电机学实验报告

时间：2020-11-12 15:01:40　来源：星星阅读网本文已影响人

课程名称：

专专

业：

班

级：

学

号：

学生姓名：

电气与电子信息工程学院

湖湖北理工学院实验报告

实验一

直流电动机的运行特性

实验时间：

实验地点：

同组人：

一、实验目的：

1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2、掌握直流并励电动机的调速方法。

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、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器? 不串接会产生什么严重后果?

3、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? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果?

4、直流电动机调速及改变转向的方法。

三、实验主要仪器与设备：

序号型

号名

称数量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1 台 2 DJ23 校正直流测功机 1 台 3 DJ15 直流并励电动机 1 台 4 D31 直流电压、毫安、电流表 2 件 5 D42 三相可调电阻器 1 件 6 D44 可调电阻器、电容器 1 件 7 D51 波形测试及开关板 1 件四、实验原理工作特性：电源电压一定，励磁电阻一定时，η、n、T em =f(P 2 )的关系曲线。

（一）并励电动机（U N

I fN 条件下）（并励电动机励磁绕组绝对不能断开）

1．速率特性 n=f(P 2 )

ea aCR I Un

转速调整率 % 1000 NNnn nn

2．转矩特性 T em =f(P 2 )

02020 2602TnPTPT T T em      3．效率特性η=f(P 2 ) （75~95）% 实验原理图见图 1-1

图 1－1 直流并励电动机接线图五、实验内容及步骤

1、实验内容：

工作特性和机械特性

保持 U=U N 和 I f =I fN 不变，测取 n、T 2 、η=f（I a ）、n=f（T 2 ）。

2、实验步骤：

（1）并励电动机的工作特性和机械特性

1）按图 1-1 接线。校正直流测功机 MG 按他励发电机连接，在此作为直流电动机 M 的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。R f1 选用 D44 的 1800Ω阻值。R f2

选用 D42 的 900Ω串联 900Ω共 1800Ω阻值。R 1 用 D44 的 180Ω阻值。R 2 选用 D42 的 900Ω串联 900Ω再加900Ω并联 900Ω共 2250Ω阻值。

2）将直流并励电动机 M 的磁场调节电阻 R f1 调至最小值，电枢串联起动电阻 R 1 调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。

3）M 起动正常后，将其电枢串联电阻 R 1 调至零，调节电枢电源的电压为 220V，调节校正直流测功机的励磁电流 I f2 为校正值（50mA 或 100 mA），再调节其负载电阻 R 2 和电动机的磁场调节电阻 R f1 ，使电动机达到额定值：U＝U N ，I＝I N ，n＝n N 。此时 M 的励磁电流 I f 即为额定励磁电流 I fN 。

4）保持 U＝U N ，I f =I fN ，I f2 为校正值不变，逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流 I a ，转速 n 和校正电机的负载电流 I F 。

表 1－1

U＝U N ＝

220

I f =I fN = 100 mA

I f2 =

81.4

实验数据

I a （A）

n（r/min）

计算数据 U 2

I 2

P 2

六、实验注意事项

要注意须将 R 1 调到最大，R f1 调到最小，先接通励磁电源，观察到励磁电流 I f1 为最大后，接通电枢电源。起动完毕，应将 R 1 调到最小。

七、实验数据处理和结论

成绩评定：

日

期：

实验二

直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

实验时间：

实验地点：

同组人：

一、实验目的

了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性二、预习要点

1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？

2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？

3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。

三、实验项目

电动及回馈制动状态下的机械特性

四、实验方法

1、实验设备序号型号名

称数量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1 件 2 DJ15 直流并励电动机 1 件 3 DJ23 校正直流测功机 1 件 4 D31 直流电压、毫安、安培表 2 件 5 D41 三相可调电阻器 1 件 6 D42 三相可调电阻器 1 件 7 D44 可调电阻器、电容器 1 件 8 D51 波形测试及开关板 1 件

2、屏上挂件排列顺序

D51、D31、D42、D41、D31、D44

图

2-1 他励直流电动机机械特性测定的实验接线图

按图 2-1 接线，图中 M M 用编号为 5 DJ15 的直流并励电动机( ( 接成他励方式) ) ，G MG 用编号为为 3 DJ23 的校正直流测功机，直流电压表 V V 1 1 、V V 2 2 的量程为 1000V ，直流电流表 A A 1 1 、A A 3 3 的量程为为 200mA ，A A 2 2 、A A 4 4 的量程为 5A 。R R 1 1 、R R 2 2 、R R 3 3 、及 R R 4 4 依不同的实验而选不同的阻值。

3、R 2 =0 时电动及回馈制动状态下的机械特性

(1)

R R 1 1 、R R 2 2 分别选用 4 D44 的 1800 Ω和 180 Ω阻值，R R 3 3 选用 2 D42 上 4 只 900 Ω 串联共 3600 Ω阻值，R R 4 4

选用 D42 上 1800 Ω再加上 D41 上6 6 只 90 Ω 串联共 2340 Ω阻值。

(2) R 1 阻值置最小位置，R 2 、R 3 及 R 4 阻值置最大位置，转速表置正向 1800r/min 量程。开关 S 1 、S 2 选用 D51 挂箱上的对应开关，并将 S 1 合向 1 电源端，S 2 合向 2"短接端(见图 2-1)。

(3) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“开”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查 R 2 阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机 M 起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V；
调节 R 2 阻值至零位置，调节R 3 阻值，使电流表 A 3 为 100mA。

(4) 调节电动机 M 的磁场调节电阻 R 1 阻值，和电机 MG 的负载电阻 R 4 阻值(先调节D42 上 1800Ω阻值，调至最小后应用导线短接)。使电动机 M 的 n=n N =1600r/min，I N =I f +I a =1.2A。此时他励直流电动机的励磁电流 I f 为额定励磁电流 I fN 。保持 U=U N =220V ，I f =I fN ，A 3 表为 100mA。增大 R 4 阻值，直至空载(拆掉开关 S 2 的 2"上的短接线)，测取电动

机 M 在额定负载至空载范围的 n、I a ，共取 8-9 组数据记录于表 2-1 中。

(5) 在确定 S S 2 2 上短接线仍拆掉的情况下，把 R 4 调至零值位置(其中 D42 上 1800Ω阻值调至零值后用导线短接)，再减小 R 3 阻值，使 MG 的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在开关 S 2 两端测)，并且极性相同，把开关 S 2 合向 1 " 端。

(6) 保持电枢电源电压 U=U N =220V，I f =I fN ，调节 R 3 阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当 A 2 表的电流值为 0A 时，此时电动机转速为理想空载转速（此时转速表量程应打向正向 3600r/min 档），继续增加 R 3 阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为 1900 r/min，测取 M 的 n、I a 。共取 8～9 组数据记录于表 2-2 中。

(7) 停机（先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关，并将开关 S 2 合向到2"端）。

表 2-1

U N =220V

I fN =

I a （A）

n（r/min）

表 2-2

U N =220V

I fN =

mA I a （A）

n（r/min）

五、实验报告根据实验数据，绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性 n=f(I a )(用同一座标纸绘出)。

六、思考题

1、回馈制动实验中，如何判别电动机运行在理想空载点？

2、直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变，试问电磁转矩的方向是否也不变？为什么？

成绩评定：

日

期：

实验三

变压器参数测定及负载特性

实验时间：

实验地点：

同组人：

一、实验目的：

1、测定变比

2、空载实验

测取空载特性 U 0L =f(I 0L )，P 0 =f(U 0L ),

cosφ 0 =f(U 0L )。

3、短路实验测取短路特性 U KL =f(I KL )，P K =f(I KL ) ，cosφ K =f(I KL )。

4、纯电阻负载实验

保持 U 1 =U N ，cosφ 2 =1 的条件下，测取 U 2 =f(I 2 )。

二、预习要点

1、如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。

2、三相心式变压器的三相空载电流是否对称，为什么？

3、如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。

4、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？三、实验主要仪器与设备：

序号型号名

称数

量 1 D33 交流电压表 1 件 2 D32 交流电流表 1 件 3 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1 件 4 DJ11 三相心式变压器 1 件 5 D42 三相可调电阻器 1 件 6 D51 波形测试及开关板 1 件四、实验内容及步骤 1、测定变比

DD01三相调压交流电源UVWDD01三相调压交流电源UVWabcxyzXYZABCV V U 1U 2

图 3-1 三相变压器变比实验接线图实验线路如图 3-1 所示，被测变压器选用 DJ12 三相三线圈心式变压器，额定容量P N =152/152/152W，U N =220/63.6/55V，I N =0.4/1.38/1.6A， Y/△/Y 接法。实验时只用高、低压两组线圈,低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到输出电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，调节外施电压 U=0.5U N ＝27.5V 测取高、低线圈的线电压 U AB 、U BC 、U CA 、U ab 、U bc 、U ca ，记录于表 3-1 中。

表 3-1 高压绕组线电压(V) 低压绕组线电压(V) 变比(K) U AB

110 U ab

27.5 K AB

4 U BC

109 U bc

27 K BC

4 U CA

110 U ca

27.4 K CA

4 计算：变比 K：

caCACAbcBCBCUUK

UUK

  abABABUUK

平均变比：

) (31CA BC ABK K K K   

2、空载实验

图 3-2 三相变压器空载实验接线图 1) 将控制屏左侧三相交流电源的调压旋钮调到输出电压为零的位置，按下“关”按钮,在断电的条件下，按图接线。变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。

2) 按下“开”按钮接通三相交流电源，调节电压，使变压器的空载电压 U 0L =1.2U N 。

3) 逐次降低电源电压，在(1.2～0.2)U N 范围内，测取变压器三相线电压、线电流和功率。

4) 测取数据时，其中 U 0 =U N 的点必测,且在其附近多测几组。共取数据 4-5 组记录于表 3-2 中。

DD01三相调压交流电源UVWUVWabcxyzXYZABCV 2V 1 V 3W 2W 1A 2A 1A 3****

表 3-2 序号实

验

数

据计

算

数

据 U 0L (V) I 0L (A) P 0 (W) U 0L

(V) I 0L

(A) P 0

(W) cosΦ 0

U ab

U bc

U ca

I a0

I b0

I c0

P 01

P 02

3、短路实验

1) 将三相交流电源的输出电压调至零值。按下“关”按钮，在断电的条件下，按图2-3 接线。变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

2) 按下“开”按钮，接通三相交流电源，缓慢增大电源电压，使变压器的短路电流I KL =1.1I N 。

3) 逐次降低电源电压，在 1.1～0.2I N 的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率。

图 3-3

三相变压器短路实验接线图

4) 测取数据时，其中 I KL =I N 点必测，共取数据 5-6 组。记录于表 2-3 中。实验时记下周围环境温度(℃)，作为线圈的实际温度。

表 3-3

室温

℃

序号实

验

数

据计

算

数

据 U KL (V) I KL (A) P K (W) U KL

(V) I KL

(A) P K

(W) cosΦ K

U AB

U BC

U CA

I AK

I BK

I CK

P K1

P K2

UVWUVWABCXYZxyzacV 2V 1 V 3W 2W 1A 2A 1A 3****

4、纯电阻负载实验

图 3-4 三相变压器负载实验接线图 1) 将电源电压调至零值，按下“关”按钮，按图 3-7 接线。

变压器低压线圈接电源, ,高压线圈经开关 S S 接负载电阻 R R L L ，R R L L 选用 2 D42 的的 1800 Ω变阻器共三只，开关 S S 选用 1 D51 挂件。将负载电阻 R L 阻值调至最大，打开开关 S。

2) 按下“开”按钮接通电源，调节交流电压，使变压器的输入电压 U 1 =U N 。

3) 在保持 U 1 =U 1N 的条件下，合上开关 S，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，

测取三相变压器输出线电压和相电流。

4) 测取数据时，其中 I 2 =0 和 I 2 =I N 两点必测。共取数据 7-8 组记录于表 3-4 中。

表 3-4

U 1 =U 1N =

V；

cosφ 2 =1 序号 U 2 （V）

I 2 （A）

U AB

U BC

U CA

U 2

I A

I B

I C

I 2

五、实验注意事项

在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置。做短路实验时操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。

UVWabcxyzXYZABCV V U 2 U 1A 1A 2A 3SR L

六、实验报告

1、计算变压器的变比

根据实验数据，计算各线电压之比，然后取其平均值作为变压器的变比。

2、根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数

(1) 绘出空载特性曲线 U 0L

=f(I 0L )，P 0 =f(U 0L )，cosφ 0 =f(U 0L )

表 3-7 中

(2)计算激磁参数

从空载特性曲线查出对应于 U 0L =U N 时的 I 0L 和 P 0 值，并由下式求取激磁参数。

式中 0L 000I I

3  LUU

，P 0

—— 变压器空载相电压，相电流，三相空载功率（注：Y Y 接法，以后计算变压器和电机参数时都要换算成相电压，相电流）。

3、绘出短路特性曲线和计算短路参数

(1) 绘出短路特性曲线 U KL =f(I KL )，P K =f(I KL )，cosφ K =f(I KL ) 式中

(2) 计算短路参数

从短路特性曲线查出对应于 I KL =I N 时的 U KL 和 P K 值，并由下式算出实验环境温度θ℃caCACAbcBCBCabABABUUKUUKUUK    　　 , ,OL OLc b aLca bc abLI UPP P PI I IIU U UU3cos330002 01 000   2 2000200330m m mLLmmr Z XIUIUZIPr  KL KLKKK K KCK BK AKKLCA BC ABKLI UPP P PI I IIU U UU3cos332 1   

C K N KNr I P7523时的短路参数

式中

, P K —— 短路时的相电压、相电流、三相短路功率。

折算到低压方

换算到基准工作温度下的短路参数ｒ K75 ℃ 和 Z K75 ℃ ，(换算方法见 3-1 内容)计算短路电压百分数

计算 I K =I N 时的短路损耗

4、根据空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器的“T”型等效电路。

5、变压器的电压变化率

(1) 根据实验数据绘出 cosφ 2 =1 时的特性曲线 U 2 =f(I 2 )，由特性曲线计算出 I 2 =I 2N 时的电压变化率

(2) 根据实验求出的参数，算出 I 2 =I N ，cosφ 2 =1 时的电压变化率

2 " 2 " ""2"33K K KKLKLKKKKKKr Z XIUIUZIPr   I I I

3N KL K   KLKUU% 100202 20 UU Uu% 100% 100% 1007575   NK NKXNC K NKrNC K NKUX IuUr IuUZ Iu2"2"2"KXXKrrKZZKKKKKK

6、绘出被试变压器的效率特性曲线

(1) 用间接法算出在 cosφ 2 =0.8 时，不同负载电流时变压器效率，记录于表 3-5 中。

表 3-5

cosφ 2 =0.8

P 0 =

P KN =

W I 2 * P 2 (W) η 0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

式中

I* 2 P N cosφ 2 =P 2

P N 为变压器的额定容量

P KN 为变压器 I KL =I N 时的短路损耗

P 0 为变压器的 U 0L =U N 时的空载损耗

(2) 计算被测变压器η=η max 时的负载系数β m 。

成绩评定：

日

期：

) sin cos (2 2  KX Kru u u   % 100 )cos1 (2 *2 0 2*222 0  KN NKNP I P P IP I PKNmPP 0 

实验四

变压器联结组别及极性测定

实验时间：

实验地点：

同组人：

一、实验目的：

1、掌握用实验方法测定三相变压器的极性。

2、掌握用实验方法判别变压器的联接组。

二、预习要点

1、联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。

2、如何把 Y/Y-12 联接组改成 Y/Y-6 联接组以及把 Y/Δ-11 改为 Y/Δ-5 联接组。

三、实验主要仪器与设备：

序号型号名

称数

量 1 D33 交流电压表 1 件 2 D32 交流电流表 1 件 3 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1 件 4 DJ11 三相组式变压器 1 件 5 DJ12 三相心式变压器 1 件 6 D51 波形测试及开关板 1 件屏上排列顺序

D33、D32、D34-3、DJ12、DJ11、D51

四、实验内容及步骤

1、测定极性

(1) 测定相间极性

器被测变压器选用三相心式变压器 DJ12 ，用其中高压和低压两组绕组，额定容量P P N N =152/152W ，U U N N =220/55V ，I I N N =0.4/1.6A ，Y Y/Y 接法。测得阻值大的为高压绕组，用 A A 、B B 、C C 、X X 、Y Y 、Z Z 标记。低压绕组标记用 a a 、b b 、c c 、x x 、y y 、z z 。

1) 按图 4-1 接线。A A 、X X 接电源的 U U 、V V 两端子，Y Y 、Z Z 短接。

2) 接通交流电源，在绕组 A、X 间施加约 50%U N 的电压。

3) 用电压表测出电压 U BY 、U CZ 、U BC ，若 U BC =│U BY -U CZ │，则首末端标记正确；
若U BC =│U BY +U CZ │，则标记不对。须将 B、C 两相任一相绕组的首末端标记对调。

4) 用同样方法，将 B、C 两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出每相首、

末端正确的标记。

图 4-1 测定相间极性接线图

(2) 测定原、副方极性

图 4-2 测定原、副方极性接线图

1) 暂时标出三相低压绕组的标记 a 、b 、c 、x 、y 、z, 然后按图 4-2 接线，原、副方中点用导线相连。

2) 高压三相绕组施加约 50%的额定电压，用电压表测量电压 U AX 、U BY 、U CZ 、U ax 、U by 、U cz 、U Aa 、U Bb 、U Cc ，若 U Aa =U Ax -U ax ，则 A 相高、低压绕组同相，并且首端 A 与 a端点为同极性。若 U Aa =U AX +U ax ，则 A 与 a 端点为异极性。

3) 用同样的方法判别出 B、b、C、c 两相原、副方的极性。

2、连接并判定以下联接组

(1) Y/Y-12

图 4-3

(α)接线图

(ｂ)电势相量图 UVWABCXYZxyzabcDD01三相调压交流电源UVWABCXYZxyzabcDD01三相调压交流电源

abABLL L ab Bcab L Cc BbUUKK K U UU K U U    1) 1 (2

按图 4-3 接线。A A、、a a 两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出 U U AB 、U U ab 、U U Bb 、U U Cc 及及 U U Bc ，将数据记录于表 4 4- -1 1 中。

表 4-1

实验数据计算数据 U AB

(V) U ab

(V) U Bb

(V) U Cc

(V) U Bc

(V)

U Bb

(V) U Cc

(V) U Bc

(V)

根据 Y/Y-12 联接组的电势相量图可知：

为线电压之比

若用两式计算出的电压 U Bb ，U Cc ，U Bc 的数值与实验测取的数值相同，则表示绕组连接正确，属 Y/Y-12 联接组。

(2) Y/Y-6

图 4-4

(α)接线图

(ｂ)电势相量图

将将 Y/Y- -2 12 联接组的副方绕组首、末端标记对调 ,A、、a a 两点用导线相联，如图 4-4 所示。

按前面方法测出电压U AB 、U ab 、U Bb 、U Cc 及U Bc ，将数据记录于表 4- 2 中。

表 4-2

实验数据计算数据 U AB

(V) U ab

(V) U Bb

(V) U Cc

(V) U Bc

(V)

U Bb

(V) U Cc

(V) U Bc

(V)

abLUUKABabLUUKABXYZBCb EabE ABUVWABCXYZxyacDD01三相调压交流电源****aAcz*(a)(b)

根据 Y/Y-6 联接组的电势相量图可得

若由上两式计算出电压 U Bb 、U Cc 、U Bc 的数值与实测相同，则绕组连接正确，属于 Y/Y-6联接组。

(3)Y/△-11

按图 3-5 接线。A、a 两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取 U AB 、U ab 、U Bb 、U Cc 及 U Bc ，将数据记录于表 4-3 中

图 4-5

(α)接线图

(ｂ)电势相量图表 4-3

实验数据计算数据 U AB

(V) U ab

(V) U Bb

(V) U Cc (V) U Bc

(V)

U Bb

(V) U Cc (V) U Bc

(V)

根据 Y/Δ-11 联接组的电势相量可得

若由上式计算出的电压 U Bb 、U Cc 、U Bc 的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属 Y/Δ-11联接组。

(4) Y/Δ-5

将将 Y/ Δ-11 联联接组的副方绕组首、末端的标记对调，如图 4-6 所示。实验方法同前，测取 U AB 、U ab 、U Bb 、U Cc 和 U Bc ，将数据记录于表 4-4 中。

) 1 () 1 (2    L L ab Bcab L Cc BbK K U UU K U UabLUUKAB1 32    L L ab Bc Cc BbK K U U U U

图 4-6

(α)接线图

(ｂ)电势相量图表 4-4

实验数据计算数据 U AB

(V) U ab

(V) U Bb

(V) U Cc

(V) U Bc

(V)

U Bb

(V) U Cc

(V) U Bc

(V)

根据 Y/Δ-5 联接组的电势相量图可得

若由上式计算出的电压 U Bb 、U Cc 、U Bc 的数值与实测相同，则绕组联接正确，属于 Y/Δ-5 联接组。

五、实验注意事项

每次改接线之前要断电。

成绩评定：

日

期：

abLUUKAB1 32    L L ab Bc Cc BbK K U U U UXYZBCbE ABUVWABCXYZacDD01三相调压交流电源****aAc*(a)(b)*E ab

实验五

三相异步电动机参数测定

实验时间：

实验地点：

同组人：

一、实验目的：

1、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。

2、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。

二、预习要点

1、用日光灯法测转差率是利用了日光灯的什么特性？

2、异步电动机的工作特性指哪些特性？

3、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？三、实验主要仪器与设备：

序号型

号名

称数量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1 件 2 DJ23 校正过的直流电机 1 件 3 DJ16 三相鼠笼异步电动机 1 件 4 D33 交流电压表 1 件 5 D32 交流电流表 1 件 6 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1 件 7 D31 直流电压、毫安、安培表 1 件 8 D42 三相可调电阻器 1 件 9 D51 波形测试及开关板 1 件四、实验原理

图 5-1

三相鼠笼式异步电动机试验接线图实验原理图见图5-1。

五、实验内容及步骤 1、空载实验

1) 按图 5-1 接线。电机绕组为Δ接法(U N =220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机 DJ23 不接。

2) 把交流调压器调至电压最小位置，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。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。

3) 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。

4) 调节电压由 1.2 倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。

5) 在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据 4～5 组记录于表 5-1中。

表 5-1 序号 U 0L （V）

I 0L （A）

P 0 （W）

cosφ 0

U AB

U BC

U CA

U 0L

I A

I B

I C

I 0L

P Ⅰ

P 0

2、短路实验

1) 测量接线图同图 5-1。用制动工具把三相电机堵住。

2) 调压器退至零，合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至短路电流到 1.2 倍额定电流，再逐渐降压至 0.3 倍额定电流为止。

3) 在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率。

表 5-2 序号 U KL （V）

I KL （A）

P K （W）

cosφ K

U AB

U BC

U CA

U KL

I A

I B

I C

I KL

P Ⅰ

P Ⅱ

P K

六、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：

式中

ｒ 1ref —— 换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Ω；

ｒ 1c ——定子绕组的实际冷态相电阻，Ω；

θ ref

——基准工作温度，对于 E 级绝缘为 75℃；

θ c

——实际冷态时定子绕组的温度，℃；

2、作空载特性曲线：I 0L 、P 0 、cosφ 0 =f(U 0L )

3、作短路特性曲线：I KL 、P K =f(U KL ) 4、由空载、短路实验数据求异步电机的等效电路参数。

(1) 由短路实验数据求短路参数

短路阻抗：

短路电阻：

短路电抗：

式中

，P K —— 电动机堵转时的相电压，相电流，三相短路功率（ Δ接法）。

转子电阻的折合值：

≈

式中 r 1C 是没有折合到 75℃时实际值。

定、转子漏抗：

≈

(2) 由空载试验数据求激磁回路参数

空载阻抗

空载电阻 CrefC refr r2352351 1KLKLKKKIUIUZ3 2 23KLKKKKIPIPr  2 2K K Kr Z X   3I

, KKLKL KIU U   "2rC Kr r1 1X"2 X2KXLLIUIUZ000003 20020003LIPIPr  

空载电抗

式中

，P 0 —— 电动机空载时的相电压、相电流、三相空载功率（ Δ 接法）。

激磁电抗

激磁电阻

式中 P Fe 为额定电压时的铁耗，由图 5-2 确定。

图 5-2

电机中铁耗和机械耗

七、实验注意事项

1、短路实验时间不能太长。

2、调节负载电阻R L 应先调节1800Ω电阻，调至零值后用导线短接再调节450Ω电阻。

成绩评定：

日

期：

2020 0r Z X  3II

0L0 0 0   LU U 1 0X X X m  20203LFe FemIPIPr  

实验六

三相异步电动机的起动与调速

实验时间：

实验地点：

同组人：

一、实验目的：

1、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。

二、实验主要仪器与设备：

序号型

号名

称数量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1 件 2 DJ16 三相鼠笼异步电动机 1 件 3 DJ17 三相线绕式异步电动机 1 件 4 DJ23 校正过的直流电机 1 件 5 D31 直流电压、毫安、安培表 1 件 6 D32 交流电流表 1 件 7 D33 交流电压表 1 件 8 D43 三相可调电抗器 1 件 9 D51 波形测试及开关板 1 件 10 DJ17-1 起动与调速电阻箱 1 件 11 DD05 测功支架、测功盘及弹簧秤 1 套三、实验原理 1、直接起动实验：

图6-1

异步电动机直接起动 VUVWA

2、星形－三角形起动实验：

图 6-2 三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动 3、自耦变压器起动

图 6-3

三相鼠笼式异步电动机自耦变压器法起动 4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动电机定子绕组 Y 形接法

图 6-4 线绕式异步电机转子绕组串电阻起动四、实验内容及步骤 1、三相鼠笼式异步电机直接起动试验

1) 按图 6-1 接线。电机绕组为Δ接法。异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接负载电机 DJ23。

2) 把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。

3) 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，(如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“关”按钮，切断三相交流电源)。

4)再按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“开”按钮，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(按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量)。

5) 断开电源开关，将调压器退到零位。