电动机回路的接线要牢靠？- 78 -实验二 直流发电机特性实验实验二 直流发电机特性实验一、 实验目的1 掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性2 通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件二、 预习要点1 什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取？2 做空载实验时，励磁电流为什么必须单方向调节？3 并励发电机的自励条件有哪些？4 如何确定复励发电机是积

15、复励还是差复励？三、 实验项目1 直流他励发电机（1） 空载特性保持nnN和I0，测取U0f(If)。（2） 外特性保持nnN和IfIfN，测取Uf(I)。（3） 调节特性保持nnN和UUN，测取Iff(I)。2 直流并励发电机（1） 自励条件（2） 外特性保持nnN和Rf常值，测取Uf(I)。3 直流复励发电机积复励发电机外特性保持nnN和Rf常值，测取Uf(I)。四、 实验线路及操作步骤实验直流发电机选用电机编号为D13，其额定点PN=100W,UN=200V，IN=0.5A,nN=1600r/m。1 他励直流发电机他励发电机的空载、调整及外特性三个实验内容都按图2.1接线。 图2.1 直

16、流他励发电机接线图图中为D17直流电动机，为D13直流发电机，其额定值PN=100W，UN=200V，IN=0.5A，nN=1600r/min。、和涡流测功机通过联轴器直接连接，R2为发电机的负载电阻，选用D51，采用串并联的2250欧，当负载电流大于0.4安时用并联部分，而将串联部分调至最小，否则将烧坏串联部分电阻。Rf2选用D51，采用分压器接法，阻值为900，开关S选用D61开关箱，直流电流电压选用D41。（1）空载特性打开S1，S2开关，把Rf2调至输出电压最小的位置，选好电压电流表量程，起动直流电动机，从测功机端观察机组的转向应符合逆时针方向旋转。调节电动机电枢电阻R1到最小，电动机

17、输入电压为220V，调节电动机磁场调节电阻Rf2，使发电机转速达额定值，并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。合上发电机励磁电源开关S1，调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达U0=1.25UN为止。在保持n=nN的条件下，从U0=1.25UN开始，单方向调节分压器电阻Rf2，使发电机励磁电流逐渐减小，直至If20。每次测取发电机的空载电压U0和励磁电流If，共取78组数据，记录于表2.1中。其中U0=UN和If=0两点必须测取，并在U0=UN附近测点应较密。表2.1 n=nN=_r/minU0(V)If(A)（2）外特性在空载实验后，把发电机负载电阻R2调至最大值，合上负载开关

18、S2，同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机的n=nN，U=UN，I=IN，该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定电流If2N，在保持n=nN和If2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载电阻R2，即减小发电机负载电流。从额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U和电流I ，直至空载（拉开开关S2），共取67组数据，记录于表2.2中。其中额定和空载两点必测。表2.2 n=nN=_r/min If=IfN=_AU(V)I(A)（3）调整特性合上S1开关，调节发电机的磁场调节电阻Rf2，使发电机空载时达额定电压，在保持发电机转速n=nN条

19、件下，合上负载开关S2，调节负载电阻R2，逐渐增加发电机输出电流I，同时相应调节发电机励磁电流If2，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机的空载至额定负载范围内测取发电机的输出电流I和励磁电流If，共取56组数据记录于表2.3中。实验完毕，切断电源。表2.3 n=nN=_r/min U=UN=_AI(A)If(A)2 并励直流发电机并励直流发电机自励条件和外特性实验都按图2.2接线。 图2.2 直流并励发电机接线图（1）自励条件电阻Rf2调至最大，起动电动机后，调节电动机的转速，使发电机转速n=nN。用直流电表测量发电机是否有剩磁电压，可将并励绕组改接他励发进行充磁，但在做完他励发电机实

20、验后进行该实验，其剩磁电压一定存在。逐渐减小Rf2观察发电机电枢两端的电压，若电压逐渐上升，说明满足自励条件，如果不能自励建压，将励磁回路的两个端头对调连接即可。（2）外特性在并励发电机自励建压后，调节负载电阻R2到最大，合上负载开关S2，同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时Rf2的值和n=nN不变的条件下，逐步减小负载（即增大电阻R2），直至I=0，从额定到空载运行范围内测取发电机的电压U和电流I，共取67组数据，记录于表2.4中，其中额定和空载两点必测。实验完毕，切断电源。表2.4 n=nN=_r/m

21、in Rf=常值U(V)I(A)3 复励发电机实验电路按图2.4接线，实验所需设备与他励直流发电机实验相同。2.3复励发电机接线图量程选择除了Rf2阻值改为1800（2个900串联），C1C2为串励绕组，其余同他励直流发电机实验。（1）积复励和差复励的判别先合上开关S1，将串励绕组短接，使发电机处于并励状态运行，按上述并励发电机外特性实验方法，调节发电机输出电流I=0.5IN。然后打开短路开关S1，在保持发电机n，Rf2和R2不变的条件下，观察发电机端电压的变化，若此时电压上升即为积复励，若电压降低为差复励。如要把差复励改为积复励。对调串励绕组接线即可。（2）积复励发电机的外特性实验方法与测取

22、并励发电机的外特性相同。先将发电机调到额定运行点，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时Rf2的值和n=nN不变的条件下，逐步减小发电机负载（即增大电阻R2），直至I=0，从额定到空载运行范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，共取67组数据，记录于表2.55中，其中额定和空载两点必测。实验完毕，切断电源。表2.5 n=nN=_r/min Rf=常值U(V)I(A)五、 注意事项1、 起动直流电动机，R1调到最小，起动完毕，R1调到最小。2、 做外特性是，当电流超过0.4安时，R2中串联的电阻调至零，以免损坏。六、 实验报告 1、根据空载实验数据，作出空载特性曲线，由空载特性曲线计算出被试电

23、机的饱和系数和剩磁电压的百分数。2、在同一坐标上绘出他励、并励和复励发电机的三张外特性曲线。分别计算三种励磁方式的电压变化率：U=×100并分析差异的原因。3、 绘出他励发电机调整特性曲线，分析在发电机转速不变的条件下，为什么负载增加时，要保持端电压不变，必须增加励磁电流的原因。七、 思考题1、 并励发电机不能建立电压有哪些原因？2、 在发电机-电动机组成的机组中，当发电机负载增加时，为什么机组的转速会边低？为了保持发电机的转速n=nN，应如何调节？实验四 单相变压器实验实验三 直流并励电动机 一、实验目的1掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。2掌握直流并励电动机的

24、调速方法。 二、预习要点 1什么是直流电动机的工作特性和机械特性? 2直流电动机调速原理是什么? 三、实验项目 1工作特性和机械特性保持UUN和IfIfN不变，R1=0，测取n、M2、nf(Ia)及n=f(M2)。 2调速特性 (1)改变电枢电压调速 保持UUN，IfIfN常值，M0常值，测取nf(Ua)。 (2)改变励磁电流调速 保持UUN，M2常值，R10，测取nf(If)。四、实验线路及操作步骤 1、并励电动机的工作特性和机械特性实验线路如图3.1所示。图3.1直流并励电动机接线图电机选用D17直流并励电动机，测功机作为电动机负载。按实验一方法起动直流并励电动机，其转向从测功机端观察为逆

25、时针方向。将电动机电枢调节电阻Rl调至零，同时调节直流电源调压旋钮，测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf，调到其电机的额定值UUN，IIN，nnN，其励磁电流即为额定励磁电流IfN，在保持U=UN和IIfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即将测功机的加载旋钮逆时针转动直至零。测取电动机输入电流I，转速n和测功机的转矩M，共取67组数据，记录于表3.1中，即为电机的自然机械特性。表3.1 U=UN _V If=If N_A R1_实验数据I(A)n(r/min)M2(N·m）计算数据Ia(A)P2(W)(%)表中Ra对应于环境温度00C时电动即电枢回路的总电阻，可由实验室给出

26、。2调速特性 (1) 改变电枢端电压的调速 直流电动机起动后，将电阻Rl调至零，同时调节负载(测功机)、直流电源及电阻Rf ，使UUN，I0.5IN，IfIfN，保持此时的M2的数值和IfIfN，逐次增加R1的阻值，即降低电枢两端的电压Ua，Rl从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和输入电流I，共取56组数据，记录于表3.2中。表3.2 If=IfN_A M2=_N·mUa(V)n(r/min)I(A)Ia(A) (2) 改变励磁电流的调速直流电动机起动后，将电阻Rl和电阻Rf调至零，同时调节直流调压旋钮和测功机加载旋钮，使电动机UUN，I0.5IN，IfIfN ，保持

27、此时的M2数值和UUN的值，逐次增加磁场电阻Rf，直至n1.3nN，每次测取电动机的n、If和I，共取56组数据，记录于表3.3中。表3.3 U=UN _V M2=_N·mn(r/min)If (A)I(A)Ia(A)（3）能耗制动为了实验方便，DSZ1电机实验装置配有直流电动机能耗控制箱，编号为D62。接线前，先将D62箱体背面两芯头插入实验台的两芯插座中。接线图如图3-2所示。图中D52作为能耗制动电阻RL接到面板上R、R、两接线柱。电动机电枢的两个端分别接到A+、A-接线柱。起动电阻R1接到C+、C-两接线柱。并励绕组与磁场调节电阻Rf串联后接到F+、F-两接线柱。 图3-2

28、并励电动机能耗制动接线图五、实验报告 1由表31计算出Ia、P2和，并绘出n、M、nf(Ia)及nf(M2)的自然特性曲线。 电动机输出功率 P20.105nM2 式中输出转矩M2的单位为NM，转速n的单位为rmin。 电动机输入功 P1U（IaIfN） 电动机效率 ×100 由工作特性求出转速变化率： n×l00 2由表32在同一坐标纸上画出R1+Ra=100RaN时的人工机械特性曲线。3绘出并励电动机调速特性曲线nf(U)和nf(If)。分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。八、 思考题1并励电动机的速率特性n=f(Ia)为什么是略微下降

29、?是否出现上翘现象?为什么?上翘的速率特性对电动机运行有何影响?2当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会引起电动机转速降低?3当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么?4并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”?为什么？实验四 单相变压器实验一、实验目的1通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。2通过负载实验测取变压器的运行特性。二、预习要点1变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？2在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？3如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。三、实

30、验项目1空载实验测取空载特性U0=f(I0), P0=f(U0)。2短路实验测取短路特性UK=f(IK), PK=f(UK)。3负载实验(1)、纯电阻负载保持U1=U1N,测取U2=f(I2)。(2)、阻感性负载保持U1=U1N，测取U2=f(I2)。四、实验线路及操作步骤1空载实验实验线路如图4.1所示，被试变压器选用D11三相组式变压器，实验用其中的一相，其额定容量PN=76W，U1N/ U2N=220/55V，I1N/I2N=0.345/1.38A。变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。接通电源前，选好所有电表量程，将电源控制屏D02的交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，按下D01面

31、板上带绿色指示灯的交流电源按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=1.2 UN，然后，逐次降低电源电压，在1.20.5UN的范围内，测取变压器的U0、I0、 P0共取67组数据，记录于表4.1中，其中U=UN的点必测，并在该点附近测的点应密些。为了计算变压器的变比，在UN以下测取原方电压的同时，测出副方电压，取三组数据记录于表4.1中。图4.1 空载实验接线图表4.1 实验数据序 号实 验 数 据计算数据U0（V）I0（A）P0（W）UAX（V）COS012345672短路实验：实验线路如图4.2所示，变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。接通电源前，先将

32、交流调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，按上述方法接通交流电源，逐次增加输入电压，直至短路电流等于1.1 IN为止，在1.10.5 IN范围内测取变压器的 UK、IK、 PK，共取45组数据记录于表4.2中，其中I= IK的点必测。并记下实验时周围环境温度（）。图4.2 短路实验接线图表4.2 实验数据序 号实 验 数 据计算数据UK（V）IK（A）PK（W）COSK3负载实验 实验线路如图4.3所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和 S2，接到负载电阻RL 和电抗XL上。RL选用D51,XL选用D53,功率因数表选用D46,开关S1,S2选用D61。（1）纯电阻负载

33、接通电源前，将交流电源调节旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻调至最大，然后合上S1，按下接通交流电源的按钮，逐渐升高电源电压，使变压器输出电压U1=UN，在保持U1=UN的条件下，逐渐增加负载电流，即减少负载电阻RL的阻值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2，共取56组数据，记录于表4.3中，其中I2=0和I2= I2N两点必测。图4.3 负载实验接线图表4.3 COS2=1 U1= UN= 伏序 号U（V）I（A）（2）阻感性负载（COS2=0.8）用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，实验步骤同上，在保持U1= U1N及COS=0.8条件下，逐渐增加负载电流，

34、从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2，共取56组数据记录于4.4中，其中I2=0，I2=I 2N两点必测。表4.4 COS2= 0.8 U1= U2N= V序 号U2（V）I2（A）五、注意事项在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。在空载实验中，交流电压表选用D42,75V档，交流电流表选用D43,0.25A档，功率表选用D44,量程选择75V、0.5A档，COS置于0.5档。在短路实验中，电压表选择30V档，电流表选择0.5A档，功率仍选择75V、0.5A、COS=0.5档。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。六、实验报告1计算变比由空载实验测

35、取变压器的原、副方电压的三组数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。K=UAX/UaX2. 绘出空载特性曲线和计算激磁参数（1） 绘出空载特性曲线 U0= f (I0 ) , P0= f (U0) , COS0=f (U0) 。式中： COS0= （2）计算激磁参数：从空载特性曲线上查出对应于U0= UN时的I0和 P0值，并由下式算出激磁参数3绘出短路特性曲线和计算短路参数(1) 绘出短路特性曲线UK=f ( IK ) 、PK= ( IK )、cosK= f ( IK ) 。(2) 计算短路参数从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK= IN时的U K和 PK值，由下式算出实验

36、环境温度为（）下的短路参数。折算到低压方由于短路电阻rK 随温度而变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75时的阻值。式中：234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应改为228。阻抗电压IK= IN时的短路损耗PKN= IN2 rK754利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“”型等效电路。5变压器的电压变化率u(1) 绘出COS2= 1和COS2= 0.8两条外特性曲线U2= f (I 2) ，由特性曲线计算出I2= I2N时的电压变化率u。u×100 (2) 根据实验求出的参数，算出I2= I2N、COS2=1和I2= I2N、COS2= 0

37、.8 时的电压变化率u。u将两种计算结果进行比较，并分析不同性质的负载对输出电压的影响。6. 绘出被试变压器的效率特性曲线（1）用间接法算出COS2= 0.8 不同负载电流时的变压器效率，记录于表4.5中。式中： I2 * PNCOS2=P2 ， W；PKN为变压器IK =IN 时的短路损耗，W；P0为变压器U0=UN时的空载损耗，W。(2) 由计算数据绘出变压器的效率曲线=f (I2* ) 。(3) 计算被试变压器=max时的负载系数m 。表4.5 COS2= 0.8 P0= W PKN WI*2 （A）P2 （W）0.20.40.60.81.01.2实验五 三相变压器实验实验五 三相变压器

38、实验一、实验目的1. 通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。2通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。二、预习要点1如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。2三相芯式变压器的三相空载电流是否对称。3如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。三、实验项目1测定变比2空载实验测取空载特性U 0 = f (I 0), P0 =f(U0 )3短路实验测取短路特性UK =f(IK ), PK=f(IK) 4纯电阻负载实验保持U2= U1N ，COS2= 1的条件下，测取U2=f（I2）四、实验线路及操作步骤1测定变比 图5.1 三相变压器变比实验接线图实验线路如图5.1所示：被试变

39、压器选用D12三相三线圈芯式变压器，额定容量PN=150/150/150W， UN =220/65.3/50V， IN=0.394/1.36/1.576A，Y/Y接法。实验时只用高、低压两组线圈，中压线圈不用，接通交流电源的操作步骤和单相变压器实验相同，电源接通后，调节外施电压 U1=0.5UN，测取高、低压线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca ，记录于表5.1中。表5.1 测量数据U (V)KAU (V)KBU (V)KCK=UABUabUBCUbcUCAUca2. 空载实验图5.2 三相变压器空载实验接线图实验线路如图5.2所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。接

40、通电源前，先将交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置。选好所有电表量程，电源接通后，调节调压旋钮，使变压器的空载电压U0=1.2UN，并注意三相电压要基本对称，然后逐次降低电源电压，在1.20.5UN范围内，测取变压器三相线电压、电流和功率，共取67组数据，记录于表5.2中，其中U0=UN的点必测。表5.2 测量数据序号实 验 数 据计 算 数 据U （V）I （A）P （W）U0(V)I0(A)P0(W)Cos 0UuvUuwUvwIacIboIcoP01P023短路实验图5.3 三相变压器短路实验接线图实验线路如图5.3所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。接通电源前，应将交流电源

41、调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，接通电源后，逐渐增大电源电压，使变压器的短路电流IK =1.1 IN ，并注意三相电源电压基本对称。然后逐次降低电源电压，在1.10.5IN 的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率，共取45组数据，记录于表5.3中，其中IK = IN 点必测。实验时，记下周围环境温度（），作为线圈的实际温度。表5.3 测量数据 = 序号实 验 数 据计 算 数 据U （V）I （A）P （W）UK(V)IK(A)PK(W)CosKUABUBCUCAIAIBICPK1PK24纯电阻负载实验图5.4 三相变压器负载实验接线图实验线路如图5.4所示，变压器低

42、压线圈接电源，高压线圈经开关S1接负载电阻RL， RL选用D51。将负载电阻RL调至最大，合上开关S1接通电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器的输入电压U1=U1N，并且三相电源基本对称，在保持U1=U1N的条件下，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，测取变压器三相输出线电压和相电流，共取56组数据，记录于表5.4中，其中I2=0和I2=IN两点必测。表5.4 测量数据 U2=U1N = V COS2= 1序 号U （V）I （A）UABUBCUCAU2IAIBICI2五、 注意事项在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置及量程选择。交流电压表选用D42,交流电流表选用

43、D43,空载、短路实验时功率表选用D44、COS=0.4档。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变比。六、 实验报告1. 计算变压器的变比根据实验数据，计算出各项的变比，然后取其平均值作为变压器的变比。表51中 2. 根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数（1） 绘出空载特性曲线 U 0 = f ( I 0 ) 、P 0 = f ( U 0 )、cos0 = f ( U 0 ) 式中（2） 计算激磁参数从空载特性曲线查出对应于U 0 =UN 时的I 0 和P 0 值，并由下式求取激磁参数。3. 绘出短路特性曲线和计算短路参数（1） 绘出短路特性曲线U K = f ( I K ) 、P

44、 K = f ( I K )、cosK = f ( I K ) 。（2） 计算短路参数从短路特性曲线查出对应于I K = I N 时的UK 和 PK值， 并由下式算出实验环境温度时的短路参数。折算到低压方换算到基准工作温度的短路参数为rK75和z K75,计算出阻抗电压。I K = I N 时的短路损耗P KN = 3 IN2rK754利用由空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器的“”型等效电路。5变压器的电压变化率u(1) 根据实验数据绘出COS2= 1时的特性曲线U 2 = f (I2 ), 由特性曲线计算出I 2 = I 2N时的电压变化率u。（2） 根据实验求出的参数，算出I 2 =

45、 I N ，COS2= 1 时的电压变化率u6绘出被试变压器的效率特性曲线（1） 用间接法算出在COS2 = 0.8时，不同负载电流时的变压器效率，记录于表55中。式中 I 2* P N cos2 =P2PN 为变压器的额定容量PKN 为变压器I K =I N时的短路损耗P0 为变压器的U 0 = U N 时的空载损耗（2） 计算被试变压器= max时的负载系数m。表55 COS2= 0.8， P0 = W， PKN = WI 2P2 （W）0.20.40.60.81.01.2实验七 三相鼠笼式异步电动机的工作特性（综合实验）实验六 三相变压器的联接组和不对称短路（综合实验）一、实验目的1.

46、掌握用实验方法测定三相变压器的极性。2. 掌握用实验方法判别变压器的联接组。3. 研究三相变压器不对称短路。4. 观察三相变压器线圈不同的连接法和不同的铁心结构对空载电流和电动势波形的影响。二、预习要点1. 联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。2. 如何把Y/Y12联接组改成Y/Y6联接组以及把Y/11改为Y/5联接组。3. 三相变压器中哪种线圈连接法在不对称短路中点移动最大。4. 三相变压器线圈的连接法和磁路系统对空载电流和电动势波形的影响。三、实验项目1. 测定极性2. 连接并判定以下联接组（1）Y/Y12（2）Y/Y6（3）Y/11（4） Y/53. 不对称短

47、路（1） Y/Y0 12单相短路（2） Y/Y12两相短路4. 测定Y/Y0 连接的变压器的零序阻抗。5. 观察不同连接法和不同铁心结构对空载电流和电动势波形的影响。四、实验线路及操作步骤1. 测定极性（1）测定相间极性被试变压器选用D12三相芯式变压器，用其中高压和低压两组线圈，额定容量PN =150/150W，UN=220/55V，IN=0.394/1.576A，Y/Y接法。用万用表的电阻挡测出高、低压线圈12个出线端之间哪两个相通，并观察其阻值。阻值大为高压线圈，用A、B、C、X、Y、Z标出首末端。低压线圈标记用a、b、c、x、y、z。按照图6.1接线，将Y、Z两端点用导线相联，在A相施加约50% UN 的电压，测出电压UBY、UCZ、若UBC=|UBY-UCZ|，则首末端标记正确；若UBC=|UBY+UCZ|，则标记不对。须将B、C两相任一相线圈的首末端标记对调。然后用同样方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出A相首、末端正确的标记。 图 6.1 测定相间极性接线