电机与拖动课程设计报告Word文档格式.docx

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时间：

2016年1月6日

室温：

15摄氏度

（一）.课题分析：

变压器是用来变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。

变压器的工作原理是建立在电磁感应原理基础之上的。

变压器铁芯内产生的总磁通分为两个部分，其中主磁通

是以闭合铁心为路径，它同时匝链原、副绕组，分别感应电势

，磁通

是变压器传递能量的主要因素。

还有另一部分磁通通过非磁性物质而形成闭合回路，变压器负载运行时，原、副方都存在这部分磁通，分别用

和

表示。

而变压器空载运行时仅原方有

，这部分磁通属于非工作磁通，其量值约占总磁通的

，故把这部分磁通称为漏磁通。

漏磁通

分别单独匝链变压器的原绕组和副绕组，并在其中感应电势

。

实际变压器中既有磁路问题又有电路问题，这样将会给变压器的分析、计算带来困难。

为此，对变压器的电压、电流和电势的关系进行等值变换（即折算），可将同时具有电路和磁路的问题等值简化为单一的电路问题，以便于计算。

图为双绕组变压器的“

型”等值电路。

变压器的参数即为图中的

等。

因此，等值电路中所有参数包括各电压、电流、电势的值均为单相数值。

变压器归算的基本方程式为：

式中

分析变压器性能的方法通常使用等效电路、方程式和相量图。

一般若作定性分析，用相量图较方便；

若作定量计算，则用等值电路较方便，故通常就是利用等效电路来求取变压器在不同负载时的效率、功率因数等指标的。

要得到变压器的等效电路，一般是通过变压器的空载实验和负载损耗实验（也叫短路实验），再经计算而得出其参数的。

由变压器空载实验，可以测出变压器的空载电流和铁心损耗，以及变压器的变比，再通过计算得到变压器励磁阻抗。

空载时变压器的损耗主要由两部分组成，一部分是因为磁通交变而在铁心中产生的铁耗

，另一部分是空载电流

在原绕组中产生的铜耗

由于空载电流数值很小，此时铜耗

便可以略去，而决定铁耗大小的电压可达到正常值，故近似认为空载损耗就是变压器的铁耗。

空载实验为考虑安全起见，一般都在低压侧进行，若要得到折算到高压侧的值，还需乘以变比平方。

由变压器负载损耗实验可以测出变压器阻抗电压

、短路电流

和变压器铜损耗

再通过一些简单计算可求出变压器一次和二次侧绕组的电阻和漏电抗。

负载损耗实验时的损耗也由两部分组成，一部分是短路电流在一次和二次侧绕组中产生的铜耗

，另一部分是磁通交变而产生的铁耗

由于短路实验所加电压很低，因此这时铁心中磁通密度很低，故铁心损耗可以略去，而决定铜耗大小的电流可达正常值，所以近似认为负载损耗就是变压器铜耗。

电力供电系统为三相电，所以我们多用的是三相变压器，三相变压器铭牌上的额定电压

、

和额定电流

分别指线电压和线电流的数值，所以三相双绕组变压器的额定容量为

1.三相变压器空载实验

三相变压器空载实验接线图

实验线路如图，为安全起见，将低压侧经调压器和开关接至电源，高压侧开路。

本实验要求电源频率应等于或接近被试变压器的额定频率，允许偏差规定不超过

，三相电压基本对称，且电压波形应是实际正弦波。

接线无误后，调压器输出调零，闭合电源开关S1和S2，调节调压器使输出电压为低压测额定电压

，记录该组数据于表4-2中，然后逐次改变电压，在（1.2～0.5）

的范围内测量三相空载电压、电流及功率，共测取7～9组数据，记录于表中。

2.三相变压器短路实验

三相变压器短路实验接线图

三线变压器短路实验操作接线图

（二）.设备清单：

序号

型号

名称

数量

1

D33

数/模交流电压表

1件

2

D32

数/模交流电流表

3

D34-3

智能型功率、功率因数表

4

DJ12

三相心式变压器

5

D42

三相可调电阻器

6

D51

波形测试及开关板

（三）.操作过程:

1、空载试验

（1）按空载试验接线图接线（高压侧开路）

（2）接线无误后，调压器输出调零，闭合开关，调节调压器使输出电压为低压侧额定电压

记录于表中。

（3）逐次改变电压，在19.9~38.16V的范围内测量空载电压电流功率，共测数组数据记录于表中。

2、短路试验

（1）变压器低压侧用较粗导线短路，高压侧通过以低电压。

（2）接线无误后，将调压器输出端可靠地调至零电位，合上开关，监视电流表指示，微微增加调压器输出电压，使电流达到高压侧额定值。

（3）缓慢调节调压器输出电压，使短路电流在0.2~0.44A的范围内，测量输入电流，功率和电压，记录数组数据，记于表中。

（四）.原始数据、现象记录（包括各种图表）

1.三相变压器三相变压器短路实验数据

三相变压器三相变压器短路实验数据

次数

U

AB

BC

CA

I

A

B

C

P

k

功率因数1

功率因数2

4.3

0.087

0.2

6.9

0.142

0.8

0.1

0.9

0.11

10.2

0.211

0.212

1.7

0.3

2.0

0.15

14.4

0.299

3.6

0.6

4.2

0.14

0.94

19.3

0.405

6.6

1.0

7.6

0.96

2.三相变压器空载实验数据

三相变压器空载实验数据

ab

bc

ca

a

b

c

10.5

42

0.01

15

58

0.013

25.4

100

0.021

30.2

120

0.025

38.3

151

0.034

0.5

（五）.数据处理与故障分析：

1.三相变压器功率的分配

解：

（1）变压器由电源输入的有功功率：

2.变压器输出的有功功率：

（1）三相变压器的损耗分配

（1）总损耗：

；

（2）铜损耗：

（3）铁损耗：

。

3.

的最大值

当铜损等于铁损时最高

三.课程设计项目名称：

直流电机的启动与调速

2015年1月6日

15摄氏度

（一）课题分析：

通过本次的课程设计更进一步的掌握和了解异步电动机的调速方法。

这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中，使我们在学习中起到主导地位，是我们在实践中掌握相关知识，能够培养我们的职业技能，课程设计是以任务引领，以工作过程为导向，以活动为载体，给我们提供了一个真实的过程，通过设计和运行，反复调试、训练、便于我们掌握规范系统的电机方面的知识，同时也提高了我们的动手能力。

（二）.设计电路图及分析：

直流电机是电机的主要类型之一。

直流电动机以其良好的启动性和调速性能著称，直流发电机供电质量较好，常作为励磁电源。

与交流电机相比直流电机的结构较复杂，成本较高，可靠性较差，使它的应用受到限制。

近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电机有被取代的趋势。

尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值。

直流电动机的励磁方式不同会使直流电动机的运行性能产生很大差异。

按照励磁方式的不同，直流电动机可分为他励、并励、串励、复励电动机。

直流电动机的机械特性是指电动机处于稳态运行时，电动机的转速与电磁转矩之间的关系：

nf（Tem）。

电力拖动系统的调速可以采用机械调速、电气调速或二者配合调速。

通过改变传动机构速比进行调速的方法称为机械调速；

通过改变电动机参数进行调速的方法称为电气调速。

改变电动机的参数就是人为地改变电动机的机械特性，使工作点发生变化，转速发生变化。

调速前后，电动机工作在不同的机械特性上，如果机械特性不变，因负载变化而引起转速的变化，则不能称为调速。

当电磁转矩与转速的方向相同时，电机运行于电动机状态，当电磁转矩与转速方向相反时，电机运行于制动状态。

电枢电源图-他励直流电动机机械特性测定的实验接线图

1.起动特性

直流电动机接通电源以后，电动机的转速从零达到稳态转速的过程称为起动过程。

对于电动机来讲，我们总希望它的起动转矩大，起动电流小，起动设备简单、经济、可靠。

直流电动机开始起动时，转速n=0，此时直流电动机的反电动势（E=KEφn）还没有建立起来，由电枢电阻Ra较小，Ia=u／R。

，所以此时电枢电流最大。

另外，根据转矩公式T=KTφI可知，由于电枢电流非常大，此时的起动转矩也非常大。

这样大的起动电流和起动转矩，分别将对供电电源和机械装置形成强大的冲击。

通常采用保证足够的起动转矩下尽量减少起动电流的办法，使电动机起动。

（1）.动方法：

A.电枢回路串电阻起动（降低电枢电压启动）

为了限制起动电流，起动时可在电枢回路串入起动电阻RST,待电动机转速上升后逐步将起动电阻切除。

接人起动电阻后的起动电流为

这种方