电机实验预习及实验指导Word文件下载.docx

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1.12

UN（V）

380/95

220/63.6/55

200

220（Δ）

220（Y）

220（Δ）/380（Y）

380（Δ）

PN（W）

230/230

152/152/152

100

120

185

170

90

120/90

355

180

名称

三相组式变压器

三相芯式变压器

直流复励发电机

直流串励电动机

直流并励（激）电动机

三相鼠笼式异步电动机

三相线绕式电机

同步发电机

同步电动机

单相电容起动电机

单相电容运转电机

单相电阻分相电机

双速异步电机

校正过的直流电机

编号

DJ11

DJ12

DJ13

DJ14

DJ15

DJ16

DJ17

DJ18

DJ19

DJ20

DJ21

DJ22

DJ23

DJ24

DJ26

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

11

12

13

15

16

电机实验装置受试电机铭牌数据一览表

实验1

实验设备

型号

数量

D33

交流电压表

1件

D32

交流电流表

D34-3

单三相智能功率、功率因数表

三相心式变压器

DD01

交流电源（调压器）

D51

开关板等

空载实验内容、线路

实验线路如图3-4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，UN=220/63.6/55V，IN=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，逐步调节外施电压至55V测取高、低线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，记录于表3-6中。

表3-6

高压绕组线电压（V）

低压绕组线电压（V）

变比（K）

UAB

Uab

KAB

UBC

Ubc

KBC

UCA

uca

KCA

计算：

变比K：

平均变比：

图3-5三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3-5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U0L=UN。

=55V

3）测取变压器三相线电压、线电流和功率。

4）测取数据时记录于表3-7中。

表3-7

序

号

实验数据

计算数据

U0L（V）

I0L（A）

P0（W）

U0L

（V）

I0L

（A）

P0

（W）

cosΦ0

Uca

Ia0

Ib0

Ic0

P01

P02

数据计算指导

（2）计算激磁参数

从U0=UN时的I0和P0值，并由下式算出激磁参数

实验2

设备同实验1

实验线路内容

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3-6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IKL=IN=

图3-6三相变压器短路实验接线图

3）IN时，测取变压器的三相输入电压、电流及功率。

4）测取数据记录于表3-8中。

实验时记下周围环境温度（℃），作为线圈的实际温度。

表3-8室温℃

UKL（V）

IKL（A）

PK（W）

UKL

IKL

PK

cosΦK

IAK

IBK

ICK

PK1

PK2

（2）计算短路参数

从短路电流IK=IN时的UK和PK值由下式算出实验环境温度为θ（℃）时的短路参数。

折算到低压方

由于短路电阻rK随温度变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75℃时的阻值。

式中：

234.5为铜导线的常数,若用铝导线常数应改为228。

计算短路电压（阻抗电压）百分数

IK=IN时短路损耗PKN=IN2rK75℃

数据计算参考

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U0L=f（I0L），P0=f（U0L），cosφ0=f（U0L）

表3-7中

（2）计算激磁参数

从空载特性曲线查出对应于U0L=UN时的I0L和P0值，并由下式求取激磁参数。

式中

，P0——变压器空载相电压，相电流，三相空载功率（注：

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UKL=f（IKL），PK=f（IKL），cosφK=f（IKL）

式

（2）计算短路参数

从短路特性曲线查出对应于IKL=IN时的UKL和PK值，并由下式算出实验环境温度θ℃时的短路参数

式中

PK——短路时的相电压、相电流、三相短路功率。

换算到基准工作温度下的短路参数ｒK75℃和ZK75℃，（换算方法见3-1内容）计算短路电压百分数

计算IK=IN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。

实验3

设备同上

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，额定容量PN=152/152W，UN=220/55V，IN=0.4/1.6A，Y/Y接法。

测得阻值大的为高压绕组，用A、B、C、X、Y、Z标记。

低压绕组标记用a、b、c、x、y、z。

1）按图3-8接线。

A、X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=│UBY-UCZ│，则首末端标记正确；

若UBC=│UBY+UCZ│，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。

3-8测定相间极性接线图

（2）测定原、副方极性

图3-9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3-9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、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAx-Uax，则A相高、低压绕组同相，并且首端A与a端点为同极性。

若UAa=UAX+Uax，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。

4）高低压三相绕组的极性确定后，根据要求连接出不同的联接组。

2检验联接组

（1）Y/Y-12

图3-10Y/Y-12联接组

（α）接线图（ｂ）电势相量图

按图3-10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、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表3-11中。

表3-11

实验数据

UBb

UCc

UBc

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UBb，UCc，UBc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。

内容4

Y/△-11（设备同实验3）

按图3-12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UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表3-13中

图3-12Y/Δ-11联接组

表3-13

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UBb、UCc、UBc的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属Y/Δ-11联接组。

实验5

交流电机绝缘性能首末端的测定实验

序号

50-50

500V兆欧表

三相鼠笼异步电动机

（三刀双掷开关）

绝缘检查（500V以下电压等级）

用法：

120RPM

RA-B、RB-C、RC-A、ＲABC-地绝缘电阻大于2n×

0.5mΩ

N=（75-T）÷

１０（向上取整数）

判定定子绕组的首末端

图4-2三相交流绕组首末端测定

先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意两相绕组串联，如图4-2所示。

将控制屏左侧调压器旋钮调至零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通交流电源。

调节调压旋钮，并在绕组端施以单相低电压U=80～100V,注意电流不应超过额定值，测出第三相绕组的电压，如测得的电压值有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联，如图4-2（a）所示。

反之，如测得电压近似为零，则两相绕组的末端与末端（或首端与首端）相联，如图4-2（b）所示。

用同样方法测出第三相绕组的首末端。

实验6

实验设备（实验5）

星形——三角形（Y-Δ）起动

图4-6三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动

1）按图4-6接线。

线接好后把调压器退到零位。

2）三刀双掷开关合向右边（Y接法）。

合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压220伏，打开电源开关，待电机停转。

3）合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把S合向左边，使电机（Δ）正常运行，整个起动过程结束。

观察起动瞬间电流表（用指针式仪表）的显示值以与其它起动方法作定性比较。

启动

运行

电流（用指针式仪表）

电流（数字表）

转速

Y接法

Y接---△接

△接法

空载检查实验

1）按图4-3接线。

电机绕组为Δ接法（UN=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。

实验数据

图4-3三相鼠笼式异步电动机试验接线图

n

IA

IB

IC

PⅠ

P

Y接

△接

实验7

直流他励电动机起动调速

一、实验目的

1、直流电动机起动方法

2掌握直流他励电动机的调速方法。

二、预习要点

1、直流电动机起动方法

2、直流电动机调速原理是什么？

3、实验设备

DD03

导轨、测速发电机及转速表

1台

校正他励直流测功机（电动机）

D31

直流电压、毫安、电流表

2件

D42

三相可调电阻器

D44

可调电阻器

开关等

三、实验项目

1、串电阻起动方法、降压起动方法

2、调速

（1）串电阻调速

保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数

（2）改变电枢电压调速

保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f（Ua）。

（3）改变励磁电流调速

保持U=UN，T2=常数，测取n=f（If）。

四、实验方法线路

1、电机起动方法

（１）将直流电动机的磁场调节电阻Rf1调至最小值，电枢串联起动电阻Rs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。

（２）电机起动正常后，将其电枢串联电阻Rs调至零，调节电枢电源的电压为220V.

（1）改变电枢端电压的调速

1）直流电动机运行后，将电阻Rs调至零U=0.5-UN测量数据

Ua（V）

n（r/min）

Ia（A）

2）串电阻调速

保持If＝IfN不变，逐次增加Rs的阻值，降低电枢两端的电压Ua，使R1从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和电枢电流Ia

U＝UN＝220VT2＝0N·

m

Rs

If（mA）

（3）弱磁调速

1）直流电动机运行后，将电机的电枢串联电阻Rs和磁场调节电阻Rf调至零，再调节电机的电枢电源调压旋钮U=UN，

2）保持U＝UN不变，逐次增加磁场电阻阻值：

直至n＝1.2nN，每次测取电动机的n、If和Ia。

共取7－8组记录于表2－9中。

表2－9U＝UN＝220VT2＝0N·

US