电机与拖动基础试验指导书2016版

1、电机与拖动基础实验指导南京邮电大学自动化学院电力电子与电气传动实验的基本要求电机及电气技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操 作技能。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，测取所需数据，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，及时认真做好 实验。现按实验过程提出下列基本要求。一、实验前的准备实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书 ，了解实验目的、 项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题 （有些内容可到实验室对 照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等 ），并按照实验项目准

2、备记录抄表等。实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实作好了实验前的准 备，方可开始作实验。认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质 量和保护实验设备都是很重要的。二、实验的进行1、建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由45人组成，实验进行中的接线、 调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证 实验操作协调，记录数据准确可靠。2、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仪表量程，然 后依次排列组件和仪表便于测取数据。3、按图接线根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，按 接线原则是先接串

3、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。4、启动电机，观察仪表在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后按一定规范 启动电机，观察所有仪表是否正常（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；如一切正常，即可正式开始实验。5、测取数据预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。正式实验时, 根据实验步骤逐次测取数据。6、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，才允许拆线2并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。三、实验报告实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过

4、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。实验报告包括以下内容：1）实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温C。2）列出实验中所用组件的名称及编号， 电机铭牌数据（Pn、Un、In、An） 等。3）列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻 器阻值，电源端编号等。4）数据的整理和计算5）按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不小于8cmX8cm, 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。6）根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合， 可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结

5、论。 实验报告应写在一定规 格的报告纸上，保持整洁。7）每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。电机及电气技术实验的 安全操作规程为了按时完成电机及拖动实验，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：.实验时人体不可接触带电线路。.接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。.学生独立完成接线或改接线路后必须经指导老师检查和允许，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，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。.电机如直接启动则应先检查功率表及电流表的量程是否符合要求， 有否短路回路存在，以免损坏仪表或电源。5.总电源

6、或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导教师来控制，其 他人员只能在指导教师允许后方可操作，不得自行合闸。实验一他励直流电动机的启动一、实验目的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方 法。3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、启动、改变电 机转向的方法。二、预习要点1、如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表电流表的量程。2、直流电动机启动时，为什么在电枢回路中需要用接启动变阻器？不用接会产生什么严重后果？3、直流电动机启动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置 ？为 什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么

7、严重后果？三、实验项目1、了解电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变 阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。2、直流他励电动机的启动、调速及改变转向的方法。四、实验步骤1、由实验指导老师介绍电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方 法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。2、直流仪表、转速表和变阻器的选择直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值 来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或申 并联的接法。(1)电压量程的选择如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为500V或1000V4量程档。(2)

8、电流量程的选择选用安培表测量电枢电流，选用毫安表测量励磁电流。(3)电机额定转速为1600r/min,转速表选用1800r/min量程档。(4)变阻器的选择测量各个变阻器的最大值，选择合适的变阻器作为发电机负载电阻与励 磁电阻、电动机启动电阻与励磁电阻。3、他励直流电动机启动步骤(1)按图1.1接线，检查电表的极性(+,-)是否正确，量程是否正 确，电动机励磁回路接线是否按牢靠。然后，将电动机电枢所串联的启动电 阻R,发电机G的励磁回路电阻Rf2调到最大位置，电动机 M的磁场调节电阻Rf1调到最小位置，断开开关S,并断开电枢电源开关，做好启动准备。(2)开启励磁电源开关，观察 M及MG的励磁电

9、流值，调节Rf2使 MG的励磁电流为额定值，并保持不变，接通电枢电源开关，使电动机 M 启动。(3)当电动机M启动后，观察转电动机的偏转方向，逐渐减小电动机 起动电阻R值，即启动时电阻R放在最大位置，启动完毕后将 R短接。(4)调节电动机的励磁电阻Rf1,使得电动机的励磁电流为额定值。(5)合上开关S,调节负载电阻R,使得电动机转速为额定转速，电 流为额定电流值，至此成功地找到电动机的稳态运行点：电压为额定电压， 电流为额定电流，转速为额定转速，励磁电流为额定励磁电流。记录电动机 的额定运行值：额定电压 V,额定电流 A ,额定励磁电流 mA, 额定转速 r/min。(6)调节他励电动机的转速

10、励磁电流为额定值时，改变用入电动机M电枢回路的调节电阻R1,观察 电动机转速变化，记录实验数据于表1.1。表1.1励磁电流 mA,改变电枢电阻，电动机转速电动机电枢电压电动机转速励磁电源220VV1220V 电本区电源图1.1直流他励电动机后动接线图(7)改变电动机的转向将电枢串联启动变阻器Ri的阻值调回到最大值，先切断控制屏上的电 枢电源开关，然后切断控制屏上的励磁电源开关， 使他励电动机停机。在断 电情况下，将电枢(或励磁绕组)的两端接线对调后，再按他励电动机的启 动步骤启动电动机，并观察电动机的转向。五、注意事项1、直流他励电动机启动时，须将励磁回路串联的电阻Rfi调至最小，先接通励磁电

11、源，使励磁电流最大，同时必须将电枢串联启动电阻 Ri调至最 大，然后方可接通电枢电源。使电动机正常启动。启动后，将启动电阻 Ri调 至零，使电机正常工作。2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。 同时必须将电枢串联的启动电阻 Ri调回到最大值，励磁回路串联的电阻Rfi 调回到最小值。给下次启动作好准备。3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。六、实验报告i、画出直流他励电动机电枢用电阻启动的接线图。 说明电动机启动时, 启动电阻Ri?为什么？2、在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转 速如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？

12、3、用什么方法可以改变直流电动机的转向？4、为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢靠？启动时电枢回 路必须串联启动变阻器？实验二他励直流电动机固有机械特性的测定实验目的.测定他励直流电动机的固有机械特性。2,理解他励直流电动机的堵转转矩、机械特性斜率、理想空载转速的 概念。预习要点1,他励直流电动机机械特性的一般表达式。2,他励直流电动机的固有机械特性表达式。3,他励直流电动机的堵转转矩、机械特性斜率、理想空载转速概念。实验项目1,测定他励直流电动机的固有机械特性。2,计算理想空载转速、机械特性斜率。实验步骤.按照图2,1接线，并检查是否正确。然后，将电动机电枢所串联的 起动电阻R,发电机

13、G的励磁回路电阻Rf2调到最大位置，电动机 M的磁 场调节电阻Rf1调到最小位置，断开开关 S,并断开电枢电源开关，做好起 动准备。2,开启励磁电源开关，观察 M及MG的励磁电流值，调节Rf2使MG 的励磁电流为额定值，并保持不变，接通电枢电源开关，使电动机M启动。 逐渐减小电动机起动电阻 R值，即起动时电阻R放在最大位置，启动完毕 后将R短接。3.调节电动机的励磁电阻Rn ,使得电动机的励磁电流为额定值。4,合上开关S,调节负载电阻R2 ,使得电动机转速为额定转速，电流 为额定电流值，至此成功地找到电动机的稳态运行点： 电压为额定电压，电 流为额定电流，转速为额定转速，励磁电流为额定励磁电流

14、。5.保持电动机电压为额定电压220V,励磁电流为额定励磁电流，发电 机的励磁电流为额定励磁电流不变。调解发电机的负载电阻R ,测定电动机的电枢电流转速n和发电机的负载电流,并从校正曲线查出电动 机的对应输出转矩T2(T2 =0.18 + 1.0251 F),记录数据710组于表2.112220V L+电枢电源励磁电源+220V o图2.1他励直流电动机固有机械特性测定表2.1工作特性和机械特性实Ia (A)验电动机电枢电流所转速(r/min)测If(a)数发电机负载电流据T2(N m)计P2 =0.105nT2算R =UI值“=Pz/Pn(%)五、注意事项1、直流他励电动机起动时，须将励磁回

15、路串联的电阻Rfi调至最小，先接通励磁电源，使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻 Ri调至最 大，然后方可接通电枢电源。使电动机正常启动。启动后，将启动电阻 Ri调 至零，使电机正常工作。2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。 同时必须将电枢串联的起动电阻 Ri调回到最大值，励磁回路串联的电阻Rfi 调回到最小值。给下次起动作好准备。3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。4、若要测量电动机的转矩 T2 ,必须将校正直流测功机 MG的励磁电 流调整到校正值额定电流值，以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。 六、实验报告i、由表2.i计算出P2和并

16、名&出n、T2、“= f (Ia)工作特性曲线。电动机输出功率：P2 = 0.i05nT2式中，输出转矩T2的单位为N.m (由幅及If值，从校正曲线T2=f (If)查 得),转速n的单位为r/min。电动机输入功率：Pi=UI电动机效率：=P2 i00%Pn0-nN 由工作特性求出转速变化率： 皿=i00%nN2、画出他励电动机固有机械特性曲线 n = f (T2)的特性曲线，并计算出机 械特性斜率和理想空载转速。i0实验三他励直流电动机人为机械特性测定实验目的.测定他励直流电动机电枢回路用电阻机械特性。.测定他励直流电动机改变电枢电压的机械特性。.测定他励直流电动机减小气隙磁通量的机械特

17、性预习要点.他励直流电动机的人为机械特性定义。.人为机械特性的条件。.人为机械特性表达式。.人为机械特性曲线。三、实验项目测定他励直流电动机的人为机械特性，理解三种调速方法。四、实验步骤.按图3.1接线，并检查正确性。确认正确之后，将电动机电枢所用 联的起动电阻R,发电机G的励磁回路电阻Rf2调到最大位置，电动机 M 的磁场调节电阻Rf1调到最小位置，断开开关 S,并断开电枢电源开关，做 好起动准备。.开启励磁电源开关，观察 M及MG的励磁电流值，调节Rf2使MG 的励磁电流为额定值，并保持不变，接通电枢电源开关，使电动机M启动。 逐渐减小电动机起动电阻 R,值，即起动时电阻R,放在最大位置，

18、启动完毕 后将R短接。.调节电动机的励磁电阻Rn ,使得电动机的励磁电流为额定值。.合上开关S,调节负载电阻 弓，使得电动机转速为额定转速，电流 为额定电流值，至此成功地找到电动机的稳态运行点： 电压为额定电压，电 流为额定电流，转速为额定转速，励磁电流为额定励磁电流。.保持电源电压为额定电压220V,励磁电流为额定励磁电流，发电机的 励磁电流为额定励磁电流不变。增大电动机电枢回路电阻 R于某个值不变， 记录此时电枢电压与电枢电流，计算出电枢回路所用电阻值。调节发电机的 负载电阻耳，测定电动机的电枢电流I ,转速n和发电机的负载电流If , 并从校正曲线查出电动机的对应输出转矩 T2a2 =0

19、.18 + 1.025If),记录数据11710组于表3.1励磁电源+220V表3.1电枢回路用电阻Ri,电动机的实验数据实 验 所 测 数 据Ia (A)电动机电枢电流转速(r/min)If(a)发电机负载电流T2(N m)计 算 值F2 =0.105nT2R =UIn =F2/Fn(%)图3.1他励直流电动机人为机械特性测定.保持发电机的励磁电流为额定励磁电流不变。保持电动机励磁电流为额定值，电枢回路串入一定电阻值后，不做改变，记录此时的电枢电压值。 调节发电机的负载电阻 R ,测定电动机的电枢电流Ia,转速n和发电机的 负载电流IF,并从校正曲线查出电动机的对应输出转矩12V312(五=

20、018+1.0251 f),记录数据710组于表3.2表3.2电动机电枢电压Ua,电动机的实验数据实验Ia (A)电动机电枢电流所转速(r/min)测数If(a)发电机负载电流据T2(N m)计F2 =0.i05nT2算n =UI值UP2/Fn(%)五、注意事项1、直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻Rfi调至最小，先接通励磁电源，使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻 Ri调至最 大，然后方可接通电枢电源。使电动机正常起动。起动后，将起动电阻Ri调至零，使电机正常工作。2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。 同时必须将电枢串联的起动电阻 Ri调回到最大值

21、，励磁回路串联的电阻Rfi 调回到最小值。给下次起动作好准备。3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。4、若要测量电动机的转矩 T2 ,必须将校正直流测功机 MG的励磁电 流调整到校正值额定电流值，以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。 六、实验报告i、由表3.i-3.2画出他励直流电动机两种人为机械特性曲线，并与固有机械特性进行比较。i3实验四三相异步电动机的参数测定实验目的.熟悉三相异步电动机的运行，Y-连接方法，改变相序的概念，电 机的启动，调速以及改变转向的方法；.测定三相异步电动机的参数(用空载实验、短路实验测定Xi，X2r,xm,rm,ri，r2r)o实验项目. 认

22、识实验(1)熟悉控制屏的电源特性，通过 DD01三相调压电源，使三相交流电 源到U、V、W (即A、B、C)三点。在三线中串入电流表，在三相间各并联一块电压表。如图4.1所示图4.1三相异步电动机参数测定接线图(2)利用调压电源改变供给异步电动机的电源， 异步电动机连接成Y形, 即将U、V、W (A、B、C)各接A、B、C三相宫电线，X、Y、Z接在一 起。(3)当施加电压从零逐渐增加，达到某值时，电机开始启动，然后逐渐 增加电压到额定电压。测量其空载转速， 观察其方向，再降低电压，使电机 停下来。(4)将三相交流供电线任意两相交换，再逐渐增加电压，观察电动机的 转向，理解电源相序变化对电机转向

23、的影响。.参数测定测量定子绕组的冷态直流电组，用数字万用表测量三个定子绕组 1值, 娶妻平均数，即得冷态电阻。至于异步电动机的参数X1,x2,Xm,rm,r1,r；,可用 空载和短路实验来测定。下面主要作这两个实验。(1)空载实验14a.按照图4.1接线。电机绕组为接（将定子绕组按照A-X-B-Y-C-Z-A 的次序连接，不可搞错）（Un=220V）。负载与电机脱开，即不加负载。b.把交流调压器的电压调至最小位置，接通电源，逐渐升高电压，是 电动机旋转，并注意电机的旋转方向。若电机的旋转方向不符合要求，则 需改变任意两根输入线即可。c.保持电机在额定电压下，空载运行数分钟，使电机的机械损耗达到稳定后，再继续进行实验。d.调节电压有1.2倍的额定电压开始逐渐降低电压，同时读取空载电 压，空载电流，空载功率。在测定空载实验数据时，可取79组数据，并记录于表4-1。e.降低电源电压至0,断开交流电源。f.表4-1序 号Uo (V)Io (A)Po (W)cos%ZoRoXoUabUbc