电力拖动基础实验指导书

1、电力拖动基础实验指导书电气信息工程学院实验一 直流他励电动机实验一、 实验目的 了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性二、 预习要点 1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？ 2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？ 3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。 三、实验项目 1、电动及回馈制动状态下的机械特性 2、电动及反接制动状态下的机械特性 3、能耗制动状态下的机械特性四、实验方法 1、实验设备序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机

2、及转速表1件2DJ15直流并励电动机1件3DJ23校正直流测功机1件4D31直流数字电压、毫安、安培表2件5D41三相可调电阻器1件6D42三相可调电阻器1件7D44可调电阻器、电容器1件8D51波形测试及开关板1件 2、屏上挂件排列顺序 D51、D31、D42、D41、D31、D44图 1-1他励直流电动机机械特性测定的实验接线图按图1-1接线，图中M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式)，MG用编号为DJ23的校正直流测功机，直流电压表V1、V2的量程为1000V，直流电流表A1、A3的量程为200mA，A2、A4的量程为5A。R1选用D44上的1800加上180串联共1980阻

3、值，R2选用D42上的900并联900共450阻值，R3选用D42上的1800加上D41上的180共1980阻值，R4选用D42上的1800加上D41上的4个90串联共2160。开关S1、S2选用D51上的双刀双掷开关。 3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性 (1) R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置，转速表置正向1800r/min量程。开关S1、S2选用D51挂箱上的对应开关，并将S1合向1电源端，S2合向2'短接端(见图1-1)。 (2) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总

4、开关”，再按下“启动”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V；调节R2阻值至零位置，调节R3阻值，使电流表A3为100mA。 (3) 调节电动机M的磁场调节电阻R1阻值，和电机MG 的负载电阻R4阻值(先调节D42上1800阻值，调至最小后应用导线短接)。使电动机M的n=nN=1600r/min，IN=If+Ia=1.2A。此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流IfN。保持U=UN=220V ，If=IfN,校正直流测功机的励磁电流为校正值100mA。增大R4阻值，直至空载(将开关

5、S2 拨至中间位置),测取电动机M在额定负载至空载范围的n、Ia数据。共取8-9组数据记录于表1-1中。 (4)在确定S2处于中间位置的情况下，把R4调至零值位置(其中D42上1800阻值调至零值后用导线短接)，再减小R3阻值，使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在开关S2两端测)，并且极性相同，把开关S2合向1'端。(5)保持电枢电源电压U=UN=220V，If=IfN，调节R3阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当A2表的电流值为0A时，此时电动机转速为理想空载转速（此时转速表量程应打向正向3600r/min档），继续增加R3阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速

6、约为1900 r/min，测取M的n、Ia。共取18组数据记录于表1-2中。 (6) 停机（先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关， 并将开关S2合向到2'端）。表1-1 UN=220V IfN= mA序 号1.2.3.4.5.6.7.8.9.Ia（A）n（r/min）表1-2 UN=220V IfN= mA序 号10.11.12.13.14.15.16.17.18.Ia（A）n（r/min）3、R2=400时的电动运行及反接制动状态下的机械特性(1) 在确保断电条件下， 用万用表将R2调定在400。 (2) 转速表n置正向1800r/min量程，S1合向1端，S2合向中间位置

7、，把电机MG电枢的二个插头对调，R1调至最小值，R3调至最大。R4置最大值。 (3) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使电动机M 起动运转，在S2两端测量测功机MG的空载电压是否和“电枢电源”的电压极性相反，若极性相反，检查R4阻值确在最大位置时可把S2合向1'端。 (4) 保持电动机的“电枢电源”电压U=UN=220V，If=IfN不变， 逐渐减小R4阻值（先减小D44上1800阻值，调至零值后用导线短接），使电机减速直至为零。把转速表的正、反开关打在反向位置，继续减小R4阻值，使电动机进入“反向”旋转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机工作于电势反接制动状态运行，直至电动机

8、M的Ia=IaN，测取电动机在1、4象限的n、Ia共取12组数据记录于表1-3中。 (5) 停机( 必须记住先关断“电枢电源”而后关断“励磁电源”的次序，并随手将S2合向到2'端)。表1-3 UN=220V IfN= mA R2=400序 号Ia（A）n（r/min） 4、能耗制动状态下的机械特性 (1) 图1-1中， S1合向2短接端，R1置最大位置，R3置最小值位置，R2调定180阻值，S2合向1'端。 (2) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使校正直流测功机MG起动运转，调节“电枢电源”电压为220V，调节R1使电动机M的If=IfN，先减少R4阻值使电机M的能耗

9、制动电流 Ia=0.8IaN, 然后逐次增加R4阻值，其间测取M的Ia、n共取8-9组数据记录于表1-4中。 (3) 把R2调定在90阻值，重复上述实验操作步骤(2)、(3)，测取M的Ia、n共取5-7组数据记录于表1-5中。表1-4 R2=180 IfN= mA序 号Ia（A）n（r/min）表1-5 R2=90 IfN= mA序 号Ia（A）n（r/min）五、实验报告根据实验数据，绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性n=f(Ia)(用同一座标纸绘出)。六、思考题 1、回馈制动实验中，如何判别电动机运行在理想空载点？ 2、直流电动机从第一象

10、限运行到第二象限转子旋转方向不变，试问电磁转矩的方向是否也不变？为什么？ 3、直流电动机从第一象限运行到第四象限，其转向反了，而电磁转矩方向不变，为什么？作为负载的MG，从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变？为什么？实验二 三相鼠笼式异步电动机实验 一、实验目的 1、通过对三相异步电动机降压起动的接线，进一步掌握降压起动在机床控制中的应用。 2、了解不同降压起动控制方式时电流和起动转矩的差别。 3、掌握在各种不同场合下应用何种起动方式。 二、选用部件 1、实验设备序 号型 号名 称数 量1DJ16三相鼠笼异步电动机(/220V)1件2WDJ24三相鼠笼异步电动机(/220V)1件3D61

11、继电接触控制挂箱（一）1件 4D62继电接触控制挂箱（二）1件5D41三相可调电阻箱1件6D32交流电流表1件 2、屏上挂件排列顺序 D41、D61、D62、D32三、实验方法 1、手动接触器控制串电阻降压起动控制线路：把三相可调电压调至线电压220V，按下屏上“停止”按钮。按图8-11接线。图中FR1、SB1、SB2、SB3、KM1、KM2选用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件，R用D41上180电阻，安培表用D32上3A档，电机用WDJ24（/220V）。图2-1 手动接触器控制串电阻降压起动控制线路(1) 按下“启动”按钮，合上Q1开关，接通220V交流电源。

12、(2) 按下SB1，观察并记录电动机串电阻起动运行情况、安培表读数。(3) 再按下SB2，观察并记录电动机全压运行情况、安培表读数。(4) 按下SB3使电机停转后，按住 SB2不放，再同时按SB1，观察并记录全压起动时电动机和接触器运行情况、安培表读数。(5)试比较I串电阻/I直接= ，并分析差异原因。2、时间继电器控制串电阻降压起动控制线路：关断电源后，按图8-12接线。图中FR1、SB1、SB2、KM1、KM2、KT1选用D61挂件，FU1、FU2 、FU3、FU4、Q1选用D62挂件，R选用D41上180电阻，安培表选用D32上2.5A档，电机用WDJ24（/220V）。(1) 起动电源

13、，合上Q1，接通220V交流电源。(2) 按下SB2，观察并记录电动机串电阻起动时各接触器吸合情况、电动机运行状态、安培表读数。(3) 隔一段时间，时间继电器KT1吸合后，电动机全压运行时各接触器吸合情况、电动机运行状态、安培表读数。图2-2 时间继电器控制串电阻降压起动控制线路3、接触器控制Y-降压起动控制线路：关断电源后，按图8-13接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、KM3、FR1用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件，安培表用D32上2.5A档，电机选用WDJ24（/220V）。图2-3 接触器控制Y-降压起动控制线路(1) 起动控制屏，合上Q1

14、，接通220V交流电源。(2) 按下SB1，电动机作Y接法起动，注意观察起动时，电流表最大读数IY起动= A。(3) 按下SB2，使电机为接法正常运行，注意观察运行时，电流表电流为I运行= A。 (4) 按SB3停止后，先按下SB2，再同时按下起动按钮SB1，观察电机在接法直接起动时电流表最大读数I起动= 安。(5) 比较IY起动/I起动= ，结果说明什么问题？4、时间继电器控制Y-降压起动控制线路：图2-4 时间继电器控制Y-降压起动控制线路关断电源后，按图2-4接线。图中SB1、SB2、KM1、KM2、KM3、KT1、FR1选用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件

15、，安培表用D32上2.5A档，电机用WDJ24（/220V）。(1) 起动控制屏，合上Q1，接通220V三相交流电源。(2) 按下SB1，电动机作Y接法起动，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。(3) 经过一定时间延时，电机按接法正常运行后，观察并记录电机运行情况和交流电流表读数。(4) 按下SB2，电动机M停止运转。 四、讨论题1、画出图2-1、2-2、2-3、2-4的工作原理流程图。2、时间继电器在图2-2、2-4中的作用是什么？3、图2-2比图2-1中串电阻方法有什么优点？4、采用Y-降压起动的方法时对电动机有何要求？5、降压起动的最终目的是控制什么物理量？6、降压起动的自动控制与手

16、动控制线路比较，有哪些优点？实验三 三相线绕式异步电动机实验 一、实验目的 1、通过对三相线绕式异步电动机的起动控制线路的实际安装接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。 2、熟练掌握三相线绕式异步电动机的起动应用在何种场合，并有何特点？ 二、选用组件 1、实验设备序 号型 号名 称数 量1D61继电接触控制挂箱（一）1件2D62继电接触控制挂箱（二）1件3D41三相可调电阻箱1件4D32交流电流表1件5DJ17三相线绕式异步电动机(Y/220)1台 2、屏上挂件排列顺序 D61、D62、D32、D41 三、实验方法1、时间继电器控制线绕式异步电动机起动控制线路：将可调三相输出调至220V线电压输出，再按下“停止”按钮切断电源后，按图3-1接线。图中SB1、SB2、KM1、KM2、FR1、KT1用D61挂件，FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件，R用D41上180电阻，安培表选用D32上1A档。经检查无误后，按下列步骤操作：(1) 按下“启动”按钮，合上开关Q1，接通220V三相交流电源。(2) 按SB1，观察并记录电动机M的运转情况。电机起动时电流表的最大读数为 A。(3) 经过一段时间延时，起动电阻被切除后，电流表的读数为 A。(4) 按下SB2，电机停转后，用导线把电动机转子短接。(5) 再按下SB1，记录电机起动时电流表的最大读数为 A。