特种电机实验指导书

三相永磁同步电机实验一、 实验目的1、 掌握三相永磁同步电机结构特点2、 掌握三相永磁同步电机工作原理3、 掌握三相永磁同步电机运行特性二、 预习要点1、 三相永磁同步电机的工作原理2、 三相永磁同步电机的运行特性三、 实验项目1、 测量定子绕组的冷态电阻。2、 速度一频率n=f（f）测试3、 测取三相永磁同步电机在工频下的工作特性。四、 实验方法1、实验设备序号型号名 称数量备注1THCG-1涡流测功系统1件2DD03-4涡流测功系统导轨1件3THHY-1三相永磁同步电机控制系统1件4HK91三相永磁同步电机1件5万用表1件自备2、速度一频率n=f（f）测试1）按图9-3接线。电机绕组为Y接法，永磁同步电机直接与涡流测功机同轴联接。THHY-1型三相永磴同专电机控制系统THHY-1型三相永磴同专电机控制系统图9-3速度一频率n=f（f）测试接线图2）首先将电源输出开关拨至“开”位置，接通三相电源。涡流测功机不加载，按下变频器上的PU/EXT按钮，调节左侧旋钮使频率显示为零，然后按下RUN键缓慢调节左侧旋钮既可调节频率从而改变转速。每10H记录电机转速，填入下表。序号123456f（Hz）01020304050n(r/min)

1）测量接线图同图9-4,与涡流测功电机同轴联接。图9-4 三相永磁同步电机在工频下的工作特性2）首先将电源输出开关拨至“开”位置，接通三相电源。3）调节涡流测功机，使同步电机的输出功率逐渐上升，直至1.2倍额定功率。5）然后逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取同步电机的定子电流、输入功率、转速等数据记录于下表。表4-6U=U,、,=380V（Y）序Ll(A)君*气(W)P](WP1=3P](W)1(r/min)T2(N-m)*C0SP1n(%)1234568910五、实验报告1、计算基准工作温度时的相电阻由实验直接测得每相电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的定子绕组相电阻：r=r235七1ref 1C235+0 -C.. 式中'成——换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Q；ric——定子绕组的实际冷态相电阻，Q；0ref—基准工作温度，对于E级绝缘为75°C；oc——实际冷态时定子绕组的温度，C；2、 作速度一频率n=f(f)曲线3、 作压频一转矩特性曲线4、 作工作特性曲线P1、I］、n、cospi=f(P2)o六、思考题1、 由空载、短路实验数据求取异步电机的等效电路参数时，有哪些因素会引起误差？2、 从短路实验数据我们可以得出哪些结论？3、 由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差？直线电机实验一、 实验目的1、 学习直线电机工作原理，并了解与旋转电机的区别;2、 了解直线电机的结构，应用情况；3、 掌握用实验方法测定直线感应电动机的基本特性；二、 预习要点1、 直线电机的工作原理2、 直线感应电动机的基本特性三、 实验项目1、 推力的测定2、 起动电压特性的测定F=f(U)；I1=f(U)；P=f(U)；cos^=f(U)o3、 气隙特性测定F=f0)；I1=f(5)；P=f(5)；cos^=f(8)o四、 实验方法1、实验设备序号型号名称数量1THHZ-1直线电机控制系统1件2THHZ-1直线电机实验部件1件3橡皮管1根2、直线感应电动机的推力测定推力是直线电机一项重要的技术指标，在试验中，因受场地及设备条件的限制，往往只验证s=1，即起动时的推动力值。调节直线电机初级与次级板间的气隙为2mm，用称重传感器测量推力。在检查试验线路正确无误后，调换电源相序使直线电机的运动方向与传感器的受力方向一致，。然后调节调压器，记取测力计的指示读数。在此试验装置中，直线电机产生的推力被两部分力平衡，一是传感器的拉力，另一是摩擦阻力，传感器指示的推力值比直线电机实际产生的推力值要小，所以直线电机实际推力值是上述两分力之和。摩擦阻力的测试方法：在直线电机脱离电源的情况下，通过传感器为定滑轮拉次级，当次级从静止开始运动的瞬间，所示读数，便是摩擦阻力。3、直线感应电动机的起动特性试验直线电机的起动特性试验主要是测试不同电压下，推力、电流、功率因数等的变化情况。试验前应根据被试直线电机的推力、电压、电流、功率等量值的大小，选取合适量程的仪表，试验的接线图如下图所示。试验前，应调整好气隙，并使电机的运行方向与传感器的受力方向一致。用橡皮管将直线电机的次级与传感器的挂钩连接起来。通过导轨上测力装置的直接读取拉力值。对额定电压为380V的直线电机，试验电压可在200—420V中取几个值，额定值这一点必须取准。首先将三相电源开关拨至“开”位置，然后通过调节控制箱右侧调压器旋钮调节输出电压。对应每一电压值，读取电流、输入功率、推力各值，填入下表起动特性试验记录序号电压电流输出功率推力功率因数cos。PIP1.2002.3003.3804.420当试验电压大于额定值时，电机电流大，次级板发热加剧，因此读数要迅速，否则会影响试验的准确性。6、不同气隙与直线感应电动机特性的试验气隙的大小对直线电机的性能有很大的影响，低速直线电机一般靠滚轮来保持初次级间的气隙，由于机械安装的原因，气隙要比旋转电机大。对于钢次级电机，为避免初次级间有过分大的吸力，气隙也不宜太小，所以直线电机的单边机械气隙至少要1—2mm。因气隙大，导致电机的技术指标较差。对于直线电机来说，气隙在安装时是可以调整的，通过试验，可得到推力、电流、功率因数随气隙变化的特性曲线，这些特性曲线对我们在设计、制造、安装直线电机时，都是十分有用的。THHZ-1型直线电机实验装置气隙可在1—8mm调节，其中额定值这一点应取准。然后施加额定电压，对应每一气隙值读取电流、输入功率、推力各值，填入下表。气隙特性试验记录序号机械气隙6(mm)电流输出功率推力F功率因数cos。I(A)P(W)P(W)121I2538五、实验报告1、 电压不同电机运行速度如何变化2、 直线感应电动机勺起动特性试验数据处理视在功率P=<3UI输入功率P=3P 11IP功率因数cos^= PS根据数据做特性曲线：F=f(U)，I]=f(U)，P=f(U)，cosO=f(U)。3、直线感应电动机勺勺不同气隙试验数据处理视在功率P=t'3UI输入功率P=3PIP功率因数cos^=-PS根据数据作特性曲线：F=f(5)，I]=H8)，P=f(6)，cos0=f(8)。六、思考题1、 直线感应电动机的工作原理2、 直线感应电动机与旋转感应电机的区别3、 直线电机有哪些应用场合直流无刷电机实验（一） 实验目的1、 掌握直流无刷电机的组成、工作原理及特点2、 初步了解DSP的工作原理3、 了解DSP控制无刷电机的方法4、 掌握工作特性的测定方法（二） 预习要点1、 分析掌握直流无刷电机的运行原理2、 了解直流无刷电机的控制方法3、 掌握直流无刷电机的工作特性及机械特性（二）实验项目1、 测量定子绕组的冷态直流电阻2、 位置传感器的输出观测3、 空载损耗的测定4、 工作特性的测定5、 测取直流无刷电机的转矩特性（四）实验方法1、实验设备序号型号名 称数量备注1THCG-1涡流测功机控制系统1件2DD03-4涡流测功机导轨1件3THHW-1直流无刷电机控制系统1件4HK93直流无刷电机1件5示波器1件自备6万用表1件自备做实验之前先插好电源线，接通电源。2、位置传感器的输出观测

图1-3本实验装置所使用的直流无刷电机采用二二导通、三相六状态PWM调制方式。位置传感器输出信号为：011、001、101、100、110、010六种状态。不同的位置传感器信号对应着功率管的不同导通状态。把直流无刷电机的位置信号线连接至实验箱。先打开实验箱面板上的电源开关，然后打开实验箱左后面的主电源开关。把钮子开关拨至正转，按下启动按键，调节电位器1/2周左右。手动旋转电机，用示波器观察面板上位置传感器的状态，用交流电压表分别测量U、V、W每两相之间的的电压，通过电压的大小来判断6个功率管的开通关断，并填入下表：表1（正转）:H1H2H3UuvUuwUvw导通的管子110表2（反转）：把电机状态设为反转，再进行一次实验，把结果填入下表:H1H2H3UuvUuwUvw导通的管子1103、直流无刷电机的工作特性调节涡流测功机给直流无刷电机加载，使电机达到n=nN=1500r/min，P2=100（W）。

实验报告1、 计算三相绕组的直流电阻2、 写出每相通电时绕组两端电压表达式3、 绘制工作特性曲线n、T=f(P2)。4、 作直流无刷电机的转矩特性曲线n=f(T2)思考题1、 直流无刷电机的工作原理2、 直流无刷电机应用开关磁阻电机（一） 实验目的1、 了解开关磁阻电机的组成、特点2、 掌握开关磁阻电机的工作原理及特点3、 掌握开关磁阻电机的磁链特性及稳态运行特性（二） 预习要点1、 分析掌握开关磁阻电机的运行原理。2、 了解开关磁阻电机的控制系统。3、 掌握开关磁阻电机的工作特性及机械特性（二）实验项目1、 位置传感器的输出观测2、 工作特性的测定（四）实验方法1、实验设备序号型号名 称数量备注1THCG-1涡流测功机控制系统1件2DD03-4涡流测功系统导轨1件3THHC-1开关磁阻电机控制系统1件4HK94开关磁阻电机1件5示波器1件自备2、位置传感器的输出观测首先用位置传感器信号线及定子绕组两根连接线将开关磁阻电机与THHC-1控制箱相应的端子连接好，打开THHC-1上的船形开关，将四只直流电流表串入控制箱的A、A/；B、B；C、C/；D、D/各相绕组中，速度环开关调至开环状态，将示波器的两个探头插入控制箱的位置信号检测孔，按下正转按钮，缓慢调节开环调节电位器至四个电流表显示绕组中有电流流过为止，但此时电机应保持静止状态。手缓慢旋转电机，用示波器观察霍尔传感器的波形，总共有00、01、10和11四种状态，用D31上的直流电流表分别测量A、B、C、D每相的电流，通过电流的大小来判断4个功率管的开通关断，记录各项电流值并填入下表：

表1（正转）:H1H2IA（mA）IB（mA）IC（mA）ID（mA）励磁绕组00101101电机状态设为反转，再进行一次实验，把结果填入下表:表2（反转）：H1H2IA（mA）IB（mA）IC（mA）ID（mA）励磁绕组00011110调节开环调节电位器，使电机低速连续旋转