电机与拖动基础实验指导书2014

1、电机与拖动基础实验报告姓名：折丽红、林芳芳、岳阳：自动化学号：指导老师：邹洪波杭州电子科技大学自动化学院2014年修订杭州电子科技大学电机与拖动基础实验一 他励直流电动机机械特性的测定一.实验目的1掌握用实验方法测取他励直流电动机的工作特性和机械特性。2掌握他励直流电动机的调速方法。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？三实验设备及仪器1SMCL电力电子及电气传动教学实验台的主控制屏。2电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（NMEL-13F）。3可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）。4直流电压、毫安、安培表（NMEL-06）。5. 直流励磁及电源

2、（NMEL18A）。6他励直流电动机M03。7开关板（NMEL-05B）。8三相可调电阻900（NMEL-03）。四实验内容1学习起动直流电动机。2测定他励直流电动机固有机械特性。3测定改变电源电压及串电阻的人为机械特性。五实验方法1 . 他励直流电动机固有机械特性的测定M03为他励直流电动机UN=220V，IN=1.1A，nN=1600r/min，PN=185W；励磁电压Uf=220V，励磁电流If0.080A。直流电压表V为220V可调直流稳压电源自带；直流电流表mA1、A1分别为220V可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表；按图1-1接线，在开启电源前，检查开关、电阻等的设置。实验步骤：（

3、1）R2电阻位于NMEL-09中间电阻，顺时针调到底（最小）；（2）R1电阻位于NMEL-04最上面电阻，逆时针调到底（最大）；（3）R4电阻位于NMEL03最上面电阻，逆时针调到底（最大）；（4）NMEL-05B开关S1合向“1”端（5）按下绿色“闭合”电源开关按钮（左下方主电源开关）；（6）调节电压调节电位器，使电压输出显示（V）显示220V；（7）按下NMEL-18复位按钮，电机起动后将R1顺时针调至底；（8）调节NMEL09上中间励磁电阻，使转速显示为1500转，读取电枢电流，转速（n=1500n/min）；（9）在不串电阻的情况下，调节测功机“转速转矩给定”，使电枢电流在额定内的变化

4、，读取8组数据：（Ia=0.1，0.15，0.2，0.25，0.3，0.35，0.4，0.45）记录电流Ia，转速n，转矩T2；（10）保持U=UN，If=IfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即逆时针调节“转矩设定”电位器，测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2，共取数据8组填入表1-1中。MAmANMEL-18(220电压源)NMEL-03(1800)S1+-R4NMEL-04(180)R1NMEL-18安培表M03电机1端2端测功机加载系统NMEL-18(励磁电源)+-NMEL-09(3000)R2M03电机励磁NMEL-18毫安表图112他励直流电动机机械特性的测定（1）固有特性

5、 维持UN210V（通过调节电机负载旋钮，测得机械特性）表1-1 实验数据Ia（A）n（r/min）T2（N.m）（2）串电阻特性 维持R1180（通过调节电机负载旋钮，测得机械特性）实验数据Ia（A）n（r/min）T2（N.m） 表12（3）改变电枢端电压特性 维持转矩TL=0.1Nm(由U200V向下调压获得机械特性)Ua（V）n（r/min）Ia（A）表13六实验报告1画出他励直流电动机的固有机械特性，降压及串电阻人为机械特性曲线。2画出他励直流电动机转矩特性曲线。七思考题1为什么他励直流电动机在起动前先加额定励磁电压？2起动前加励磁电压或额定起动时，励磁电路断线对于空载和满负载会发生

6、什么情况？3如何改变他励直流电动机的转速方向？实验二 他励直流电动机制动实验一实验目的1掌握他励直流电动机能耗制动的工作过程及原理。2掌握他励直流电动机反接制动的工作过程及原理。二预习要点实验前要求预习教材中关于直流电动机制动方面的内容。理解能耗制动时的时间受到什么影响。三实验设备及仪器1SMEL电力电子及电气传动教学实验台主控制屏。2电机导轨及转速表（NMEL-13F）。3三相可调电阻90（NMEL-04挂箱180电阻）。4三相可调电阻900（NMEL03挂箱1800电阻）5. 直流励磁电源（NMEL18A）。6开关板（NMEL-05B）。7直流电压、电流、毫安表（NMEL-06）。MAmA

7、NMEL-18(220电压源)NMEL-03(1800)S1+-R4NMEL-04(180)R1NMEL-18安培表M03电机1端2端测功机加载系统NMEL-18(励磁电源)+-NMEL-09(3000)R2M03电机励磁NMEL-18毫安表图218电机起动箱（NMEL-09挂箱3000电阻）。9数字万用表。四实验内容1. 直流电动机能耗制动实验。2. 直流电动机电压反接制动。五实验方法及步骤1直流电动机能耗制动实验接线图如图21M03为他励直流电动机UN=220V，IN=1.1A，nN=1600r/min，PN=185W；励磁电压Uf=220V，励磁电流If0.080A。直流电压表V为220

8、V可调直流稳压电源NMEL18A；直流电流表mA1、A1分别为220V可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表；在开启电源前，检查开关、电阻等的设置。实验步骤：（1）R2电阻位于NMEL-09中间电阻，顺时针调到底（最小）。（2）R1电阻位于NMEL-04最上面电阻，逆时针调到底（最大）。（3）R4电阻位于NMEL03最上面电阻，逆时针调到底（最大）。（4）开关S1合向“1”端（5）按下绿色“闭合”电源开关按钮（左下方主电源开关）。（6）调节电压调节电位器，使电压输出显示（V）显示220V。（7）按下NMEL-18复位按钮，电机起动后将R1顺时针调至底。（8）调节NMEL09上中间电阻，使转速显示为

9、1500转，读取电枢电流，转速（n=1500n/min）（9）测功机“转速转矩给定”，电位器逆时针调到底。（10）当电机正常运转时将开关合向2端，进入能耗制动，记录制动时间和对应的R4值。数据记录R4（）时间（s）MAmANMEL-18(220电压源)NMEL-03(1800)S1+-R4NMEL-04(180)R1NMEL-18安培表M03电机1端2端测功机加载系统NMEL-18(励磁电源)+-NMEL-09(3000)R2M03电机励磁NMEL-18毫安表图22表21NMEL05接线电源+电源-电机+电机-电源-电阻2电动及反接制动特性在在电源反向的条件下，电机的接线如图22所示。实验步骤

10、：同上（11）当电机正常运转时将开关合向2端，进入反接制动，调节测功机电位器，加载，记录在不同负载下的制动时间和电流。数据记录负载（Nm）时间（s）表22六实验报告1画出他励直流电动机的能耗制动机械特性曲线。2画出他励直流电动机的反接制动机械特性曲线。七思考题1为什么他励直流电动机在能耗制动时电阻越大过渡过程越长？2为什么他励直流电动机在反接制动时增加外部电阻？ 实验三 单相变压器(选做)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

11、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。三实验项目1空载实验 测取空载特性UO=f(IO)，PO=f(UO)。 四实验设备及仪器1SMEL电力电子及电气传动教学实验台主控制屏。2电流、电压及功率因数表（NEEL-001A）。3单相变压器（NMCL331A），额定数据220V 0.4A/ 110V 0.8A。4三相可调电阻900（NMEL-03）。5开关板（NMEL-05B）。五实验方法1空载实验实验线路如图3-1。接线之前请将电压表的指数将为110V，再断开电源线进行接线。 电压调节旋钮在实验平台的左侧面。变压器T选用单相变压器。实验时，变压器低压线圈2U1、2U2接电

12、源，高压线圈1U1、1U2开路。图3-1 单相变压器空载实验A、 V1、V2分别为交流电流表、交流电压表。 W为功率表，接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。a在三相交流电源断电的条件下，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底。并合理选择各仪表量程。b合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN。c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3-1中。其中U=UN的点必须测，并在该点附近测的点应密些。为了计算变压器的变化，在UN以下测取原边电压的同时测取副边电压，填入表3

13、-1中。e测量数据以后，断开三相电源，为下次实验作好准备。表3-1序 号实 验 数 据U0（V）I0（A）PO（W）U1U1。1U21234567六注意事项1在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置。2上电电压一定要从小到大。实验四 三相鼠笼式异步电动机机械特性测定一实验目的1掌握三相异步电动机固有机械特性的测试方法。2掌握三相异步电动机正，反转实现方法。二预习要点实验前要求预习异步电动机的原理，机械特性等内容。三实验设备及仪器1SMCL电力电子及电气教学实验台。2鼠笼式异步电动机（线电压220V，线电流0.5A，转速1420n/min）。3交流电压、电流、功率因数表（MEL-0

14、2T）。4测功机。5三相可调电阻器900（NMEL-03）。6开关板（NMEL-0B5）。7三相鼠笼式异步电动机M04。8NMEL-18A。五实验方法及步骤NMEL-1818图4-1 三相交流绕组电阻的测定S1NMEL-03R1AV定子一相绕组1测量定子绕组的冷态直流电阻。（1）伏安法测量线路如图4-1。S1，S2：双刀双掷和单刀双掷开关，位于NMEL-05B。R：四只900和900电阻相串联（NMEL-03）。A、V：直流毫安表和直流电压表。量程的选择：测量时，通过的测量电流约为电机额定电流的10%，即为50mA，因而直流毫安表的量程用200mA档。三相笼型异步电动机定子一相绕组的电阻约为5

15、0欧姆，因而当流过的电流为50mA时三端电压约为2.5伏，所以直流电压表量程用20V档。调节电阻R至最大（3600）。分别合上绿色“闭合”按钮开关和220V直流可调电源的船形开关，按下复位按钮，调节直流可调电源及可调电阻R，使试验电机电流不超过电机额定电流的10%，以防止因试验电流过大而引起绕组的温度上升。调节R使A表分别为50mA，40mA，30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表4-1中。表4-1 室温 绕组I绕组绕组I（mA）U（V）R（）注意事项：（1）在测量时，电动机的转子须静止不动。（2）测量通电时间不应超过1分钟。交流电源输出图4-2 三相交流绕组首末端的

16、测定U=0AAUWBXYZVC交流电源输出U¹0AAUWBXYZVC2判定定子绕组的首未端图4-3三相交流电机的接线图先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意二相绕组串联，如图4-2所示。将调压器调压旋钮退至零位，合上绿色“闭合”按钮开关，接通交流电源，调节交流电源，在绕组端施以单相低电压U=80100V，注意电流不应超过额定值，测出第三相绕组的电压，如测得的电压有一定读数，表示两相绕组的未端与首端相联；反之，如测得电压近似为零，则二相绕组的未端与未端（或首端与首端）相连。用同样方法测出第三相绕组的首未端。 3实验原理与内容测量电路如图4-3所示。电机绕组为接法（UN=220伏

17、），a起动电压前，把交流电压调节旋钮退至零位，然后接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向为正转。b保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。c调节测功机电位器，逐步增大负载，测定n，T，I得到固有机械特性的一组数据，记录并绘制固有机械特性曲线。nTI六实验报告1绘制机械特性曲线，及固有机械特性曲线。2根据测试数据绘制的机械特性曲线和固有机械特性曲线分析误差产生的各种原因。七思考题1如何改变异步电动机转速方向？从实现的方法和感应的工作原理来叙述其转速方向的改变。2为什么要空载启动，能否直接满载启动。 实验五 三相异步电动机的起动与调

18、速一实验目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。二预习要点1复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。2复习异步电动机的调速方法。三实验项目1异步电动机的直接起动。2异步电动机星形三角形（Y-）换接起动。3绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。4绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。四实验设备及仪器1SMEL电力电子及电气传动教学实验台主控制屏。2电机导轨及测功机、转矩转速测量（NMEL-13F）。3电机起动箱（NMEL-09）。5鼠笼式异步电动机（M04）。6绕线式异步电动机（M09）。7开关板（NMEL-0B5）。五实验方法图5-1 异步电动机直接启动接线图1三相笼型异

19、步电动机直接起动试验。按图5-1接线，电机绕组为接法。起动前，把转矩转速测量实验箱（NMEL-13F）中“转矩设定”电位器旋钮逆时针调到底，“转速控制”、“转矩控制”选择 “转矩控制”，检查电机导轨和NMEL-13F的连接是否良好。a把三相交流电源调节旋钮逆时针调到底，合上绿色“闭合”按钮开关。调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转。（电机起动后，观察NMEL-13F中的转速表，如出现电机转向不符合要求，则须切断电源，调整次序，再重新起动电机。）b断开三相交流电源，待电动机完全停止旋转后，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值，读取电压值UK、电流值IK、转矩值TK，填入表5-1中。 UN：电机额定电压，V； 表5-1测 量 值UK（V）IK（A）TK（N.m） 图5-3 绕线式异步电动机转子绕组串电阻启动接线图2星形三角形（Y-）起动图5-2 异步电动机星-三角启动按图5-2接线，电压表、电流表的选择同前，开关S选用MEL-05。a起动前，把三相调压器退到零位，三刀双掷开关合向右边（Y）接法。合上电源开关，逐渐调节调压器，使输出电压升高至电机额定电压UN=220V，断开电源开关，待电机停转。