电机及拖动实验

1、o 电机实验装置交流及直流电源操作说明电机实验装置交流及直流电源操作说明 o 电机实验的基本要求和安全操作规程电机实验的基本要求和安全操作规程 o 实验课题实验课题o 直流电机实验直流电机实验 o 直流发电机实验直流发电机实验 o 单相变压器实验单相变压器实验 o 三相变压器实验三相变压器实验 o 交流伺服电动机的特性测定交流伺服电动机的特性测定 o 步进电动机实验步进电动机实验 o 直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性 o 三相异步电动机在各种运转状态下的机械特性三相异步电动机在各种运转状态下的机械特性 o 开启三相交流电源的步骤开启三相交流电源的

2、步骤o 开启直流电机电源的操作开启直流电机电源的操作 1 1、开启电源前。要检查控制屏下面、开启电源前。要检查控制屏下面“直流电机电源直流电机电源”的的“电枢电源电枢电源”开关开关( (右下角右下角) )及及“励磁电源励磁电源”开关（左下角）开关（左下角）都需在都需在“关关”断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位，即必须将它逆时针方向旋转到底。旋钮必须在零位，即必须将它逆时针方向旋转到底。2 2、检查无误后开启、检查无误后开启“电源总开关电源总开关”，“关关”按钮指示灯亮，按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到电源，但还不能输出电压，此时表示实

3、验装置的进线接到电源，但还不能输出电压，此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。3 3、按下、按下“开开”按钮，按钮，“开开”按钮指示灯亮，表示三相交流按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔调压电源输出插孔U U、V V、WW及及NN上已经接电。实验电路所上已经接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可以适当旋转调压器旋钮用需的不同大小的交流电压，都可以适当旋转调压器旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为0 0450V450V（可调）并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当电（可调）并可由

4、控制屏上方的三只交流电压表指示。当电压表下面左边的压表下面左边的“指示切换指示切换”开关拨向开关拨向“三相电网电压三相电网电压”时，它指示三相电网进线的线电压；当时，它指示三相电网进线的线电压；当“指示切换指示切换”开关开关拨向拨向“三相调压电压三相调压电压”时，它指示三相四线制插孔时，它指示三相四线制插孔U U、V V、WW和和NN输出端的线电压。输出端的线电压。4 4、实验中如果需要改接线路，必须按下、实验中如果需要改接线路，必须按下“关关”按钮以切断按钮以切断交流电源，保证实验操作安全。实验完毕，还需关断交流电源，保证实验操作安全。实验完毕，还需关断“电电源总开关源总开关”，将控制屏左侧

5、端面上安装的调压器旋钮调回，将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。到零位。1 1、直流电源是由交流电源变换而来，开启：直流电机电源、直流电源是由交流电源变换而来，开启：直流电机电源”必须先完成开启交流电源，即开启必须先完成开启交流电源，即开启“电源总开关电源总开关”并按下并按下”开开“按钮。按钮。2 2、在此之后，接通、在此之后，接通“励磁电源励磁电源“开关，可获得约为开关，可获得约为220V220V、0.5V0.5V不可调的直流电源输出。接通不可调的直流电源输出。接通”电枢电源电枢电源“开关，可开关，可获得获得4040230V230V、3A3A可调的直流电源输出。励磁电源电压可调的直

6、流电源输出。励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的一只直流电压表指示。及电枢电源电压都可由控制屏下方的一只直流电压表指示。当将该电压表下方的当将该电压表下方的“指示切换指示切换”开关拨向开关拨向“电枢电压电枢电压”时，指示电枢电源电压，当将它拨向时，指示电枢电源电压，当将它拨向“励磁电压励磁电压”时，指时，指示励磁电源电压。但在电路上示励磁电源电压。但在电路上“励磁电源励磁电源”与与“电枢电电枢电源源”，“直流电机电源直流电机电源”与与“交流三相调压电源交流三相调压电源”都是经都是经过三相绕组变压器隔离的，可独立使用。过三相绕组变压器隔离的，可独立使用。3 3、“电枢电源电枢电源”是采用

7、脉宽调制型开关稳压电源，输入端是采用脉宽调制型开关稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电路损坏电源接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电路损坏电源电路，采用了限流延时保护电路。所以本电源在开机时，电路，采用了限流延时保护电路。所以本电源在开机时，从电枢电源开关合闸到直流电源输出约有从电枢电源开关合闸到直流电源输出约有3 34 4秒的延时，秒的延时，这是正常的。这是正常的。4 4、电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电、电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需

8、要恢复电压，必须先将复电压，必须先将“电压调节电压调节”旋钮逆时针旋转调低电压到旋钮逆时针旋转调低电压到正常值（约正常值（约240V240V以下），再按以下），再按“过压复位过压复位”按钮，即能输按钮，即能输出电压。当负载电流过大（即负载电阻小）超过出电压。当负载电流过大（即负载电阻小）超过3A3A时，也会时，也会自动切断输出，并告警指示，此时需要恢复输出，只要调小自动切断输出，并告警指示，此时需要恢复输出，只要调小负载电流（即调大负载电阻）即可。有时候在开机时出现过负载电流（即调大负载电阻）即可。有时候在开机时出现过流警告，说明在开机时负载电流太大，需要降低负载电流，流警告，说明在开机时负载

9、电流太大，需要降低负载电流，可在电枢电源输出端增大负载电阻或甚至暂时拨掉一根导线可在电枢电源输出端增大负载电阻或甚至暂时拨掉一根导线（空载）开机，待直流输出电压正常后，再插回导线加正常（空载）开机，待直流输出电压正常后，再插回导线加正常负载（不可短路）工作。负载（不可短路）工作。若在空载时开机仍发生过流警告，这是由于气温或湿度明若在空载时开机仍发生过流警告，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电耦合器显变化，造成光电耦合器TIL117TIL117漏电使过流保护点参数改漏电使过流保护点参数改变所致，一般经过空载开机（即开启交流电源后，再开启变所致，一般经过空载开机（即开启交流电源后，再开启“电枢电

10、源电枢电源”开关）预热几十分钟，即可停止告警，恢复开关）预热几十分钟，即可停止告警，恢复正常。所有这些操作到直流电压输出都有正常。所有这些操作到直流电压输出都有3 34 4秒钟的延时。秒钟的延时。5 5、在做直流电动机实验时，要注意开机时需先开、在做直流电动机实验时，要注意开机时需先开“励磁电励磁电源源”，后开，后开“电枢电源电枢电源”；在关机时，则要先关；在关机时，则要先关“电枢电电枢电源源”而后关而后关“励磁电源励磁电源”的次序。同时要注意电枢电路中的次序。同时要注意电枢电路中串联电阻以防止电源过流保护。其操作要严格遵照实验指串联电阻以防止电源过流保护。其操作要严格遵照实验指导书中有关内容

11、的说明。导书中有关内容的说明。电机实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与电机实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作步骤。培养学生学会根据实验目的，实验内容及实操作步骤。培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测定所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完测定所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力，及时成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。认真做好实验。 o 实验前的准备实验前的准备o 实验的进行实验的进行 o 实

12、验报告实验报告 实验前应复习教材中有关的章节，认真研读实验指导书，实验前应复习教材中有关的章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法及步骤，明确实验过程中应注了解实验目的、项目、方法及步骤，明确实验过程中应注意的问题，并按照实验项目准备记录抄表等。意的问题，并按照实验项目准备记录抄表等。实验前应写好预习报告，经指导教师检查确认作好了实验实验前应写好预习报告，经指导教师检查确认作好了实验前的准备，方可开始做实验。前的准备，方可开始做实验。认真做好实验前的作准备工作，对于培养学生独立工作能认真做好实验前的作准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。力，提高

13、实验质量和保护实验设备都是很重要的。 1 1、建立小组，合理分工、建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由每次实验都以小组为单位进行，每组由4 45 5人组成。实人组成。实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人莺有明确的分工，以保证实验操作协调，数据等工作每人莺有明确的分工，以保证实验操作协调，数据记录准确可靠。记录准确可靠。2 2、选择组件和仪表、选择组件和仪表实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。仪表

14、量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。3 3、安图接线、安图接线根据实验线路图及所需要的组件、仪表、安图接线，线路根据实验线路图及所需要的组件、仪表、安图接线，线路力求简单明了，按接线原则是先串联主回路，再接并联支力求简单明了，按接线原则是先串联主回路，再接并联支路。为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。路。为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。4 4、起动电机，观察仪表、起动电机，观察仪表在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记录下倍率，在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记录下倍率，然后按一定规范起动电动机，观察所有仪表是否正常然后按一定规范起动电动机，观察所有仪表是

15、否正常（如指针正、反向是否超满量程等）。如果出现异常，（如指针正、反向是否超满量程等）。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。式开始实验。5 5、测取数据、测取数据预习时对电机的实验方法及所测数据的大小做到心中有预习时对电机的实验方法及所测数据的大小做到心中有数。正式实验时，根据实验步骤逐次测取数据。数。正式实验时，根据实验步骤逐次测取数据。6 6、认真负责，实验有始有终、认真负责，实验有始有终实验完毕，须将数据交指导教师审阅。经指导教师认可后，实验完毕，须将数据交指导教师审阅。经指导教师认可后，才允许拆线并把

16、实验所有组件、导线及仪器等物品整理好。才允许拆线并把实验所有组件、导线及仪器等物品整理好。 实验报告是根据实测数据和实验中观察和发现的问题，经实验报告是根据实测数据和实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。实验报告包括以下内容：实验报告包括以下内容：1 1、实验名称、专业班级、学好、姓名、实验日期等、实验名称、专业班级、学好、姓名、实验日期等2 2、列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据等。、列出实验中所用组件的名称及编

17、号，电机铭牌数据等。3 3、列出实验项目并绘出实验所用的线路，并注明仪表量、列出实验项目并绘出实验所用的线路，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等。程，电阻器阻值，电源端编号等。4 4、数据的整理和计算、数据的整理和计算5 5、按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不、按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不小于小于8cm8cm8cm8cm，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线，不在曲线上的点仍按实际数据标出。不在曲线上的点仍按实际数据标出。6 6、根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理、根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论

18、是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。7 7、每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师、每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。批阅。 为了按时完成电机实验，确保实验时人身安全与设为了按时完成电机实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程：备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程：1 1、实验时，人体不可接触带电线路。、实验时，人体不可接触带电线路。2 2、接线或拆线都必须在切断电源的情况

19、下进行。、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。3 3、学生独立完成接线或改接线路后必须经实验指导教、学生独立完成接线或改接线路后必须经实验指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。4 4、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的量程是、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的量程是否符合要求，是否有短路，以免损坏仪表或电源。否符合要求，是否有短路，以免损坏仪表或

20、电源。5 5、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得员来控制，其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。自行合闸。一、实验目的一、实验目的1 1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。2 2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等等 组件及使用方法。组件及使用方法。3 3、熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接、熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机转

21、向与调速的方法。线、起动、改变电机转向与调速的方法。二、预习要点二、预习要点1 1、如何正确选择使用仪表，特别是电压表和电流、如何正确选择使用仪表，特别是电压表和电流表的量程。表的量程。2 2、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中串接、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中串接起动变阻器？不串接会产生什么严重后果？起动变阻器？不串接会产生什么严重后果？3 3、直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻、直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开造器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？成失磁时，会产生什么严重后果？4 4、直流电

22、动机调速及改变转向的方法。、直流电动机调速及改变转向的方法。图图1 1 并励直流电动机起动实验并励直流电动机起动实验三、实验项目三、实验项目1. 1.观察直流电动机的结构观察直流电动机的结构2.2.直流电机的起动方法直流电机的起动方法（1 1）并励直流电动机的起动方法）并励直流电动机的起动方法实验图如图实验图如图1 1所示。所示。 起动前应将电动机励磁回路中的可变电阻起动前应将电动机励磁回路中的可变电阻R Rf f短接或短接或放在最小值位置，以使起动后的转速不致过高，同时放在最小值位置，以使起动后的转速不致过高，同时由于磁场可变电阻短接或处于最小值位置，使较大的由于磁场可变电阻短接或处于最小值

23、位置，使较大的励磁电流励磁电流I If f产生较大的磁通，因而获得较大的起动转矩，产生较大的磁通，因而获得较大的起动转矩，电动机可迅速起动。电阻电动机可迅速起动。电阻R R1 1和和R R放在最大位置。放在最大位置。操作步骤操作步骤：先合上电源总开关（在控制屏上的钥匙开关），：先合上电源总开关（在控制屏上的钥匙开关），再按起动按钮再按起动按钮QQ（在控制屏上的绿色按钮），转动可变电（在控制屏上的绿色按钮），转动可变电阻阻R R1 1和和R R的手柄，电动机开始起动，直到起动电阻的手柄，电动机开始起动，直到起动电阻R R1 1和和R R逐步切除为止。改变并励直流电动机的端电压及调节电枢逐步切除为

24、止。改变并励直流电动机的端电压及调节电枢回路或励磁回路中的可变电阻回路或励磁回路中的可变电阻R R1 1 、 R R和和R Rf f ，通过转速表，通过转速表可以清楚看见电机的速度变化。操作不宜过快，需与电动可以清楚看见电机的速度变化。操作不宜过快，需与电动机加速过程相适应，并注意电枢回路电流变化情况，不要机加速过程相适应，并注意电枢回路电流变化情况，不要出现过流。出现过流。（2 2）他励直流电动机的起动）他励直流电动机的起动图图2 2 他励直流电动机的起动实验他励直流电动机的起动实验实验如图实验如图2 2所示所示: :起动前应将电动机励磁回路中的可变电阻起动前应将电动机励磁回路中的可变电阻R

25、 Rf f短接或放在短接或放在最小值位置，电阻最小值位置，电阻R R1 1放在最大位置。放在最大位置。操作步骤操作步骤：先合上电源总开关，再按起动按钮：先合上电源总开关，再按起动按钮QQ，转动，转动可变电阻可变电阻R R1 1的手柄，电动机开始起动，直到起动电阻的手柄，电动机开始起动，直到起动电阻R R1 1逐步切除为止。改变他励直流电动机的端电压及调节电逐步切除为止。改变他励直流电动机的端电压及调节电枢回路或励磁回路中的可变电阻枢回路或励磁回路中的可变电阻R R1 1和和R Rf f，通过转速表可，通过转速表可以清楚看见电机的速度变化。操作不宜过快，需与电动以清楚看见电机的速度变化。操作不宜

26、过快，需与电动机加速过程相适应，并注意电枢回路电流变化情况，不机加速过程相适应，并注意电枢回路电流变化情况，不要出现过流。要出现过流。3 3、直流电动机的反转、直流电动机的反转实验接线图如图实验接线图如图2 2所示。所示。将他励直流电动机的电枢或励磁绕组的出线端端点对换，将他励直流电动机的电枢或励磁绕组的出线端端点对换，重新起动，观察电动机旋转方向的改变。重新起动，观察电动机旋转方向的改变。4 4、并励电动机工作特性测定、并励电动机工作特性测定 图图3 3 并励直流电动机工作特性测定实验电路并励直流电动机工作特性测定实验电路实验接线图如图实验接线图如图3 3所示所示: :起动前应将电动机励磁回

27、路中的可变电阻起动前应将电动机励磁回路中的可变电阻R Rf f短接或放在短接或放在最小值位置，电阻最小值位置，电阻R R1 1和和R R2 2放在最大位置，开关放在最大位置，开关QQ1 1断开。断开。操作步骤操作步骤：先合上电源总开关，再按起动按钮先合上电源总开关，再按起动按钮QQ，加上，加上电枢电源和励磁电源，转动可变电阻电枢电源和励磁电源，转动可变电阻R R1 1的手柄，电动机的手柄，电动机开始起动，直到起动电阻开始起动，直到起动电阻R R1 1逐步切除为止。改变并励直逐步切除为止。改变并励直流电动机的端电压提高电动机的转速，直到电枢电压增流电动机的端电压提高电动机的转速，直到电枢电压增加

28、到直流并励电动机的额定电压加到直流并励电动机的额定电压220V220V为止。再调节励为止。再调节励磁电阻磁电阻R Rf f，使电机的转速为，使电机的转速为1600r/min1600r/min，记录下电流表，记录下电流表A A1 1的电流于表的电流于表1 1中。合上开关中。合上开关QQ1 1，调节电阻，调节电阻R R2 2的阻值，并的阻值，并把电流表把电流表A A1 1和和A A2 2、电压表、电压表V V2 2和转速表的数据记录在表和转速表的数据记录在表1 1中，直到电流表中，直到电流表A2A2的电流增加到的电流增加到0.5A0.5A为止。为止。表表1 1 工作特性数据（工作特性数据（U=UN

29、=220VU=UN=220V ）序号序号1 12 23 34 45 56 6I I1 1(A)(A)I I2 2(A)(A)U U2 2(V)(V)n(r/min(r/min)n)四、实验数据整理及实验报告四、实验数据整理及实验报告1 1、计算电动机输出功率及效率、计算电动机输出功率及效率被测直流电动机的输出功率（被测直流电动机的输出功率（P P2 2）等于直流发电机的损）等于直流发电机的损耗加上发电机的输出功率（由于是他励发电机，励磁损耗加上发电机的输出功率（由于是他励发电机，励磁损耗不包括在内）。在转速基本变化不大的情况下，他励耗不包括在内）。在转速基本变化不大的情况下，他励直流发电机的摩

30、擦损耗功率和铁耗之和可以看成常数直流发电机的摩擦损耗功率和铁耗之和可以看成常数p p损损1 1（实验中的发电机摩擦和铁耗之和为（实验中的发电机摩擦和铁耗之和为28.6W28.6W），而发电），而发电量的电枢铜耗和负载电流量的电枢铜耗和负载电流I I2 2的平方成正比（发电机的电的平方成正比（发电机的电枢电阻为枢电阻为2222）。）。即即发电机的输出功率：发电机的输出功率：发电机的铜损耗发电机的铜损耗 22UIP发222cuRpI发铜被测电动机的输出功率：被测电动机的输出功率：12损发铜发ppPP 被测电动机的输入功率：被测电动机的输入功率：被测电动机的输出转矩（被测电动机的输出转矩（T T2

31、2）：）： （NN mm）被测电动机的效率被测电动机的效率为：为：把整理的数据填入表把整理的数据填入表2 2中。中。111UIPnPPT260222%10012PP2 2、按测试和计算数据画出并励直流电动机的工作特性、按测试和计算数据画出并励直流电动机的工作特性曲线。曲线。 画出转速特性曲线：画出转速特性曲线： 画出转矩特性曲线：画出转矩特性曲线： 画出效率特性曲线：画出效率特性曲线：3 3、计算被测并励直流电动机的转速变化率，即、计算被测并励直流电动机的转速变化率，即 )(1Ifn )(12IfT )(1IfNNnnnn0表表2 2 实验整理数据实验整理数据序号123456 P发P发铜 P2

32、 P1 T2 一、实验目的一、实验目的1 1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，并、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。2 2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。二、预习要点二、预习要点1 1、什么是发电机的运行特性？在求取直流发电机的特性、什么是发电机的运行特性？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持不变，哪些物理量应测取。曲线时，哪些物理量应保持不变，哪些物理量应测取。2 2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持

33、单方向、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调节？调节？3 3、并励发电机自励的条件有哪些？发电机不能自励时应、并励发电机自励的条件有哪些？发电机不能自励时应如何处理？如何处理？三、实验项目三、实验项目1. 1.他励直流发电机空载特性测定他励直流发电机空载特性测定 图1 他励直流发电机空载特性试验 实验图如图实验图如图1 1所示所示: :他励直流发电机空载特性如下：保持他励直流发电机空载特性如下：保持n=nn=nNN1500/min1500/min，发，发电机空载（即电机空载（即I I0 0），测取），测取U U0 0=E=E0 0=f(I=f(If f ) )（即电流（即电流A A

34、2 2和电压和电压V V2 2之间的函数关系）。之间的函数关系）。操作步骤为操作步骤为：按照图：按照图1 1接好电路，把可调电阻接好电路，把可调电阻R R1 1和和R Rf f放置到放置到最大位置，断开开关最大位置，断开开关QQ2 2，检查无误后，按下起动电源按钮，检查无误后，按下起动电源按钮QQ，起动电动机。起动完毕后，调节电动机电枢回路可变电，起动电动机。起动完毕后，调节电动机电枢回路可变电阻阻R R1 1到最小，再调节电枢电源电压，使电动机转速达到额到最小，再调节电枢电源电压，使电动机转速达到额定值定值n=nn=nNN。合上开关合上开关QQ2 2，减小发电机励磁回路电阻，减小发电机励磁回

35、路电阻R Rf f，使发电机空，使发电机空载电压载电压U U0 0=1.3U=1.3UNN（UNUN220V220V），记录此点数据），记录此点数据U U0 0和和R Rf f（发电机励磁电流）于实验表（发电机励磁电流）于实验表1 1中，以后逐渐减小发电机中，以后逐渐减小发电机励磁电流励磁电流I If f，每减小一次均需记录，每减小一次均需记录U U0 0和和I If f，直到断开开关，直到断开开关QQ2 2，I If f0 0，共读取，共读取8 8组数据，在发电机额定电压附近读组数据，在发电机额定电压附近读取数据应间隔小些。在减小励磁电流取数据应间隔小些。在减小励磁电流I If f过程中只能

36、单方向过程中只能单方向调节（为什么？）。当调节（为什么？）。当I If f0 0时，测得的即为剩磁电压。时，测得的即为剩磁电压。表表1 1 他励发电机空载特性数据他励发电机空载特性数据 （n=nn=nNN1500r/min1500r/min）序号序号1 12 23 34 45 56 67 78 8U U0 0/V/VI If f/A/A观察并励直流发电机自励观察观察并励直流发电机自励观察(1) (1) 实验图如图实验图如图1 1，断开发电机励磁回路开关，断开发电机励磁回路开关QQ2 2，起动并励，起动并励电动机并将转速调节到发电机的额定转速电动机并将转速调节到发电机的额定转速n=nn=nNN1

37、500r/min1500r/min，观察发电机是否有剩磁电压（看电压表，观察发电机是否有剩磁电压（看电压表V V2 2），），如无剩磁电压，则将电动机停止，把发电机励磁回路开如无剩磁电压，则将电动机停止，把发电机励磁回路开关关QQ2 2合上，对发电机进行充磁（此时励磁电源必要有电合上，对发电机进行充磁（此时励磁电源必要有电压）。压）。(2) (2) 励磁绕组联接励磁绕组联接把图把图1 1发电机他励励磁回路改成并励励磁回路，如图发电机他励励磁回路改成并励励磁回路，如图2 2所示所示: :图图2 2 并励发电机自励实验并励发电机自励实验把可调电阻把可调电阻R Rf f放置到最大位置，按下起动电源按

38、钮放置到最大位置，按下起动电源按钮QQ，起动电动机并把转速调节到发电机的额定转速起动电动机并把转速调节到发电机的额定转速n=nn=nNN1500r/min1500r/min。调节发电机励磁回路可变电阻。调节发电机励磁回路可变电阻RfRf减小，减小，观察发电机电枢端电压（看电压表观察发电机电枢端电压（看电压表V V2 2），如果端电压），如果端电压上升，表明发电机励磁磁通与剩磁方向一致。若端电上升，表明发电机励磁磁通与剩磁方向一致。若端电压下降表明发电机励磁磁通与剩磁方向相反。此时应压下降表明发电机励磁磁通与剩磁方向相反。此时应把电动机停止下来，断开电源，把发电机的励磁连线把电动机停止下来，断开

39、电源，把发电机的励磁连线A A点和点和B B点换向。再按上面的实验过程从新做一遍，点换向。再按上面的实验过程从新做一遍，这时发电机电枢输出电压应该正常。这时发电机电枢输出电压应该正常。3 3、他励和并励直流发电机的外特性测定、他励和并励直流发电机的外特性测定(1)(1)他励直流发电机外特性的测定他励直流发电机外特性的测定图图3 3 他励直流发电机外特性测定实验电路他励直流发电机外特性测定实验电路接线图如图接线图如图3 3所示所示他励直流发电机外特性为：保持他励直流发电机外特性为：保持n=nn=nNN1500r/min1500r/min、，测取、，测取（即电压（即电压V V2 2同同A A2 2

40、之间的关系曲线）。之间的关系曲线）。操作步骤操作步骤：a)a)调节电动机的转速使电动机的转速保持发电机的额定转速调节电动机的转速使电动机的转速保持发电机的额定转速1500r/min1500r/minb b）调节发电机励磁回路可调电阻）调节发电机励磁回路可调电阻, ,使其发电机的端电压为使其发电机的端电压为U=UU=UNN=220V=220V。c c）调节电阻）调节电阻R R2 2，逐步增大发电机负载，同时调节电动机电，逐步增大发电机负载，同时调节电动机电枢端电压，保持转速不变。记录枢端电压，保持转速不变。记录V V2 2同同A A2 2数据于表数据于表2 2中，直中，直到空载（即断开发电机负载

41、开关到空载（即断开发电机负载开关QQ1 1）为止，共读取）为止，共读取6 6组数组数据。据。序号序号1 12 23 34 45 56 6U/VU/VI/AI/A表表2 2 他励发电机外特性数据他励发电机外特性数据（2 2）并励直流发电机外特性的测定）并励直流发电机外特性的测定图4 并励直流发电机外特性测定实验电路并励直流发电机外特性为：保持并励直流发电机外特性为：保持n=nn=nNN1500r/min1500r/min、（把、（把图中图中RfRf调为零），测取（即电压调为零），测取（即电压V V2 2同同A A2 2之间的关系曲线）。之间的关系曲线）。 接线如图接线如图4 4所示，调节电动机转

42、速，使之达到发电机的额所示，调节电动机转速，使之达到发电机的额定转速定转速n=nn=nNN1500r/min1500r/min，合上开关，合上开关QQ1 1，同时调节电动机，同时调节电动机电枢电压，以保持电动机转速在电枢电压，以保持电动机转速在1500r/min1500r/min不变，调节负载不变，调节负载电阻电阻R R2 2 ，记录，记录V V2 2同同A A2 2数据于表数据于表3 3中，直到空载（即断开发中，直到空载（即断开发电机负载开关电机负载开关QQ1 1）为止，共读取）为止，共读取6 6组数据组数据序号序号1 12 23 34 45 56 6U/VU/VI/AI/A表表3 3 并励

43、发电机外特性数据并励发电机外特性数据五、实验报告五、实验报告1 1、按空载试验测定数据，作出他励直流发电机的空载特、按空载试验测定数据，作出他励直流发电机的空载特性曲线性曲线2 2、按负载试验测定数据，在同一坐标上，作出他励和并、按负载试验测定数据，在同一坐标上，作出他励和并励直流发电机的外特性，以资比较。励直流发电机的外特性，以资比较。一、实验目的一、实验目的1 1、通过空载试验和短路试验确定单相变压器的参数、通过空载试验和短路试验确定单相变压器的参数2 2、通过负载试验测定单相变压器运行特性、通过负载试验测定单相变压器运行特性二、试验前的预习二、试验前的预习1 1、在变压器空载和短路试验中

44、，各种仪表怎样连接，、在变压器空载和短路试验中，各种仪表怎样连接，才能使测量误差最小？才能使测量误差最小？2 2、如何用试验方法测定变压器的铁耗及铜耗？、如何用试验方法测定变压器的铁耗及铜耗？3 3、变压器空载及短路试验时应注意哪些问题？一般电、变压器空载及短路试验时应注意哪些问题？一般电源应接在低压边还是高压边合适？源应接在低压边还是高压边合适？三、实验内容三、实验内容1 1、测定电压比、测定电压比图图1 1 单相变压器变比试验单相变压器变比试验接线图如实验图接线图如实验图1 1所示所示从控制屏上调压器的输出接线到单相变压器的低压线圈。从控制屏上调压器的输出接线到单相变压器的低压线圈。高压线

45、圈开路，闭合电源开关高压线圈开路，闭合电源开关QQ，将低压线圈外施电压调至，将低压线圈外施电压调至5050额定电压左右，测量电压线圈电压及高压线圈电压，额定电压左右，测量电压线圈电压及高压线圈电压，对应不同的输入电压共读取对应不同的输入电压共读取5 5组数据，记录于实验表组数据，记录于实验表3 31 1中。中。序序号号实验数据实验数据计算数据计算数据U0U0（V V）I0I0（A A）P0P0（WW） UAXUAX（V V）cos0cos0实验表实验表1 1 变比及空载实验数据变比及空载实验数据2 2、空载试验、空载试验图图2 2 单相变压器空载试验单相变压器空载试验 变压器的铁耗与电源的频率

46、及波形有关，试验电源的频变压器的铁耗与电源的频率及波形有关，试验电源的频率应接近被试变压器的额定频率（允许偏差不超过率应接近被试变压器的额定频率（允许偏差不超过1 1），其波形应是正弦波。），其波形应是正弦波。接线图如实验图接线图如实验图2 2所示。所示。在变压器低压侧施加电压，即在低压绕组上施加电压，在变压器低压侧施加电压，即在低压绕组上施加电压，高压绕组开路。变压器空载电流高压绕组开路。变压器空载电流NII%)10%5 . 2(0，依此选择电流表及功率表的电流量程（功率表不用选择，依此选择电流表及功率表的电流量程（功率表不用选择量程）。变压器空载运行时功率因数甚低，一般在量程）。变压器空载

47、运行时功率因数甚低，一般在0.20.2以以下。下。变压器接通电源开关变压器接通电源开关QQ前（绿色按钮），必须将调压器前（绿色按钮），必须将调压器（在控制屏的左侧方）输出电压调至最小位置，以避免（在控制屏的左侧方）输出电压调至最小位置，以避免开关闭合时，电流表、功率表电流线圈被冲击电流所损开关闭合时，电流表、功率表电流线圈被冲击电流所损坏。合上电源开关坏。合上电源开关QQ后，调节调节变压器一次侧电压至后，调节调节变压器一次侧电压至1.2UN1.2UN，然后逐次降压，逐次测量空载电压，然后逐次降压，逐次测量空载电压U U0 0、电流、电流I I0 0及损耗及损耗p p0 0（在数字功率因数表上读

48、取），在范围内，读（在数字功率因数表上读取），在范围内，读取取6 67 7组，（包括点组，（包括点U U0 0=U=UNN，在该点附近测量点应较，在该点附近测量点应较密一些），结果记录于实验表密一些），结果记录于实验表1 1中。中。3 3、短路试验、短路试验图图3 3 单相变压器短路试验单相变压器短路试验 进行变压器短路试验时，高压线圈接电源，低压线圈接进行变压器短路试验时，高压线圈接电源，低压线圈接一电流表短路。如实验图一电流表短路。如实验图3 3所示所示: :短接线要接牢，其截面积应较大。变压器短路电压的数短接线要接牢，其截面积应较大。变压器短路电压的数值约为值约为(5%10%(5%10%

49、）U UNN，为了避免过大的短路电流，在，为了避免过大的短路电流，在接通电源前，必须将调压器调至输出电压为最小的位置，接通电源前，必须将调压器调至输出电压为最小的位置，然后闭合电源开关然后闭合电源开关QQ，逐渐缓慢地增加电压使短路电流，逐渐缓慢地增加电压使短路电流升到升到1.1I1.1INN（在调节电压时，一定要注意电流表的读数不（在调节电压时，一定要注意电流表的读数不能超过要求的范围）。在能超过要求的范围）。在(1.10.5)I(1.10.5)INN范围内，测量短路范围内，测量短路功率功率P PK K（在数字功率因数表上读取）、短路电压（在数字功率因数表上读取）、短路电压UKUK及短及短路电

50、流路电流I IK K。读取数据。读取数据5 56 6组（包括组（包括I IK K=I=INN），记录于实验），记录于实验表表2 2。本试验应尽快进行，因为变压器绕组很快就发热，。本试验应尽快进行，因为变压器绕组很快就发热，使绕组电阻增大，读数将会发生偏差。使绕组电阻增大，读数将会发生偏差。实验表实验表2 2 短路试验数据短路试验数据序序号号实验数据实验数据计算数据计算数据U UK K（V V）I IK K（A A）P PK K（WW）coscos0 01 12 23 34 45 56 64 4、负载试验、负载试验图图4 4 单相变压器负载试验单相变压器负载试验接线图如实验图接线图如实验图4 4

51、所示所示变压器一次绕组（高压侧）经调压器（在控制屏上）、开变压器一次绕组（高压侧）经调压器（在控制屏上）、开关关QQ接至电源，负载为流六个接至电源，负载为流六个1.5A1.5A，9090可变电阻串联可变电阻串联（1.5A1.5A，6 69090）。先将负载电阻值调至最大，然后闭合）。先将负载电阻值调至最大，然后闭合电源开关电源开关QQ，调节调压器输出电压为，调节调压器输出电压为U U1 1=U=U1N1N=220V=220V，减小，减小负载电阻，即增大负载电流，保持负载电阻，即增大负载电流，保持U U1 1=U=U1N1N，在负载电流从，在负载电流从零（零（I I2=02=0，U U2 2=U

52、=U2020）至额定值范围内（）至额定值范围内（0A0A0.63A0.63A），测），测量负载电流量负载电流I I2 2和二次侧电压和二次侧电压U U2 2，每改变一次负载电阻，将，每改变一次负载电阻，将I I2 2和和U U2 2数值记录于实验表数值记录于实验表3 3中，共读取数据中，共读取数据5 56 6组（包括点组（包括点I I2 2=I=I2N2N）。）。序号123456U2（V）I2（A）实验表实验表3 3 负载试验数据（负载试验数据（U U1 1=U=U1N 1N )若需要进行非纯电阻而功率因数一定的负载实验，实验方若需要进行非纯电阻而功率因数一定的负载实验，实验方法和线路与纯电阻

53、负载时相同，此时二次侧需要一个可变法和线路与纯电阻负载时相同，此时二次侧需要一个可变电抗器，与负载电阻并联或串联组成感性负载。电抗器，与负载电阻并联或串联组成感性负载。四、实验报告四、实验报告1 1、计算变比、计算变比根据测变比试验的几组数据，分别计算电压比，取其平根据测变比试验的几组数据，分别计算电压比，取其平均值作为受试验变压器的电压比。均值作为受试验变压器的电压比。2 2、根据空载试验所测得的数据求下列曲线及参数、根据空载试验所测得的数据求下列曲线及参数（1 1）画空载特性曲线）画空载特性曲线)(00UfI)(00Ufp从空载特性曲线从空载特性曲线I I0 0=f(U=f(U0 0) )

54、及及p p0 0=f(U=f(U0 0) )上查出额定电压上查出额定电压U U1N1N时的时的I I0 0及及p p0 0，由此计算励磁参数。，由此计算励磁参数。变压器空载时，从电源吸取的功率变压器空载时，从电源吸取的功率p p0 0为变压器的铁耗为变压器的铁耗p pFeFe及空载铜耗及空载铜耗p pCuCu，由于空载铜耗很小，可以忽略不计，故，由于空载铜耗很小，可以忽略不计，故p pFeFe=P=P0 0，于是励磁参数为，于是励磁参数为01IUZm 200Iprm2 2 mmmrZX（2 2）计算变压器的励磁参数）计算变压器的励磁参数2mmrKr2mmXKX2mmZKZ因空载试验在低压侧进行

55、，折合到高压侧因空载试验在低压侧进行，折合到高压侧)(KKUfI)(KKUfp3 3、根据短路试验所测得的数据下列曲线及参数、根据短路试验所测得的数据下列曲线及参数（1 1）画短路特性曲线）画短路特性曲线 （2 2）计算短路参数）计算短路参数从短路特性曲线上查得短路电流等于额定电流从短路特性曲线上查得短路电流等于额定电流I Ik k=I=INN时的时的短路电压和短路损耗短路电压和短路损耗p pK K，计算短路参数。，计算短路参数。 KKKIUZKKKIpr22KkKrZX NUU111cos)(22IfU )(2Pf4 4、根据负载试验数据，作纯电阻负载下受试变压器的外、根据负载试验数据，作纯

56、电阻负载下受试变压器的外特性特性 5 5、根据实验数据，计算变压器运行性能、根据实验数据，计算变压器运行性能（1 1）计算额定负载功率因数为）计算额定负载功率因数为1 1时，受试变压器的电压变率时，受试变压器的电压变率 UU及效率及效率。（2 2）计算功率因数为）计算功率因数为1 1时，受试变压器的效率特性时，受试变压器的效率特性一、实验目的一、实验目的 1 1、通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比、通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数和参数 2 2、通过负载实验，测定三相变压器的运行特性、通过负载实验，测定三相变压器的运行特性二、预习要点二、预习要点 1 1、如何用两个功率表测

57、定三相功率，空载和短路、如何用两个功率表测定三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。实验应如何合理布置仪表。 2 2、三相心式变压器的的三相空载电流是否对称，、三相心式变压器的的三相空载电流是否对称，为什么？为什么？ 3 3、如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。、如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。 4 4、变压器空载和短路实验时应注意哪些问题？一、变压器空载和短路实验时应注意哪些问题？一般电源应加在哪一方比较合适？般电源应加在哪一方比较合适？三、实验项目三、实验项目1 1、测定变比、测定变比 图图1 1 三相变压器变比实验接线图三相变压器变比实验接线图实验线路如图实验线路如图1 1所示。低压线圈

58、接电源，高压线圈开路。所示。低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下总开关，按下“开开”按钮，电源接通后，调节外施电压按钮，电源接通后，调节外施电压U=0.5UU=0.5UNN=27.5V=27.5V。测取高、低压线圈的线电压。测取高、低压线圈的线电压U UABAB、U UBCBC、U UCACA、U Uabab、U Ubcbc、U Ucaca，记录于表，记录于表1 1中。中。计算：变比计算：变比K K：abABABUUKbcBCBCUUKcaCACAUUK 表表1 1 三相变压器变比实验数据

59、（三相变压器变比实验数据（U=0.5UN=27.5VU=0.5UN=27.5V）高压绕组线电压高压绕组线电压（V V）电压绕组线电压电压绕组线电压（V V）变比（变比（K K）U UABABU UababK KABABU UBCBCU UbcbcK KBCBCU UCACAU UcacaK KCACA平均变比： )(31CABCABKKKK2 2、空载实验、空载实验图2 三相变压器空载实验接线图实验线路如图实验线路如图2 2所示。低压线圈接电源，高压线圈开路。所示。低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总

60、开关，按下源总开关，按下“开开”按钮，电源接通后，调节外施电按钮，电源接通后，调节外施电压，使压，使U U0L0L=1.2U=1.2UNN。逐次降低电源电压，在（逐次降低电源电压，在（1.20.21.20.2）U UNN范围内，测取变范围内，测取变压器三相线电压、线电流和功率。测取数据时，在压器三相线电压、线电流和功率。测取数据时，在U U0 0U UNN的点必测，且在其附近多测几组。共取的点必测，且在其附近多测几组。共取8 8组数据记组数据记录于表录于表2 2中中 测取空载特性测取空载特性)(00LLIfU)(00LUfP )(cos00LUf表表2 2 三相变压器空载实验数据三相变压器空载