电机学实验报告Word文档格式.docx
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D42
三相可调电阻器
1件
6
D44
可调电阻器、电容器
7
D51
波形测试及开关板
工作特性:
电源电压一定,励磁电阻一定时,n>
n、Tem=f(P2)的关系曲线。
(-)并励电动机(UnIin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(P2)
转速调整率
A/?
=—一xlOO%“N
2.转矩特性Tem=f(P2)
Prp.
匚”严兀+丁。
二石+7o二扁+7q
~60
3.效率特性n=f(P2)(75〜95)%实验原理图见图1-1
图i—i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=Un和If=IfN不变,测取n、T2>
H=f(Ia)>
n=f(T2)o
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。
血选用D44的1800Q阻值。
Rf2选用D42的900Q串联900Q共1800Q阻值。
乩用D44的180Q阻值。
R:
选用D42的900Q串联900Q再加900Q并联900Q共2250Q阻值。
2)将直流并励电动机M的磁场调节电阻Rfi调至最小值,电枢串联起动电阻Ri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Ri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S为校正值(50niA或100mA),再调节其负载电阻R?
和电动机的磁场调节电阻Rfi,使电动机达到额定值:
U=Un,I=In,n=iiNo此时M的励磁电流If即为额定励磁电流IfN。
4)保持U=Un,If=IfN,If2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Ia,转速n和校正电机的负载电流If。
表1一1U=Un=220VIt=IfN=100niAIf2=81.4niA
实验
数据
la(A)
n(r/min)
计算
u2
12
p2
六.实验注意事项
要注意须将Ri调到最大,Rh调到最小,先接通励磁电源,观察到励磁电流In为最大
后,接通电枢电源。
起动完毕,应将Ri调到最小。
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乂是什么情况?
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
实验方法
1、实验设备
型号
名称
直流电压、毫安、安培表
D41
8
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用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式),MG用编号为DJ23的校正直流测功机,直流电压表乂、V2的■程为1000V,直流电流表人、人的■程为200mA,胚儿的■程为5A。
R“R2、际及忆依不同的实验而选不同的阻值。
3、艮=0时电动及回馈制动状态下的机械特性
(1)R“応分别选用D44的1800Q和180Q阻值,応选用D42上4只900Q串联共3600Q阻值,电选用D42上1800Q再加上D41上6只90Q串联共2340Q阻值。
(2)Rt阻值置最小位置,R,&
及心阻值置最大位置,转速表置正向180017mm量程。
开关选用D51挂箱上的对应开关,并将S】合向1电源端,3合向?
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,最后检查皿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,阻值至零位置,调节&
阻值,使电流表理为lOOniAo
(4)调节电动机M的磁场调节电阻R】阻值,和电机MG的负载电阻忆阻值(先调节D42上1800Q阻值,调至最小后应用导线短接)。
使电动机M的11=11^160017111111,IN=IfH-Ia=1.2Ao此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流氐。
保持U=Un=220V,1尸1农,A3表为lOOniAc增大&
阻值,直至空载(拆掉开关®
的?
上的短接线),测取电动
机M在额定负载至空载范围的n、L,共取8-9组数据记录于表2-1中。
(5)在确定S2上短接线仍拆掉的情况下,把&
调至零值位置(其中D42上1800Q阻值调至零值后用导线短接),再减小出阻值,使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等(在开关S:
两端测),并且极性相同,把开关S,合向1'
端。
(6)保持电枢电源电压U=Un=220V,1尸1仮,调节&
阻值,使阻值增加,电动机转速
升高,当A:
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360017mm档),继续增加皿阻值,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测取M的n>
L。
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h合向到2端)。
表2-1Un=220V1的=mA
L(A)
11(r/min)
表2-2Un=220V1抿=mA
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(L)(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?
实验三变压器参数测定及负载特性
一、实验目的:
1、测定变比
2、空载实验
测取空载特性UoL=f(IoL),Po=f(UoL),COS4)0=f(UoL)o
3、短路实验
测取短路特性11杠=坦杠),PK=f(lKL),COS4)K=f(IKL)o
4、纯电阻负载实验
保持Ui=Un,cos4)2=1的条件下,测取U2=f(L)o
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:
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Pn=152/152/152W,U尸220/63.6/55V,LfO.4/1.38/1.6A,Y/A/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=0.5Un=27.5V测取高、低线圈的线电压Uab、Uec、Us、5、U&
、Uca,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)
Uab
110
27.5
Kab
Ubc
109
27
Kbc
UCA
Uca
27.4
Kca
计算:
变比K:
平均变比:
K=^Kah+Kbc+Kca)
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UOL=1.2UXo
3)逐次降低电源电压,在(1.2〜0.2)5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尸Un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。
表3-2
序号
实验数据计算数据
U0L(V)
Iol(A)
Po(W)
U0L
(V)
IoL(A)
Po
(W)
COS①0
uab
ubc
uca
IaO
IbO
IcO
Poi
P°
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
1也=1・llxo
图3・3三相变压器短路实验接线图
4)测取数据时,其中Ikl=In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(°
C),作为线圈的实际温度。
实验数据
计算数据
Ukl(V)
Ikl(A)
Pk(W)
Ukl(V)
Ikl
(A)
Pk
COS%
Iak
Ibk
ICK
Pki
PK2
表3・3
室温
24°
C
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接负载电阻K,K选用D42的1800Q变阻器共三只,开关S选用D51挂件。
将负载电阻Rl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UlUn。
3)在保持U1=U1N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1=0和IfIn两点必测。
共取数据7-8组记录于表3-4中。
表3-4Ui=Uin=V:
cos4)2=1
号
U2(V)
I2(A)
Ia
Ib
Ic
I2
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。
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。
ca
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U0L=f(l0L),Po=f(UOL),COS(I)0=f(U0L)
表3・7中
仃+A+】C参数
£
0L~
»
»
;
曲线查出对应于U°
l=Un时的IOL和P。
值,并由下式求取激
Z_几_%
X撷=Jz;
n-r
inVwfn
Y接法,以后计算变压器和电机參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11血=坦紅),PK=f(lKL),COS4)K=f(lKL)
式中
(2)计算短路参数
从短路特性曲线查出对应于Ikl=I*时的Ukl和Pk值,并由下式算出实验环境温度0°
时的短路参数
式中以厂吕,I®
=Ikl=In,Pk一一短路时的相电压、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伙和ZK75r,(换算方法见3-1内容)计算短路电压百分数
I7
=xlOO%
u
oN<
P
=I"
mexioo%Ug
jV
1(KX=亠丄X100%
u“
计算Ik=In时的短路损耗PfiN=31N<
prK759C
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。
(1)根据实验数据绘出cos4)2=1时的特性曲线U2=f(I2),由特性曲线计算出时的电压变化率
TJ-U
心=——X100%
⑵根据实验求出的参数,算出I:
=In,COS4)2=1时的电压变化率
Ai/=P(iiKrcos+u脳sinOj
6、绘出被试变压器的效率特性曲线
(1)用间接法算出在cos4)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
E*
P:
n
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Pkn=W
cos4)2=0.8Po=W
4+/;
%
"
=Q—/;
匕cos处+4+/;
迟丿X100%
式中I*2Pncos4)2=P2
Pn为变压器的额定容量
Pkn为变压器Ikl=In时的短路损耗
P。
为变压器的Uol=Un时的空载损耗
⑵计算被测变压器n=Hnux时的负载系数Bm。
实验四变压器联结组别及极性测定
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。
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儿种。
2、如何把Y/Y-12联接组改成Y/Y-6联接组以及把Y/A-11改为Y/A-5联接组。
D33
交流电压表
D32
交流电流表
D34-3
单三相智能功率、功率因数表
DJ11
三相组式变压器
DJ12
三相心式变压器
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
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■P冃52/152也UF220/55V,IfO.4/1.6A,Y/Y接法。
测得阻值大的为高压绕组.用A、B、C、X、YvZ标记。
低压绕组标记用a、b、c、x、y、z。
1)按图4-1接线。
AvX接电源的U、V两端子,Y、Z短接。
2)接通交流电源,在绕组A、X间施加约50%Un的电压。
3)用电压表测出电压Uby、Ucz、Ubc,若UBC=IUbvUczI,则首末端标记正确;
若UBC=IUBY+UC2|,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
W
.Cr\r\r\T\《<
^_rW*W_2.
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Uax、Uby.Ucz、UgUby、Uy、Um5b、Us若Ua^Uax-U*,则A相高、低压绕组同相,并且首端A与a端点为同极性。
若Ua^Uax+U*,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%12
按图4-3接线。
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Uab、Ug呱、Uco及%,将数据记录于表4T中。
表4-1
实验数据
uBb
uCc
uBc
K,-
Ub.
根据Y/Y-12联接组的电势相量图可知:
UBh=UCc=(KL-l)Uah
仏一心+1
心=牛为线电压之比
Uab
若用两式计算出的电压UBb,UccUec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(a)接线图(b)电势相量图
将YA-12联接组的副方绕组首、末端标记对调,A、a两点用导线相联,如图4-4所示。
按前面方法测出电压UaB、Uab、UBb>
Ucc及Ubc,将数据记录于表4-2中。
表4・2
2%
根据Y/Y-6联接组的电势相量图可得
5=/爲(嵐+心+1)
若由上两式计算出电压5b、UsUec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/A-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Uae、5、
UBb.Ucc&
Ubc将数据记录于表4-3中
表4-3
UBb
Ucc
Ub<
根据Y/A-11联接组的电势相量可得
%=%=%=-Jk;
—偸」+1
若由上式计算出的电压UexUsUec的数值与实测值相同,则绕组连接正确,属Y/—11
联接组。
⑷Y/A-5
将Y/A-11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Uab、UiUBb.Ucc和Ubc,将数据记录于表4-4中。
表4-4
根据Y/A-5联接组的电势相量图可得
%=%=%=5此+皿+1
若由上式计算出的电压U^b、Ucc、U’c的数值与实测相同,则绕组联接正确,属于Y/
A-5联接组。
5.实验注意事项
每次改接线之前要断电。
实验五三相异步电动机参数测定
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。
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?
校正过的直流电机
DJ16
三相鼠笼异步电动机
9
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