电机及拖动实验指导书12自动化

1、实验安全操作规程电机及拖动实验室所进行的实验是高压强电实验。为确保实验时人身安全和设备安全，必须严遵守实验室安全操作规程。1、 不允许带电操作，电源必须经开关或接触器，经保险丝之才可接入电机；必须在切除电源情况下，才允许接线和拆线。2、 旋转的机器旁边，注意不要让身体和衣服、围巾、导线等物和机器相碰，女同学应将头发辫卷起；不得穿拖鞋进入实验室；不得用手、脚去促使电动机起动或制动。3、 除实验内容要求外，不得任意使仪表设备过载或超速。4、 进行实验时，如发生不正常现象，应立即将实验台上的电源开关拉开，检查原因，末检查清楚前不准重新合闸进行实验。5、 正常情况下。如要停下电机，应先将负载减少，然后

2、再拉开电源开关。6、 使用仪表要特别注意容量规范和使用方法，决不能用电流表测量电压，用小量程测大量程值。7、 操作开关应迅速果断，快合快断，以免产生电弧烧坏开关，合闸时应使刀片完全插入插座，保证接触良好。目 录 电机实验须知实验一 认识实验 实验二、 单相变压器实验实验三 三相绕线式异步电动机实验电机实验须知电机实验是电机拖动课程教学的重要组成部分，是理论联系实际，培养学生独立工作能力和科学研究方法的重要手段，电机实验是以实际使用的电机作为实验对象，比其它实验更接近于生产实践。因而通过试验过程，不仅可以验证课堂理论，而且可以掌握基本的操作试验技术，培养学生对实验进行分析研究得出正确结论的能力，

3、从而进一步扩大和丰富课程知识。因此，要求我们充分加以重视，在实验前认真进行准备，在实验过程中亲自动手，细心观察研究，认真记录实验数据和现象；实验完毕后，及时总结，并且做好实验报告。一、实验前的准备： 每次实验以小组为单位进行，每一实验小组人，选出小组长一人。小组长在实验前将工作分配好，既有统一指挥（每次实验可轮流指挥），又有分工负责（分配记录、接线、调节负载、测量转速等工作）。小组事先对实验方法和步骤应取得一致意见，做到人人心中有数。实验前每一个同学必须充分了解实验的目的、要求、方法和步骤，复习有关理论、预先做好记录表格、绘制接线图，估计所用的一切仪器设备及适当的容量规范。明确实验中应注意的问

4、题。写好实验预习报告，对预习思考作出解答。无预习报告者，不得进行实验。 二、实验的进行：进入实验室后，先熟悉实验装置，将指导书中的各仪器、仪表和实物对应起来，了解接线端子的位置。在组长的统一指挥下，全组协调一致进行接线。接线要求：整个线路简单可靠，线头接触牢固，接触良好，仪器设备的放置做到调整和读数最方便。接线原则：先串联主回路，然后再并联支路。即由电源开关后开始，连接主要的串联电路（如电枢回路），如系三相电源则三根一齐往下接，如系单相或直流电源，则从一极出发经过主要线路之各仪表、设备，最后返回到另一极。根据电路的电流大小，主回路用粗导线联接（包括电流表及瓦特表的电流线圈）。在接线过程中，指导

5、教师随时抽查提问，如发现对实验目地和实验步骤不明确者，立即中止其实验，直到弄清为止。接线完毕后，首先对线路接线进行检查，样准各仪表零位，正确选择仪表量程，并计算好读数倍率，完毕后，请指导教师检查和提问。经指导教师认可后，方可接通电源，启动电机。刚开始时，注意观察各仪表指示是否正常（如指针是否反向，指针读数是否超过量程），注意倾听电机工作时声音是否正常，如出现异常现象，应及时切断电源，立即报告，查清异常原因，直到一切正常后才可再次通电进行实验。根据实验要求和实验内容，测取实验数据，并根据理论知识，随时校对、分析数据的正确性。如发现数据不合理，应查明原因，重新测取。实验数据组数的多少，应根据实验要

6、求来考虑，每组数据的间隔一般尽可能分布均匀，对于某些特殊点（如额定工作点）必须予以测取。实验完毕后，应将数据交指导教师审阅，认可后，方可拆线，并整理好实验台，归还仪表、工具等，离开实验室。三、实验报告：实验报告是每次实验的全面总结，写实验报告的过程就是总结提高的过程。如何撰写、计算，绘制图表，分析讨论，这是每个工科学生必要的基本训练，决不能马虎对待或抄袭他人的作业。每次实验每人独立作一份报告，按时送交指导教师批阅。实验报告应根据实验目的、实验数据及在实验中观察和发现的问题，经过分析研究，得出结论或通过分析讨论写出心得体会。实验报告要求内容精简扼要，书写、图表工整清洁，结论明确。其具体格式和内容

7、要求如下： 报告开头：实验名称、专业班级和组别、姓名、同组者姓名，实验日期，指导教师姓名等。实验对象：列出被测电机及使用的设备仪表规格、铭牌数据（额定容量、额定电压、额定电流、额定转速等）。报告内容：实验的目的要求、步骤方法、接线图、记录数据和必要的计算、图表、分析讨论。具体需要注意以下几点：实验目地和步骤应简明扼要；各项数据如果计算得来，必须引出公式，并写一组数据为例进行计算，最后把各组数据及计算结果列成表格；绘制曲线时必须用坐标纸，选取适宜比例尺，注明符号和单位，并写上必要的说明；曲线各点,用实验得到数据明确画出,用曲线板连成光滑曲线， 不要画成折线 实验结论：根据实验结果进行分析计算，最

8、后行出结论，分析实验结果和理论计算是否一致，并进行探讨。实验收获和体会 实验一 认识实验一、实验目的、学习电机实验的基本要求及安全操作注意事项。、认识电机实验中所用设备及仪表。、学会并励直流电动机的接线与起动操作。、学习改变直流电动机转向的方法二、预习要点、直流电动机的起动方法。、如何改变直流电动机的转向？、实验线路图中表、应选用多大量程的仪表？三、实验内容、了解实验室的电源分布、电源装置、实验台、直流电机及起动器的结构等。、学会并励直流电动机的起动及改变转向。、用离心式转速表或其它方法测电动机的转速。、测取并励直流电动机的固有机械特性。四、实验设备介绍（一） SDF系列电机组实验台。实验台是

9、为配合SDF系列电机实验而配套设计的，包含电机实验中常用的线路、监视仪表和指示灯，以及开关装置。其具体结构和使用说明介绍如下： 、结构与线路 实验台仪表及按钮布置如图一。（本次实验仅用仪表19、20、21） 实验台台面接线板标志、左右侧接线板标志如图二。台面接线板与左侧接线板上标号相同的接线柱是连通的，其中1A，1B，2A，2B8A，8B为独立的接线柱，可自由使用。9，9B，10A，10B，11A，11B分别为仪表20，19，21的引出端(接线时注意仪表极性)。 实验台内部线路如图三。 、使用说明 与电源的连接实验台右侧的、接线柱接交流三相四线制电源，N必须接零线，不能接地线！这时三个绿色指示

10、灯亮，实验台通电。 按钮说明 参见图三，实验台正面的四个按钮及开关说明如下。 开、关：主回路触点CJ1（接触器1）闭合与断开控制。 并车、解列：并网电路触点CJ2（接触器2）闭合与断开控制。并车时应满足并车实验的条件。 实验台与KGT2型可控硅直流调速电源的连接。可控硅直流调速电源的输入端接实验台左侧、，启动实验台“开”按钮，可控硅电源接通。配置相应仪表装后，可进行直流电机实验。 同步发电机负载实验同步发电机输出端接、（N），将三相负载（电阻、电感、电容等）接、（N）端子，则能进行带负载实验。异步电动机实验做异步电动机实验时一般要用到三相调压器。将三相调压器的输入端接、N，异步电动机的输入接调

11、压器输出，配合其它设备可做异步电动机实验。（二） 可控硅电源装置（KGT2型）、概述：KGT2型可控硅电源调速装置是系列实验用电动发电机组的配套直流电源，是KGT1电源的改进型，整机用Z80单板机检测控制,并具有初步的故障诊断功能。其主要技术参数如下： 供电电源：三相四线380/220 AC 50HZ 直流输出：电枢电压0220 20A 连续可调 他励电压0220 2A 连续可调 同步电源060 4A 连续可调、 仪器面板开关、按键及其说明：见图五、图六。1前面板 2. 直流电动机电枢电压指示表3同步发电机励磁电流指示表 4. 电枢电压上调键5电枢电压下调键 6. 他励电压上调键7他励电压下调

12、键 8. 励磁电流上调键9励磁电流下调键 10. 11. 12三相电源指示灯 13恒速、恒压转换锁孔 14.复位键 15开环、闭环选择键 16. 数码显示 17电源开关 18. 后面板 192021三相电源保险管 22. 三相四线电源零线接线端 232425三相电源相线接线端 26同步发电机励磁电压接线正端 29. 同步发电机励磁电压接线负端27他励电压输出接线正端 30.他励电压输出接线负端 28电枢电压接线正端 31. 电枢电压接线负端、 使用方法与注意事项（1） 供电电源用三相四线制380/220V AC 50HZ,其中心线必须是零线,如果是悬浮零线，则会烧坏本电源装置。（2） 使用本电

13、源装置时，接通三相四线制电源，打开电源开关后，显示“00”数码，按复位键（14）后，再按（5）、（7）、（9）三个下调键后均发出“嘟”声，方可带电机使用。（3） 本装置三路输出不能混用，特别是做直流电动机并励实验时，应该将直流电动机电枢及励磁绕组并接在本装置220V/20A电枢电压输出端，不能使用220V/2A输出端。（4） 三路输出端的黑色接线柱（29）、（30）、（31）均经过取样电阻与电源零线相连，使用时不能与零线或大地有电气连接。（5） 电枢电压输出达15A以上连续工作时应外加风冷，以防晶闸管结温过高而烧坏。（6） 三相保险用10A或12A，不得超过12A。（7） 键（15）用于闭环恒

14、速实验，本装置设有配套设备，使用中不得按下（15）键。（8） 本装置发生异常时，应按下（14）使系统复位，关掉电源开关（17），切断电源。（9） 本装置三路输出电压均有最大值限制，当连续按（4）、（6）或（8）键时，该路输出电压连续上升直至发出“嘟”声，即表示达到其上限值。（10） 通常作实验时应保持恒压，即电源置于“恒压”壮态，一般不允许从“恒压”状态直接切换到“恒速”状态或者反之。（11） 本装置具有数显和简单的联锁功能，并能进行简单的故障诊断并通过数字显示或声音提示。按（6）键升他励电流，第一次按下则出现“07”提示，说明他励电流过小，连续上升将他励电流升到“0.6A”左右，“07”显示

15、消失，才可能升电枢电压。直流电机工作在他励方式，由某种原因导致电动机励磁电流过低甚至为零时，本装置将显示“07”数码，并自动将电枢电压降为零，防止“飞车”事故发生。如果他励电流值过大，则出现“08”显示，但本装置仍可正常工作。（四）SDF1型电动发电机组本机组采用弹性橡胶联轴器，除减振消声之外，装配时允许有较大径向偏差， 轴向偏差和角偏差，使于在实验条件下拆卸装。机组的活动底盘有四个螺旋式支脚和三个橡皮轮，将支脚旋下即可开机实验，实验完毕，将支脚旋上去，橡皮轮着地可将机组轻便地推进库房收藏。本机组电机均既可做直流电动机同步发电机组使用，又可做同步电动机直流发电机使用。直流电机和三相同步电机的铭

16、牍数据和端子排列如下。、直流电机：如图七额定功率：额定电压：额定电流：额定转速：rpm最高转速：rpm效 率：说明： H1、H2电枢绕组接线端，B1、B2他励（并励）励磁绕组接线端；C1、C2串励励磁绕组接线端； 根据需要变换B1、B2的接线方式，使直流电机即可做并励式使用，也可做他励式使用。 图 七、三相同步电机：如图八额定功率：额定电压：额定电流：额定转速：rpm额定频率：HZ效 率：额定功率因素：（滞后）额定励磁电流：说明：AO、BO、CO分别为定子三相（A相、B相、C相）绕组；三相绕组为星型联接；F1、F2为转子励磁绕组。 图 八（五）直流电机起动电阻结构图如右图九：图九（六）并励电动

17、机起动实验、由教师讲解实验室的电源分布、电源取用及实验安全注意事项。、使用直流电动机三相同步发电机组，对直流电动机照下图十接线（接成并励方式），在电枢回路中串入起动电阻（按起动电阻的接线要求接线），不对三相同步发电机接线（即直流电动机空载）。、将起动电阻手柄逆时针旋至尽头，保证处于断开位置，从而将电枢回路断开。确保励磁回路接线良好！、对于KGT2型电源调速装置，将（13）键（恒速、恒压转换锁孔）反时针旋至恒压方式。将可控硅电源调速装置0220 20A输出端电压调至220，观察励磁电流逐渐上升，通过图一中的仪表“20”反映，此时电动机应处于静止状态。、 逐渐顺时针转动起动电阻手柄，逐级减少起动电

18、阻的大小，最后将其调至为，扣住无压脱扣器，完成并励电动机的起动。注意：本过程动作完成不应太快。在此过程中，为防止“飞车”事故的发生，必须确保励磁回路接线良好，并在操作过程中严密监视励磁电流的大小，如出现仪表“20”电流过小或为等意外情况，应立即切断电源！）图十（说明：表19、20、21为实验台面板上的相应）、 此时测取并励电动机的空载转速和空载电流、脱开起动电阻的无压脱扣器，反时针旋转起动电阻手柄，逐级切除起动电阻，将手柄旋至尽头，断开电枢回路，电机逐渐停转。然后再将电枢电压（即励磁电压）降到零，关掉电源。（七）并励电动机反转实验、将电动机电枢端、接线对调，严格按照并励电动机起动实验的要求，起

19、动电机，注意观察电动机的转向，并和对调前进行比较。完毕后，按要求先将电机停转，然后再切断电源。、 将电动机励磁端、接线对调，严格按照并励电动机起动实验的要求，起动电机，注意观察电动机的转向，并和对调前进行比较。完毕后，按要求先将电机停转，然后再切断电源。、 将电动机电枢端、接线对调，同时将励磁端、接线对调，严格按照并励电动机起动实验的要求，起动电机，注意观察电动机的转向，并和对调前进行比较。完毕后，按要求先将电机停转，然后再切断电源。（八）实验报告、抄录直流电动机铭牌、根据铭牌数据及测量值计算： （1） （2）R（3）T 、在坐标纸上绘制固有机械特性。 、总结本次实验体会。 实验二、 单相变压

20、器实验一、 实验目的1 学会测定变压器极性的方法2 学会通过变压器空载、短路及负载实验确定变压器参数二、 实验方法及步骤 （本实验采用的变压器额定值为 ）1 测定极性及变比（1） 用万用表电阻档测量变压器出线端的通断情况及电阻大小。电阻大的对应就高压侧，电阻小的对应低压侧（2） 然后据此任意标定变压器高压线圈的首末端A、X，和低压线圈的首末端a、x。（3） 按下图一接线，将标定为A、X的端子接到调压器BT的输出端，将X、x两点短接。图一：（4） 将调压器输出调至100，用电压表测量、。（5） 若，则变压器首未端标记正确。 若，则就压器标记错误，只须将端对调即可。 这样即可将变压器首未端标定出来

21、。（6） 将A、X接调压器输出，将电压调至，测取，计算出变压器变比。2 空载实验（1） 空载实验在低压侧进行，实验线路如图二，将变压器低压侧接至调压器输出端，高压侧开路，将调压器输出调至零。图二：（2） 正确选择电流表、瓦特表的量程。电流表量程的选择：空载电流，依此选择电流表量程。瓦特表的选择：因空载运行时，功率因数较低，一般在0.2以下，故选用低功率因数瓦特表瓦特表量程的选择：根据低压侧的额定电压和空载电流大小，选择瓦特表电压线圈、电流线圈的量程。（3） 合上电源，调节BT输出电压至变压器低压侧额定电压，记录此时的空载电压、空载电流及功率至表一：表一： （）（）（）（4） 测试完毕后，将调压

22、器输出调至零，不要直接拉闸。（5） 注意：本实验在合上电源前，应先将调压器输出调至零，以免电源合闸瞬间冲击电流损坏电压表和电流表3 短路实验（1） 短路实验在高压侧进行，实验线路如图三，即将变压器高压侧接至调压器输出端，变压器低压侧短接。图三：（2） 确保调压器输出调至零，合上电源。缓慢调高电压，因低压侧直接短路，故高压侧不能施加过高电压，至多加至38%左右的，否则将可能引起过大电流烧毁仪表及设备。实验过程中通过电流表密切观察变压器高压侧电流大小。（3） 当短路电流（即高压侧电流）时，记录此时的短路电流，短路电压和功率于表二中（该实验过程应尽快完成），同时记下当前的环境温度。表二： 试验环境温

23、度 （）（）（）（4） 测试完毕后，将调压器输出调至零，不要直接拉闸。4 负载实验（电阻性负载）（1） 按下图四接线，变压器低压侧接调压器输出，变压器高压侧接负载灯箱，这是为了保证变压器输出电压额定值与负载额定电压相匹配。图四：（2） 将调压器输出调至零，负载电阻调至最大（即将灯泡全部断开），然后合上电源，调节调压器，分别测取变压器额定输入电压时副边空载输出电压和额定负载电流时的副边电压、电流和输出功率记录在下表三（注意：测取中保持原边输入电压为额定值）（3） 测试完毕后，将调压器输出调至零，不要直接拉闸。表三： （v）（v）三、 瓦特表使用说明： 根据测量范围，按下图五将仪表接入线路中。图五

24、：接线规则：瓦特表的电流线圈与被测负载串联，另一端接电源。 瓦特表的电压线圈与被测负载并联，它的同名端钮和电流线圈的同名端相连接至负载一端，另一端跨接在负载的另一端。 如果极性开关指向“”端，瓦特表作正向偏转，则功率由电源输向负载，读数为正值；反之，指针反向偏转表示功率反向输送；此时，为使指针仍正向偏转，可将极性开关拨向“”端，此时读数为负值，或将电流线圈的端钮换接，但不能把电压线圈的端钮换接。 仪表指针如不能在零位置，可利用表盖上零位调整旋钮调整。 仪表指示值按下式计算：，式中：为仪表指示功率值，单位瓦特；为仪表偏转格数；为仪表常数，亦即仪表刻度每格所代表的功率值。对型低功率因数瓦特表其仪表

25、常数列表如下：型号 电压（）电流（）型低功率因数瓦特表说明：仪表常数的计算： 四、 实验报告要求1 计算变比2 根据表一的空载实验数据，计算励磁参数， ， 因空载实验数在低压侧进行，折合到高压侧 ， ， 3 根据表二的短路实验数据计算短路参数（1） 计算短路参数（在实验温度下） ， ， （2） 把短路参数折算到工作温度75时的参数， ， （在工作温度下额定电流时的短路损耗）（3） 计算短路电压（阻抗电压）百分数。，4 根据负载实验，计算电压变化率和变压器效率。， 其中： 五、分析讨论：在进行负载实验时，测试完毕后，为什么不允许直接拉闸？假设，试绘出变压器型等值电路？计算短路电压（阻抗电压），对

26、于分析变压器的运行有何意义？在进行短路实验时，为什么要求实验过程尽快完成？ 实验三 三相绕线式异步电动机实验一、 实验目的：1 学会三相绕线式异步电动机的起动2 熟悉三相异步电动机的运行3 学会测定三相异步电动机的铁耗、机械损耗和工作特性。二、 实验内容及步骤1 空载实验（1） 按下图一接线。其中图中部分仪表均已按实验一中图三接好，仪表在实验台面板。不对直流发电机接线。注意，本实验应另外接两个低功率因素瓦特表用于测量功率。图一：（2） 将调压器输出调至零，起动变阻器调至最大，待老师检查完成线路后，接通电源。（3） 慢慢将三相调压器的输出电压升高，这时电动机便开始起动，严密监视电动机定子三相电流（表、）和三相电压（表、），注意观察电动机起动情况，起动过程定子电流控制在以内，一直将输出电压升至，将三相起动变阻器逐渐调至，读取定子三相电流、三相电压及功率（外接功率表读数）。（4） 逐步降低的输出电压直到，读取不同电压时的电流和功率，均匀记录组数据于下表一。（注意：其中应取点，记录数据）负载实验（1） 按下图二接线，电动机部分接线与空载实验类似（只须去掉两只低功率因素瓦特表），用同轴的直流发电机作负载，图中已标明实验中所需用的接线端子。