电机及拖动实验指导书(共32页)

1、PAGE PAGE 45实验(shyn)一直流发电机的工作(gngzu)特性一实验(shyn)目的观察并励直流发电机的自励过程及自励条件。测定并励及他励直流发电机运行的负载外特性曲线。观察直流发电机的剩磁（无励磁）发电。二预习要点什么是发电机的运行外特性？如何测定？并励直流发电机不能自励发电时该如何处理？如何保持直流发电机的转速不变？直流发电机的他励运行与并励运行差异何在？为什么？认真阅读附录部分关于实验台的使用说明。三实验设备1原动机为直流电动机M03一台：UN 220V，IN 1.1A, PN 185W，nN 1600rpm2直流发电机为M01一台：UN 200V，IN 0.5A, PN

2、100W，nN 1600rpm3直流电流表2块（2A）4直流电压表1块5NMEL03/04可变电阻箱及测功机（NMEL-13A）各一台6直流励磁电源、电枢直流电源各一台四实验项目1并励发电机A实验线路图1-1并励发电机（1）可调直流源经电枢电流测量表A1向直流电动机M03的电枢供电（V0内接）。（2）直流励磁电源经励磁电流测量表A2向直流电机的励磁线圈F1，F2供电。（3）直流发电机M01输出端接300V档电压表，负载回路串直流电流表2A档。（4）直流发电机的励磁(l c)线圈F1，F2并联(bnglin)到发电机的电枢(din sh)端。（5）RL总阻值01350可调。接线要求：必须保证在操

3、作过程中带电导线的金属部分不裸露在外。完成接线后，检查各旋钮的初始位置：可调直流电源输出最小（调节旋钮逆时针旋到底），而RL在最大位置（3个调节旋钮都逆时针旋到底）；直流励磁电源开关置“0N”，可调直流电源开关置“0N”；必须经指导教师检查认可，才能通电。B实验系统的启动及调试（1）接通总电源后，先检查直流电动机的励磁电流测量表A2，必须要有100mA左右的电流指示，才能调节电动机电枢电压值，直到励磁电流正常。（2）调节“电枢电源”输出电压，渐升电动机转速，发电机端的电压表和电流表应有逐渐增大的读数，则表明发电成功，可将电动机升速到1600rpm。（3）如果渐升电动机转速，发电机端的电压表和电

4、流表的读数不变化，则表明发电机不能发电，则将可调直流电源恢复到最低后关断，待调换励磁接线极性后再开。（4）若励磁端对换后发电机仍不能发电，则要先充磁。方法如下：a)先将可调直流电源降到最小，然后关断。b)再将直流励磁电源关断。c)将发电机与电动机的励磁线圈F1，F2并联（见图1-2，不管如何并联法）。d)开启直流电源总开关，开启励磁电源，励磁电流测量表A2应有200mA左右的电流指示，片刻后关断两个开关。e)将发电机的励磁线圈F1，F2重新并联到发电机G的电枢F1，F2端。f)按以上步骤重新启动电动机。若发电机仍然不能发电，可再调换励磁极性。图1-2发电机充磁C并励直流发电机的运行外特性U=f

5、（I）测定（n=1600rpm保持恒定）U：并励发电机输出电压I：并励发电机负载电流 表1-1数据记录：（n=1600rpm保持恒定，通过调节RL来改变I值。U(V)I(A)Imin= （RL最大)0.250.300.350.400.50注意：随发电机输出功率增大，必然造成电动机的转速跌落，要不断微调“可调直流稳压电源”，将转速调整到n=1600rpm（增大电动机的电枢端电压）。他励直流发电机外特性U=f（I）测定（n=1600rpm保持恒定）把发电机的励磁(l c)绕组（见右侧(yu c)的F1、F2）也接到直流励磁(l c)电源，其余不变。 图1-3他励发电机所有旋钮重新置初始位置后启动电

6、动机，操作方法同上。表1-2数据记录：（n=1600rpm保持恒定）U(V)I(A)Imin(RL最大)0.25 0.300.350.400.453观察直流发电机的剩磁（无励磁）发电关闭所有直流电源后，将直流发电机的励磁线圈F1、F2从励磁直流电源处断开（无励磁），并使发电机空载（且断开RL回路）。 图1-4剩磁发电所有旋钮重新置初始位置后启动电动机。观察发电机输出端的电压表是否有电压指示值：若有则剩磁发电成功，否则不成功。表1-3数据记录： n(rpm) 1600U(V) 五实验报告画出实验(shyn)时电气线路图。写出实验(shyn)操作步骤（上电前的准备工作和上电后的操作步骤及注意事项）

7、。实验(shyn)原始数据记录。在同座标上画出直流发电机并励和他励运行时的外特性。回答问题并励发电机不能发电的原因有哪些？实验中如何解决？在电动机发电机组成的机组中，当发电机负载增加时，机组的转速会发生什么变化？如何处理？为什么？简述发电机并励运行与他励运行时外特性曲线的异同。（4） 直流发电机的剩磁发电是否一定能实现，为什么？（5） 发电机是否可能发生电枢端有电压，但额定转速下离额定电压甚远？为何？实验(shyn)二单相(dn xin)变压器的参数测定一实验(shyn)目的通过变压器的空载和短路试验测定变压器的变比和参数通过负载试验测定变压器的运行特性、电压调整率、变压器的效率等二预习要点变

8、压器的空载和短路试验有什么特点? 电源电压一般加在哪一方较合适？在空载和短路试验中，各仪表如何排序才能使测量误差最小？如何用实验方法测定变压器的铁耗、铜损和电压调整率？三实验设备1单相变压器一台（U1N 220V，I1N 0.4A ；U2N 110V，I2N 0.8A）2可调交流电源一台3交流电压表、交流电流表、功率表各一台、可变电阻箱一台（NMEL03/04）。四实验项目空载试验测取空载特性U0=f（I0） ，P0=f（U0）电源加在变压器低压侧，额定电压110V。电压表V应可随时改变测量点。表两端线头固定不动（且都只有唯一的单根插线），只移动被测端线头。 图2-1空载试验通电前必须使三相调

9、压器输出为零。且数字表的显示会滞后，所以操作要慢一些。A表接在W表及V表之后，是因为变压器空载电流较小，避免将电压表线圈的电流或功率表电压表线圈的电流计入电流表，造成较大测量误差。表2-1记录数据（电压不必精确地为某一值，接近即可）：序 号 实 验 数 据计 算 数 据U0（V）I0（A）P0（W）U1U1、1U2COS011.2UN 132。021.1UN 121.03UN 110。040.9 UN 99.050.8UN 88。060.7UN 77。570.5UN 55。0其中(qzhng)：COS0 =P0 /S = P0 / I0U0 2短路(dunl)试验(操作(cozu)要尽快完成)

10、测取短路特性UK=f（IK） ，PK=f（IK）实验线路如下：注意，通电前必须使三相调压器输出为零！电源加在高压侧。由于副绕组短路，所以实验时要严密监视电流表的读数，小心地慢慢增大三相调压器的输出！图2-2短路试验注意到电流表A的位置被移到了功率表W及电压表V之前，因为短路试验时的电流较大，电压表线圈的电流或功率表电压表线圈的电流很小，对短路试验的计算不会产生什么影响。另一方面，电流表A由于电流增大，其两端电压会增大，而此时V测量到的电压较小，当然不希望计入电流表A的端电压。表2-2记录数据：（电流不必精确地为某一值，接近即可） 室温= C0序 号 实 验 数 据计 算 数 据U K（V）I

11、K（A）PK（W）COSKPK / I K U K11.1 IN 0。4421.0 IN 0。403 0.9 IN 0。364 0.8 IN 0。325 0.7 IN 0。2860.5 IN 0。20在计算(j sun)出短路阻抗后，要按国家标准换算到75 C0 时的值（参见(cnjin)实验报告部分）。负载(fzi)试验测取负载特性U2=f（I2）实验线路如图2-3所示。上电前RL置最大值。先空载（开路），调节交流调节器使U20 = U2N =110V，之后调节器不再变动。通过调节RL使I2 增大直至 I2 =I2N = 0.8A（接近）。*图2-3负载试验表2-3记录数据（电流不必精确地为

12、某一值，接近即可）：序号U2 (V)I2 (A)P1=I1U1cos（W）P2 = I2U2（W）1U2N =I2N 0.82 0.9 I2N 0.723 0.8I2N 0.644 0.6I2N 0.485 0.4I2N 0.3260.2I2N 0.167I2 = 0.00（开路）其中I2 = 0及 I2 = I2N 两点必须测量。4电压调整率的计算变压器在额定负载电流下的电压与空载时的电压是不同的，所谓变压器的电压调整率就是指该电压的相对变化量（归算到原边）：其中(qzhng)： 而U20则是二次侧空载(kn zi)电压，变比取 K=U1N/U2N ，因此可直接利用负载试验(shyn)数据进

13、行电压调整率的计算。应该指出：当功率因素cos不同时变压器的电压调整率也不同。 5 变压器的效率曲线=f（I 2）测定（电阻性负载）用间接法测定阻性负载下变压器的效率：由于二次侧是阻性负载，所以cos 1 ，而一次侧的功率由功率表测得。因此效率曲线=f（I 2）测定可在负载试验时加测P1及计算P2而完成。五实验报告计算变比K绘制空载特性曲线及计算激磁参数空载特性曲线U0 = f（I0 ）， P0 =f（U0），COS0 =f（U0）计算激磁参数以U0 =UN 时所对应的P0 、I0 来计算变压器的激磁参数，空载时zmz1 ，rmr1，xmx1 ，所以z0 zm r0rm，x0 xm ，因此有：

14、绘制短路特性曲线及计算短路参数短路特性曲线UK = f（IK ）， P K=f（UK），COSK =f（UK）计算短路参数以I =IN 时所对应的PK 、IK 来计算变压器的激磁参数，短路时试验电压很低，主磁通就很小，rm ，可近似认为：由于短路电阻rK 随温度而变化，按国家标准应换算到75C0时的值： 其中， T0 = 234.50C （本变压器为铜线），为试验时的环境温度。阻抗电压：IK = IN 时的短路(dunl)损耗：按空载试验与短路试验求出的参数，画出变压器折算(sh sun)到低压方的“”型等效电路。变压器的电压(diny)调整率U2%、变压器的效率=（P2/P1）% 并画=f（

15、I2）简答问题空载试验与短路试验时电压表与电流表的连接位置为何不同？（2） 短路试验为何选择在低压侧进行？（3） 当二次侧是阻性负载，为什么可以认为cos 1 ？实验三三相变压器的联接组别一实验目的用实验方法测定三相变压器的极性。用实验方法判定三相变压器的联接组别。二预习要点联接组的定义，为何要研究联接组，国家标准联接组有哪几种。如何把Y/Y-12改成Y/Y-6 ，如何把D/Y-11改成D/Y-5 。三实验设备1三相调压器一台2三相芯式变压器一台（NMEL02 ）3交流电压表一台四实验项目（变压器绕组端以AX/BY/CZ及ax/by/cz表示）测定绕组极性（三相调压器的输出线电压UUV为100

16、V）实验所使用的三相芯式变压器由1个原绕组和2个副绕组组成（见附录图片4）。上部标出220V字样的是原绕组，下部为2个电压不同的副绕组。所有绕组均为独立结构，内部并未联接！“”为同名端，对应在变压器上为绕组上相应的位置（每个绕组的上端或每个绕组的下端为同名端）。这是固定不变的。但字母a、b、c和x、y、z可根据不同情况标注在绕组的上端或下端。 （a）测定(cdng)相间极性 （b）测定原、副方极性 图3-1 测定(cdng)绕组极性及原、副方极性测定(cdng)相间极性接线如图图3-1(a)，在B、Y间加100V交流电压。测量UAC 、UAX、UCZ 的值；改变接线，交流电压加到A、X端，Y、

17、Z相连，B、C悬空再测一次。若UAC| UAX UCZ|则可判定A、C为同极性端；同理若UBC| UBY UCZ|则可判定B、C为同极性端。表3-1记录数据：UAC（V）UAX（V）UCZ（V）UBC（V）UBY（V）UCZ（V） 说明：两次的磁路不同，所以结果有差异。同理，如果交流电压加到C、Z端，则 UBY UAX 。测定原、副方极性接线如图3-1 b)，在A、B间加100V交流电压。测量UAa 、UAX、UaX 的值，若UAa | UAX UaX|则可判定A、a为同极性端。其余类推。表3-2记录数据：UAX（V）UAa（V）Ua x（V）联接并用测量法判定以下联接组 （UUV为200V）

18、三相变压器的联接组别是指变压器原、副方的不同联接方式及对各引出端的不同命名，由此造成原方线电压UAB 与副方线电压Uab间的相位差不同。由于这种相位差总是300的整数倍，好象时钟在整数点钟时时针与分针间的夹角相仿，故又称为变压器的“钟点数”。为此变压器原、副绕组中的A与a均应连接，表示“相量钟”长、短针的轴。 （a）Y/Y-12 （b）Y/Y-6图3-2 Y/Y-12及 Y/Y-6Y/Y-12表3-3记录(jl)数据：UABUabUbB 从图3-3相量图可知(k zh)，若联接组别为Y/Y-12，则有：UbB UAB Uab 图3-3 Y/Y-12相量图Y/Y-6表3-4记录(jl)数据：UA

19、BUabUbB从图3-4相量图可知，若联接组别为Y/Y-6，则有：UbB UAB Uab 图3-4 Y/Y-6相量图D/Y-11 （a）D/Y-11 （b） D/Y-5图3-5 D/Y-11及 D/Y-5表3-5记录(jl)数据：UABUabUbB从图3-6相量图可知(k zh)，若联接组别为D/Y-11，则按余弦定理(y xin dn l)有：UbB2 Uab2UAB22 Uab UAB cos300 图3-6 D /Y-11相量图D/Y-5表3-6记录(jl)数据：UABUabUbB从图3-7相量图可知，若联接组别为D/Y-，则按余弦定理有：UbB2Uab2UAB22 Uab UAB co

20、s1500 图3-7 D/Y-5 相量图五实验报告画出实验时电气线路图。在测定相间极性时，如何判别B与A或C是否为同极性端？画出实验线路并说明测量方法。在用测量法判定变压器联接(lin ji)组别时，变压器原、副绕组中的A与a必须重合的含义(hny)是什么？实验(shyn)四他励直流电动机的机械特性一实验目的1直流电动机的启动方法。2如何改变直流电动机的转向。3 直流电动机的调速方法。测定直流他励电动机的固有和人为机械特性，并比较各特性曲线。二预习要点直流电动机的启动方法有哪些？改变直流电动机机械特性有哪些方法？三实验设备1可调直流电压源（带输出指示）、直流励磁电源、测功机（NMEL13）各一

21、台2直流电动机（M03）一台UN：220V、IN：1.1A、PN：185W、nN：1600rpm32A直流电流表2台四实验项目（注：以下所述a由两个600+180电阻并联组成）实验线路如下： 图5-1他励电动机的固有和人为(rnwi)机械特性直流电动机(dngj)的启动（测功机空载(kn zi)：即“转矩设定”旋钮逆时针旋到底）启动后，确保电流表A2的读数为100 mA ，否则不允许复位输出可调直流电压。测功机的使用（见附录及图片3）测功机的控制选择：开关扳向“转矩控制”侧，转矩控制旋钮逆时针旋到底。测功机的使用：调节“转矩设定”旋钮就可改变电动机的负载转矩。注意：测功机的转矩读数不正确，故不

22、采用。转矩用计算法求取。直流电动机的启动严格受到电动机额定电流的制约，通常启动电流不能超过1.5IN 。将全电路欧姆定律应用于直流电动机的电枢回路，则有：U Ea IaR （式1）其中U是施加到电枢的直流电源，Ea是电动机的反电势，R是回路总电阻。（式2）由于启动瞬间电动机的反电势Ea Cen = 0 ，所以：显然要限制Ia 可采用两种方法：一是降低直流电源U，二是增大回路总电阻R。降压启动（启动电阻a ）（短接）电枢回路未串电阻必须用低压启动：将可调直流电源的调节旋钮逆时针旋到底（输出最小），再接通励磁电源，必须先确认励磁回路已接通（有励磁电流指示）（以后的起动调试要求相同)，才能调节电动机

23、电枢电压。然后U从小到大逐渐增加，直到达额定电压UN 。直接关闭电源，可调直流电源输出保持不变进行下一项内容。串阻启动（可调直流电源输出上一步已预设置为U = 220V）电枢回路串a 电阻后可直接用额定电压启动：启动时串入a 电阻，启动电动机后，逐步减小Ra直到a 0（短接） 。改变直流电动机的转向（测功机空载）电动机的转动缘于电磁转矩，电磁转矩的表达式如下：Ta CTIa（式3）由于(yuy) 和Ia 都是有方向的量，所以改变(gibin)其中任何一个都能改变电磁(dinc)转矩的方向。改变 的方向只要改变励磁电流方向，改变Ia的方向只要改变直流电源U的极性。改变励磁极性（可调直流电源输出预

24、置在最小即逆时针旋到底）直流电源输出预置在最小串入a 电阻后，如果电动机不转，则逐步减小a ，直到电动机转动，并观察电动机转向。关断可调直流电源及励磁，改变励磁极性，其它保持不变，重新通电并观察转向。改变直流电压U的极性（可调直流源输出预置在U = U min）改变直流电源U的极性后，重新通电并观察转向。测定直流电动机的机械特性nf（Ta）用Ea Cen代入（式）U Ea IaR则有：（式4） 再用 Ta CTIa 代去（式4）中的Ia则有：（式5） 式5即为直流电动机的机械特性。由于Ta 与Ia成正比，通常可测 Ia 与n更为方便，即n f（KIa） f（Ta）注意：以下所有操作均串入Ra

25、且使测功机空载，然后启动直流电动机 。停、送电前确保“转矩设定”值为最小，直流电枢电源调节到最小。同一测试数据表格的U值保持固定不变。（1）测定直流电动机的固有机械特性n f（KIa）f（Ta）,U=220V!记录直流电动机的铭牌参数：额定电压、额定电流、额定转速等。串联Ra ，测功机空载。然后启动电动机，逐步减小Ra直到Ra = 0（短接），调节可调直流稳压源的输出电压（必须先确认励磁电流达到100mA才能调节电动机电枢电压）达U=220V 左右并保持不变。先记录下测功机空载时的转速n、电流Ia，然后调节测功机的“转矩设定”旋钮进行加载，按表1中要求的Ia值逐一测试，同时记录相应的转速n、电

26、流Ia。后面（2）中的三项测试内容的加载方法与此相同。表5-1记录数据：U=220V n（rpm） Tf（N.m） Ia（A）Imin 030 050 070 090110（2）测定直流电动机的人为机械特性n f（KIa）f（Ta）直流电动机的人为机械特性是指对电动机采取某些(mu xi)措施，使电动机工作于固有机械特性以外的特性曲线。从（式4）：（其中(qzhng)Ce是电机常数）可知，直流电动机的调速方案(fng n)有三种：一是串阻（改变R）；二是调压（改变U）；三是调磁（改变）。同样地，运用测功机的“转矩设定”旋钮可调节Tf 使电动机电枢电流达到记录表中要求的值。串阻特性在Ra两端接电

27、压表，且测功机空载，启动电动机，调节可调直流稳压源的输出电压（必须先确认励磁电流达到100mA才能调节电动机电枢电压）达U=220V, 逐步减小Ra 使Ra = 0 （短接），记录下当前转速nmax 。 逐渐增大Ra 使转速n 比 nmax下降23% ，此刻的n值对应着Imin、然后逐步按表2要求测试数据。表5-2记录数据： n（rpm） Ta（N.m） Ia（A）Imin 030 050 070 090 110U=220VRa = （当电流为1A时Ra两端电压读数即是阻值）调压特性串Ra 且测功机空载。然后启动电动机，调节可调直流稳压源的输出电压（必须先确认励磁电流达到100mA才能调节电动

28、机电枢电压）达U=150V, 逐步减小Ra直到Ra = 0 （短接）。然后测表3数据。表5-3记录数据： U=150V n（rpm） Ta（N.m） Ia（A）Imin 030 050 070 090 110调磁特性串Ra且测功机空载。然后启动电动机，调节可调直流稳压源的输出电压（必须先确认励磁电流达到100mA才能调节电动机电枢电压）达U=220V, 逐步减小Ra直到Ra = 0 （短接）。然后小心地增大励磁电流（励磁电流调节旋钮） ，使If = 0.9 If max 。注意不要造成飞车!表5-4记录数据： n（rpm） Ta（N.m） Ia（A）Imin 030 050 070 090 1

29、10U=220VIf = 0.9 If max 五实验报告画出实验(shyn)时的电气线路图（用一个总图实现各实验项目）。在同一座标(zu bio)下画出固有、串阻、调压、调磁等4根特性(txng)曲线nf（Ta）。问题简答（1）若直流电动机未加励磁就接通电枢电压，结果如何？并用数学表达式分析之。（2）如何改变直流电动机的转向？并用数学表达式分析之。直流电动机的调速有哪几种方法？其机械特性如何？试分析造成直流电动机固有、串阻、调压、调磁等机械特性曲线不同的原因。实验五三相笼型异步电机的工作特性一实验目的1用直接负载法测取三相笼型异步电动机的工作特性。2测定三相笼型异步电动机的参数。二预习要点1

30、何为三相异步电动机的工作特性？2三相异步电动机的等效电路有哪些参数？其物理意义如何？3如何(rh)测定三相异步电动机的工作特性和等效电路参数？三实验(shyn)设备1直流电压源、三相(sn xin)调压器各一台2三相异步电动机一台（M04）3电流表具一套4电流插座三个四实验项目1测定M04定子绕组的冷态电阻 所谓电动机定子绕组的冷态电阻，是指电动机在室温下放置一段时间后，用温度计测量铁芯温度，若所得值与冷却介质（空气）温度值相差不超过2K，即为实际冷态，测得的绕组电阻就是冷态电阻。电动机参数：UN 220V（），IN 0.48A, PN 100W， nN 1420rpm测量方法有伏安法和电桥法

31、，本实验采用直流伏安法。线路如下： 图7-1定子绕组的冷态电阻测定 M04电机定子绕组出线端位置图为了防止绕组发热，试验电流取 0.1IN = 0.048（A） 50及10（mA）。操作时注意小心、缓慢调节“电枢电源”。测3次/相，共测9次。直流电源的输出电压尽量小，且在绕组回路串如图可调电阻。表7-1记录数据：r1=R/9 （9次测量的平均值）室温= 0C 绕组1 绕组2 绕组3I（A）U（V）R（）注意：（1）测量时要保持电动机转子静止。 （2）测量时间越短越好。2空载试验（测取空载电压、空载电流、空载功率等）由于要测量电动机的三相功率(gngl)，所以采用二瓦特计法，具体原理(yunl)

32、及方法如下(rxi)图。 图4-4 公共插头用于测量各相电流 图4-5 主回路及三相功率表接线图 由于本设备的功率表有2只，交流电流表及交流电压表各1只，为了测量三相电流，三相线路各需串联一组过渡插孔（含三个插线孔）（位于实验台底部靠右下角位置），用一个公共的电流测量插头（如图4-4），轮流测量三相主回路电流。当表棒插头插进某一相的中间插孔后，电流表就被串入该相线路中，测量该相电流值。功率表的电压线圈非“*”端为COM端，被固定地接到B相（其实可将任意一相作为COM端）。 各电压值必须用唯一的电压表依次测量，所以电压表测量端可灵活移动。 启动电动机空载运行数分钟后，待电动机机械损耗达到稳定状态

33、后再进行数据测量。 测时调节电动机定子电压：从1.2UN(由于电压报警值较低，且定为250V)开始，逐渐降低电压直到电流或功率显著增大为止。实验线路如下： 图7-2测取三相笼型异步电动机的工作特性注意： （1）通电前，三相调压器输出置“零位”，以后操作均如此。（2）通电前，“转矩设定”置“零位”，以后操作均如此。（3）在电流或功率显著(xinzh)增大点附近(fjn)多测几个值（按需要自行酌定）。（4）移动电流表可带电(di din)操作，但操作时要求迅速、平稳。表7-2记录数据（注：功率值包括符号；电压表测量端要能灵活移动以便测量Uca）：序号U（V）I（A） P（W）COSUABUBCUC

34、AU0IAIBICI0P1P2P0COS01250.02242.03220.04198.05176.06154.07自酌其中：U0 =（UAB+UBC+UCA）/3I0 =（IA+IB+IC）/ 3P0 =P1+P23堵转试验（堵转试验线路同上，但电动机与测功机必须联轴）（1）完成空载试验后先关闭电源等电动机完全停车，并务必使调压器输出在“零位”！（2）在测功机顶部小孔插入“十字”螺刀到底使电机堵转（用手转动电机确认）。（3）堵转电流从取1.2IN到0.3IN为止。注意：上电后小心地增大三相调压器的输出电压，严密监视电流表（相当于短路试验）。表7-3记录数据：IAN = 0.48A 功率值含正

35、负符号序号U（V）I（A）P（W）COSUABUBCUCAUKIAIBICIKP1P2PKCOSK10.5720.5330.4840.4350.3460.2470.14其中(qzhng)：UK =（UAB+UBC+UCA）/3IK =（IA+IB+IC）/ 3PK =P1+P24负载(fzi)试验（试验线路同上，但堵转螺刀必须(bx)取出）（1）完成以上实验后关闭电源，待电动机停止转动后取出堵转螺刀。 （2）通过转矩设定将负载转矩加到测功机上以改变负载大小。 （3）负载试验电流从1.25IN开始逐渐减小(1.1IN/IN/0.8IN/0.6IN/0.4IN)到空载为止。表7-4记录数据（电动机

36、电压UAB 220V）：功率值包括符号 IAN = 0.48A序号I（A）P（W）T2（N.M） n(rpm) P2(W)IAIBICIPPP10.6020.5330.4840.3850.2960.2070其中：U =（UAB+UBC+UCA）/3 I =（IA+IB+IC）/ 3P =P+P P 2 =T2五实验报告1计算基准工作温度下的相电阻在室温下测量所得的电动机绕组相电阻要按下式转换（按E级绝缘取750C）：其中r1是9次测量的平均值，T0 = 2350C， 为试验时的环境温度。2作空载特性曲线I0、P0、cos0 = f（U0）3作堵转特性曲线IK、PK = f（UK）4求电动机的等

37、效电路参数 （1）堵转参数（即短路参数） 图7-3电动机堵转时的等效电路其中(qzhng)IKa、PK、UK对应(duyng)堵转试验(shyn)时当IK = IN时的相电流平均值、三相短路有功功率及相电压平均值。转子电阻的折算值：r2= rK - r1（r1忽略xm 、rm ，而r1 此前已求出）定、转子漏抗：X2 X1 XK / 2（2）由空载试验求激磁参数 其中I0a、P0、U0对应空载试验时当U0 = UN时的相电流平均值、三相空载有功功率及相电压平均值。按下面提供的空载等效电路可知：激磁电抗 X 0 = Xm + X1 Z 0 = U 0 / I 0 （忽略激磁电阻）其中X1 在短路

38、试验时已求出，所以Xm 就可求出。最后剩下激磁电阻：rm =PFe /3 I 0a2其中PFe 为额定电压时的铁耗，它可由空载时的PFe+Pmec = f（U02）曲线确定，如下图所表示： 图7-4 空载时异步电动机的等效电路 图7-5 PFe+Pmec = f（U02）曲线其中曲线的虚线部分(b fen)的机械损耗Pmec 是按变化趋势推理(tul)使之与纵轴相连，因为(yn wi)由于转速变化不大，将Pmec近似看作常数并无不妥。由于空载试验时的空载功率P0 = PFe+Pmec + 3r1I02，其中铜耗3r1I02可求出，故有：P0 - 3r1I02 = PFe+Pmec然后按几何图形

39、的比例关系分配PFe与Pmec 的大小。至此，电动机等效电路参数：r1、 x1 、xm 、rm 、x2、r2已全部求出，画出等效参数电路也就没有问题了。5画出电动机的等效参数电路6作工作特性曲线P1、I1、n、s、cos1 = f（P2）表7-5由负载试验数据计算工作特性，填入下表：序号电动机输入电动机输出 计 算 值I 1（A）P 1（W） T2n(rpm)P2（W）S（%）（%）cos11234567以上式中：I1为定子绕组相电流，U1为定子绕组相电压，P1为二瓦法的功率。7由损耗分析法求额定负载时的效率电动机的损耗有：PFe +Pmec + 3r1I02，铁耗：PFe机械损耗：Pmec定

40、子铜耗：PCu1 = 3r1I02转子铜耗：PCu2 = Pems /100杂散损耗：Ped 取额定负载时输入功率P1的0.5% 如果电磁功率为Pem 则:Pem = P1 - PCu1 - PFe 铁耗和机械(jxi)损耗：P0= PFe + Pmec = P0 3r1I02P0是空载功率，为分离铁耗和机械(jxi)损耗，按前面的方法绘制P0= PFe+Pmec = f（U02）曲线，并按曲线变化规律延长(ynchng)使曲线与纵轴相交，过该交点作与横轴平行的水平线。由于转速变化不大，而机械损耗仅与转速有关，因此机械损耗可认为是恒定值，即下图中的虚线以下部分。而铁耗可认为与磁密平方成正比，则

41、与电动机端电压的平方成正比，即虚线以上的曲线部分，由此可分离出不同电压时的铁耗PFe。图7-6分离铁耗和机械损耗电动机的总损耗P = PFe + PCu1 + PCu2+Ped于是求得额定负载时的效率为：式中的P1对应于P2额定功率Ps时从工作特性曲线查出。8问题简答 （1）从空载及短路试验求电动机等效参数时，会引起误差的原因有哪些？ （2）从短路试验数据可以得到哪些结论？ （3）由负载试验数据法或损耗分析法求取电动机的效率，都会产生误差，其主要原因是什么？附录(fl)一实验台使用(shyng)须知一实验台简介(jin ji)（见图片1）实验台采用模块化构件，组成不同实验项目，但有些部分是固定

42、配置，兹介绍如下。总电源开关实验台左面装有三相空气开关，“闭合”按钮、“断开”按钮及电源指示灯等。合空气开关（红灯亮）“闭合”按钮 所有直流电源及数字仪表可用。三相交流电源的使用合空气开关 按“闭合”（红灯灭绿灯亮）旋“交流电源输出调节”手柄 三相交流输出。三相交流的输出U、V、W是自耦变压器的二次侧，其电压大小由“交流电源输出调节”手柄位置决定，可通过实验台左下方的3个指针式电压表来监视：按“断开”，（绿灯灭红灯亮）U、V、W无输出电压。通常调节手柄逆时针旋到底（输出为0），再开启电源，然后逐渐增大到所需值。3 数字仪表（必须使数字仪表的电源开关处“ON”）所有数字仪表均采用3 位半 LED

43、显示。有时上电后数字仪表的显示会出现混乱，可将数字仪表的电源开关先“OFF”后“ON”。交流数字表位于实验台左上方，包括电压表、电流表、功率表等3种。其中功率表的使用如下（I*、U*连接在一起）： 附录一图-1 功率表的使用方法 附录一图-2 功率表的测量原理数字(shz)功率表由一个电压测量通道和一个电流测量通道，其原理为：既测量电压、电流的大小，也测量两者的相位差，显示(xinsh)结果为P = IUcos必须注意被测对象的电压、电流是否与所选量程(lingchng)相当。直流数字表位于交流数字表下方，包括电压表、电流表共3个表。数字仪表对“量程”极其敏感，一旦测量值超过“量程”的范围，会

44、立即跳闸并告警。若遇此情况可先按“复位”消除告警声，改变“量程”后，重新开始。二直流励磁(l c)电源与可调直流电源位于(wiy)面板底部中偏右。电枢(din sh)电源及励磁电源有自身的开关K1、K2、K3。励磁电源合上K2，励磁电源即有输出电压。供直流电动机及直流发电机励磁用，电流大小可以调节。（2）电枢直流稳压电源供直流电动机电枢用：“电压调节“旋钮逆时针旋到底，开启开关K1后，电压数值由内部已连接的电压指示V表显示，然后可将输出电压调节到所需值。三转速显示与测功机使用时电缆线必须与测功机相连，包括以下功能：1 转速显示 电缆线必须与测功机相连，当测功机旋转时，通过电缆线向转速表传送转速

45、 脉冲，转速表将转速脉冲转换成转速显示，单位rpm 。 当转速显示为“+”，则“转速信号输出”（电压）的极性如图所示。 若转速显示为“”，则“转速信号输出”的极性与图示相反。“转速信号输出”电压可用作转速反馈信号，以构成速度闭环控制系统。2 测功机当测功机旋转时，通过电缆线可向测功机的转子施加一个可以调节的电磁转矩， 方法如下：（1）为读转矩，测功机必须调零（转矩输出开关扳向下方）（2）启动电动机，使测功机旋转，调节“转矩设定”即可对电动机施加转矩，单位N.M 。注意：调节“转速设定”也可对电动机施加转矩，两者的区别仅在于一个是以转矩作为反馈信号，控制转矩为一定值；另一个是以转速为反馈信号，使

46、转速为一定值，否则就改变转矩大小。四直流电机启动电阻(dinz)（包括励磁电阻）、三相电阻、三相芯式变压器（见图片(tpin)4）1三相(sn xin)电阻箱 （NMEL03/04)图-3 电阻串联或并联使用注意：当调节手柄在最小位时，每组电阻为180。电阻上的电流不能超过FUSE所标定的大小。2 三相芯式变压器一个原绕组和两个不同电压的副绕组。各绕组均为独立结构，内部相互未有任何连接。附录(fl)二 实验报告及样式一实验报告的意义(yy)实验(shyn)报告是对所完成的实验或研究课题的总结。实验报告主要应该包括以下几个内容：研究的主题。使用的设备（包括名称、型号、规格、数量、生产商、生产日期

47、等）。实验线路、操作步骤、要点及注意事项。数据记录。数据分析及结论。作为教学实验报告，还会附加一些重要的概念和操作方面的问题简答。 实验报告反映了一个课题从提出到得出结论其间所有的过程，因此认真编写实验报告不仅能对所做工作进行系统整理，也能有效地促进思考和分析，还能从中学习解决问题的方法及如何制定缜密的实验步骤（确保人身和设备的安全），并能积累经验资料。 从某种意义上说，“电”的课程只能通过实践才能真正学会。实际应用中常会产生貌似与理论研究不甚合拍的现象，认真、深入分析数据，不放过任何疑点（现象的背后必有其内在因素），可从中获取丰富的感性认识，能有力地促进对理论知识的理解，有利于知识的融会贯通和系统化、条理化等，对帮助记忆也不无脾益。二数据记录 数据记录的格式主要取决于两个因