综合实验楼B610B611电机实验课前必读.docx
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综合实验楼B610B611电机实验课前必读
B610/B611电机实验课前必读
1.本实验4-5人一组,实验前请分好组(一共不超过8组),上课前由班长把分组名单发到我邮箱(124586776@)。
2.请自行打印实验指导文档,并准备一些便利贴。
3.电机实验有2个项目,分两次课进行,由于器材限制,一堂课是两个项目同时进行。
例如某个组第一次课做的是鼠笼电机的实验,那么第二次课就做直流电机的实验。
目前鼠笼电机和直流电机分别安排了四组设备。
电机实验的两个项目都比较花时间,上课前请做好预习工作。
重点关注接线图,电阻的调节过程,以及直流电动机的启动、停止过程,以便提高效率。
4.实验报告一人交一份,需打印。
报告的电子档也需要提交。
4-1三相鼠笼异步电动机的工作特性
一、实验目的
1、掌握三相异步电动机的空载和负载试验的方法。
2、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。
3、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。
二、实验项目
1、测量定子绕组的冷态电阻。
2、空载实验。
3、负载实验。
三、实验方法
1、用万用表测量鼠笼电机定子绕组的冷态直流电阻,记录每相绕组阻值的大小。
计算定子绕组的冷态电阻r1c。
r1c=(rA+rB+rC)/3
2、空载实验
1)图4-1左边是鼠笼电机,右边是直流测功机。
先把鼠笼电机部分的线路接好。
注意鼠笼电机定子绕组采用三角形接法(UN=220V)。
直流测功机不要接线。
2)确保交流调压器调至最小后,接通电源。
逐渐升高电压,使电机起动旋转。
观察电机是否正向旋转,如转向不符合要求,需要切断电源后调整相序。
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)调节交流调压器,使线电压达到电机额定电压UN的1.2倍。
然后逐渐降低电压,直至电流或功率显著增大为止——在这个过程中记录线电压、线电流和输入功率。
注意额定电压UN附近需要多测几个点。
取9组数据记录于表4-1中。
图4-1三相鼠笼式异步电动机试验接线图
表4-1
序
号
U0L(V)
I0L(A)
P0(W)
cosφ0
UAB
UBC
UCA
U0L
IA
IB
IC
I0L
PⅠ
P
P0
注:
U0L=(UAB+UBC+UCA)/3;I0L=(IA+IB+IC)/3;P0=P1与P的代数和
3、负载实验
1)切断电源,按图4-1给直流测功机接线。
其中Rf=1800Ω,RL=2250Ω(两个900Ω电阻串联加上两个900Ω电阻并联)。
Rf调节至最大,开关S处于闭合状态。
2)接通电源,调节交流调压器的输出至鼠笼电机的额定电压。
保持调压器的输出电压不变。
3)打开励磁电源。
调节Rf,使得励磁电流If为100mA并保持不变。
4)减小负载电阻RL(注:
先调节1800Ω电阻,调至零值后用导线短接,然后再调节450Ω电阻),使鼠笼电机的定子电流IA,IB,IC逐渐上升到额定值的1.25倍。
5)逐渐增大负载电阻RL。
当RL增至最大后,断开开关S让电枢回路的负载电流IF为零。
在这个过程中记录鼠笼电机的定子电流、输入功率、转速、直流电机的负载电流和输出功率(从转矩表读取)。
共取9组数据记录于表4-2中。
表4-2U1φ=U1N=220V(Δ)If=mA
序
号
I1L(A)
P1(W)
IF
(A)
T2
(N·m)
n
(r/min)
IA
IB
IC
I1L
PⅠ
PⅡ
P1
四、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r1ref——换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻,Ω;
r1c——定子绕组的实际冷态相电阻,Ω;
θref——基准工作温度,对于E级绝缘为75℃;
θc——实际冷态时定子绕组的温度,℃;
2.作空载特性曲线:
I0L、P0、cosφ0=f(U0L)
3.由空载实验数据求异步电机的激磁回路参数。
空载阻抗
空载电阻
空载电抗
其中
P0为电动机空载时的相电压、相电流、三相空载功率(Δ接法)。
4.作工作特性曲线P1、I1、S、η、cosφ1=f(P2)
计算公式为:
为
定子绕组相电流;为定子绕组相电压;S为转差率;η为效率;P1为输入功率;P2为输出功率。
5.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?
6.两瓦特计法测三相功率的原理是什么?
请给出公式推导。
6-1直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性
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、实验项目
1、电动及回馈制动状态下的机械特性
2、电动及反接制动状态下的机械特性
3、能耗制动状态下的机械特性
三、实验方法
图6-1他励直流电动机机械特性测定的实验接线图
按图6-1接线。
直流电压表V2的量程为1000V,直流电流表A1、A3的量程为200mA,A2、A4的量程为5A。
R1、R2、R3、及R4依不同的实验而选不同的阻值。
1.R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性
1)R1=1800Ω,R2=180Ω,R3=3600Ω,R4=2340Ω(900*2+90*6)
2)R1调到最小,R2、R3及R4调到最大。
将开关S1合向1电源端,开关S2合向2短接端(见图6-1)。
3)确保控制屏下方的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都处于断开的位置后,打开“电源总开关”。
4)先接通“励磁电源”开关。
再接通“电枢电源”开关,逐渐增加电枢电压,使他励直流电动机M起动运转。
电机运转后,调节“电枢电源”电压为220V;调节R2阻值至零位置,调节R3阻值,使电流表A3为100mA。
5)调节磁场调节电阻R1和负载电阻R4的阻值,使电动机M的转速n=nN=1600r/min,IN=If+Ia=1.2A(两个条件要同时满足),此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流IfN。
记录IfN的大小。
注意R1与R4不要同时调节。
可以先减小R4,让IN上升至1A左右,然后再增大R1,让IN与n同时上升。
减小R4的过程中,先调节1800Ω的电阻,再调节剩下的6只90Ω的电阻。
1800Ω的电阻调至最小后应用导线短接。
6)保持U=UN=220V,If=IfN,A3表为100mA。
重新增大R4阻值直至空载——先增大6只90Ω的电阻,再增大1800Ω的电阻,增大后者之前要先把短接线拔掉,最后拆掉开关S2上的短接线。
在这个过程中测取电动机M在额定负载至空载范围的n、Ia,共取9组数据记录于表6-1内。
7)在确定S2上短接线仍拆掉的情况下,把R4调至零值位置(1800Ω的电阻调至零值后需用导线短接),再调节R3阻值,使MG的空载电压与电枢电源电压极性相同,大小接近相等(在开关S2两端测)。
最后把开关S2合向1端。
8)保持电枢电源电压U=UN=220V,If=IfN,调节R3阻值,使电动机转速升高。
当A2表的电流值为0A时,此时电动机转速为理想空载转速。
继续增加R3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1900r/min,测取M的n、Ia。
注意观察A2表电流反向的过程,共取9组数据记录于表6-2中。
9)停机(先关断“电枢电源”开关,再关断“励磁电源”开关,并将开关S2合向到2'端)。
表6-1UN=220VIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
表6-2UN=220VIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
2.R2=400Ω时的电动运行及反接制动状态下的机械特性
1)R1与R4阻值不变。
R3=0Ω,R2=400Ω(900Ω与900Ω并联,用万用表调定在400Ω)。
2)S1合向1端,S2合向2端(短接线仍拆掉)。
R1、R3置最小值,R4置最大值。
把电机MG电枢的二个插头对调。
3)先接通“励磁电源”,再接通“电枢电源”,使电动机M起动运转。
在S2两端测量测功机MG的空载电压是否和“电枢电源”的电压极性相反。
若极性相反,那么在R4阻值在最大位置时,把S2合向1端。
4)保持电动机的电枢电压U=UN=220V,If=IfN,逐渐减小R4阻值(先减小D44上1800Ω阻值,调至零值后用导线短接),直到电动机的电枢电流Ia=IaN为止。
观察直流电机由正向旋转至减速为零,再到反向旋转的过程。
测取电动机在1、4象限的n与Ia,共取13组数据记录于表6-3中。
5)先关断“电枢电源”,后关断“励磁电源”。
将S2合向到2端。
表6-3UN=220VIfN=mAR2=400Ω
Ia(A)
n(r/min)
3.能耗制动状态下的机械特性
1)R1阻值不变。
R2=180Ω(固定不变),R3=1800Ω,R4=180Ω
2)R1和R4置最大,R3置最小,R2固定阻值。
S1合向2短接端,S2合向1端。
3)先接通“励磁电源”,再接通“电枢电源”,让测功机MG起动运转。
调节“电枢电源”电压为220V,调节R1使电动机M的If=IfN,调节R3使测功机MG励磁电流为100mA。
减小R4阻值使电机M的能耗制动电流Ia=0.8IaN(注意IaN+IfN=1.2),然后逐渐增加R4阻值到最大,在这个过程中测量电动机M的电枢电流Ia和转速n,共取9组数据记录于表6-4中。
4)把R2固定在90Ω阻值上,重复上述实验操作步骤
(2)、(3),测取M的Ia、n,共取9组数据记录于表6-5中。
表6-4R2=180ΩIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
表6-5R2=90ΩIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
五、实验报告
1.当忽略不变损耗时,可近似认为电动机轴上的输出转矩等于电动机的电磁转矩T=CMΦIa,他励电动机在磁通Φ不变的情况下,其机械特性可以由曲线n=f(Ia)来描述。
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(Ia)(在同一座标系下绘出五条曲线;需要标注曲线的名称,并用不同的图例区分)。
2.回馈制动实验中,如何判别电动机运行在理想空载点?
实验1的第7步,为何可以在R4=0的时候给测工机的电枢回路通电?
3.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?
4.直流电动机从第一象限运行到第四象限,其转向反了,而电磁转矩方向不变,为什么?
作为负载的MG,从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变?
为什么?
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