电机与电力拖动实验Word格式文档下载.docx
- 文档编号:19625644
- 上传时间:2023-01-08
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:222.41KB
电机与电力拖动实验Word格式文档下载.docx
《电机与电力拖动实验Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电机与电力拖动实验Word格式文档下载.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
通过将变压器的一次侧和二次侧波形电压波形显示在同一个窗口,可以很好地比较一次侧和二次侧的电压相位和幅值之间的关系。
下图是Yd11联结组别仿真模型。
实验步骤:
1.在MATLAB下进入simulink窗口。
2.调出各模块:
主要模块有三相12端子的线性变压器模块、三相电压源模块、增益模块,并连接。
各模块参数设置如下:
(1)三相变压器模块
(1)三相电压源模块
(2)增益模块
仿真参数设置设定仿真时间0.1s
1.理解三相异步电动机的机械特性;
2.掌握三相异步电动机机械特性的测定方法。
编写M文件;
通过图形验证机械特性。
能够正确使用MATLAB,并绘制出对应的机械特性曲线。
仿真例题:
一台4极三相异步电动机,额定电压
(△形联结),额定频率
额定转速
,其他参数为
编制M文件程序,画出降低定子电压和改变电阻的人为机械特性。
参考程序如下:
clear;
%清除工作空间的变量
m1=3;
%已知定子电源相数
U1=220*sqrt(3);
%已知定子电源电压
R1=0.055;
%已知定子绕组电阻
R2=0.04;
%已知转子绕组电阻
P=2;
%已知极对数
f=50;
%已知电源频率
omega=2*pi*f/P;
%计算同步转速
X1=0.265;
%已知定子绕组阻抗
X2=0.565;
%已知转子绕组阻抗
s=0.005:
0.005:
1;
%设定转差率变化范围0-1间隔0.005
Te=(m1*P*U1^2*R2)./s./(omega.*((R1+R2./s).^2.+(X1+X2)^2));
%计算电磁转矩
%绘制改变定子电压时的人为机械特性曲线
figure
(1)%打开1号图形窗口
plot(s,Te,'
k-'
);
%绘制电磁转矩曲线
xlabel('
转差率s'
%横坐标标准转差率
ylabel('
电磁转矩Te/(N.m)'
%纵坐标标注电磁转矩
str_x=0.02;
%标注字符的横坐标
text(str_x,max(Te)+100,strcat('
U1='
num2str(int16(U1)),'
V'
),'
color'
'
black'
%标注基本曲线的电压值
title('
改变定子电压时的人为机械特性'
%
holdon;
forcoef=0.75:
-0.25:
0.25
U1p=U1*coef;
%降低电压coef*U1
Te1=(m1*P*U1p^2*R2)./s./(omega.*((R1+R2./s).^2.+(X1+X2)^2));
%计算电磁转矩
plot(s,Te1,'
str=strcat('
num2str(int16(U1p)),'
%创建标注字符串
str_y=max(Te1)+100;
%标注字符串的纵坐标值
text(str_x,str_y,str,'
Color'
%标注各个曲线的电压值
end
%绘制改变转子电阻时的人为机械特性曲线
figure
(2)%打开2号图形窗口
%横坐标标准转差率
%纵坐标标注电磁转矩
str_x=0.75;
%标注字符串的横坐标
str_y=Te(length(Te));
%标注字符串的纵坐标
text(str_x,str_y,strcat('
R2='
num2str(R2),'
\Omega'
改变转子电阻时的人为机械特性'
forcoef=3:
3:
12
R2p=R2*coef;
%改变转子电阻
Te1=(m1*P*U1^2*R2p)./s./(omega.*((R1+R2p./s).^2.+(X1+X2)^2));
num2str(R2p),'
%创建字符串
str_y=Te1(length(Te1));
%标注各个曲线的电阻值
实验三三相鼠笼式异步电动机Y-△降压起动控制
一、实验目的
1.进一步提高按图接线的能力。
2.了解时间继电器的结构、使用方法、延时时间的调整及在控制系统中的应用。
3.熟悉异步电动机Y-△降压起动控制的运行情况和操作方法。
二、原理说明
1.按时间原则控制电路的特点是各个动作之间有一定的时间间隔,使用的元件主要是时间继电器。
时间继电器是一种延时动作的继电器,它从接受信号(如线圈带电)到执行动作(如触点动作)具有一定的时间间隔。
此时间间隔可按需要预先整定,以协调和控制生产机械的各种动作。
时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等。
其基本功能可分为两类,即通电延时式和断电延时式,有的还带有瞬时动作式的触头。
时间继电器的延时时间通常可在0.4s~80s范围内调节。
2、按时间原则控制鼠龙式电动机Y-△降压自动换接起动的控制线路如图3-1所示。
图3-1
从主回路看,当接触器KM1、KM2主触头闭合,KM3主触头断开时,电动机三相定子绕组作Y连接;
而当接触器KM1和KM3主触头闭合,KM2主触头断开时,电动机三相定子绕组作△连接。
因此,所设计的控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合,后经一定时间的延时,使KM2失电断开,而后使KM3得电闭合,则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转。
图31-1的控制线路能满足上述要求。
该线路具有以下特点:
(1)接触器KM3与KM2通过动断触头KM3(5-7)与KM2(5-11)实现电气互锁,保证KM3与KM2不会同时得电,以防止三相电源的短路事故发生。
(2)依靠时间继电器KT延时动合触头(11-13)的延时闭合作用,保证在按下SB1后,使KM2先得电,并依靠KT(7-9)先断,KT(11-13)后合的动作次序,保证KM2先断,而后再自动接通KM3,也避免了换接时电源可能发生的短路事故。
(3)本线路正常运行(△接)时,接触器KM2及时间继电器KT均处断电状态。
(4)由于实验装置提供的三相鼠笼式电动机每相绕组额定电压为220V,而Y/△换接起动的使用条件是正常运行时电机必须作△接,故实验时,应将自耦调压器输出端(U、V、W)电压调至220V。
三、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
三相交流电源
220V
2
三相鼠笼式异步电动机
DJ24
3
交流接触器
JZC4-40
D61-2
4
时间继电器
ST3PA-B
5
按钮
6
热继电器
D9305d
7
万用电表
自备
8
切换开关
三刀双掷
D62-2
四、实验内容
1.时间继电器控制Y-△自动降压起动线路
摇开D61-2挂箱的面板,观察空气阻尼式时间继电器的结构,认清其电磁线圈和延时动合、动断触头的接线端子。
用手推动时间继电器衔铁模拟继电器通电吸合动作,用万用电表Ω档测量触头的通与断,以此来大致判定触头延时动作的时间。
通过调节进气孔螺钉,即可整定所需的延时时间。
实验线路电源端接自耦调压器输出端(U、V、W),供电线电压为220V。
(1)按图3-1线路进行接线,先接主回路后接控制回路。
要求按图示的节点编号从左到右、从上到下,逐行连接。
(2)在不通电的情况下,用万用电表Ω档检查线路连接是否正确,特别注意KM2与KM3两个互锁触头KM3(5-7)与KM2(5-11)是否正确接入。
经指导教师检查后,方可通电。
(3)开启控制屏电源总开关,按控制屏启动按钮,接通220V三相交流电源。
(4)按起动按钮SB1,观察电动机的整个起动过程及各继电器的动作情况,记录Y-△换接所需时间。
(5)按停止按钮SB2,观察电机及各继电器的动作情况。
(6)调整时间继电器的整定时间,观察接触器KM2、KM3的动作时间是否相应地改变。
(7)实验完毕,按控制屏停止按钮,切断实验线路电源。
2.接触器控制Y-△降压起动线路
按图3-2线路接线,经指导教师检查后,方可进行通电操作。
图3-2
(1)按控制屏启动按钮,接通220V三相交流电源。
(2)按下按钮SB2,电动机作Y接法起动,注意观察起动时,电流表最大读数IY起动=_____A。
(3)稍后,待电动机转速接近正常转速时,按下按钮SB2,使电动机为△接法正常运行。
(4)按停止按钮SB3,电动机断电停止运行。
(5)先按按钮SB2,再按铵钮SB1,观察电动机在△接法直接起动时的电流表最大读数I△起动=_____A。
(6)实验完毕,将三相自耦调压器调回零位,按控制屏停止按钮,切断实验线路电源。
3、手动控制Y-△降压起动控制线路。
按图3-3线路接线。
(1)开关Q2合向上方、使电动机为△
接法。
(2)按控制屏启动按钮,接通220V三相
交流电源,观察电动机在△接法直接起动时,
电流表最大读数I△起动=_____A。
(3)按控制屏停止按钮,切断三相交流电
源,待电动机停稳后,开关Q2合向下方,使
电动机为Y接法。
(4)按控制屏启动按钮,接通220V三相
交流电源,观察电动机在Y接法直接起动时,
电流表最大读数IY起动=_____A。
(5)按控制屏停止按钮,切断三相交流电源,
待电动机停稳后,操作开关Q2,使电动机作图31-3
Y-△降压启动。
a.先将Q2合向下方,使电动机Y接,按控制屏启动按钮,记录电流表最大读数,IY起动=_____A。
b.待电动机接近正常运转时,将Q2合向上方△运行位置,使电动机正常运行。
实验完毕后,将自耦调压器调回零位,按控制屏停止按钮,切断实验线路电源。
五、实验注意事项
1.注意安全,严禁带电操作。
2.只有在断电的情况下,方可用万用电表Ω档来检查线路的接线正确与否。
六、预习思考题
1.采用Y-△降压起动对鼠笼电动机有何要求。
2.如果要用一只断电延时式时间继电器来设计异步电动机的Y-△降压起动控制线路,试问三个接触器的动作次序应作如何改动,控制回路又应如何设计?
3.控制回路中的一对互锁触头有何作用?
若取消这对触头对Y-△降压换接起动有何影响,可能会出现什么后果?
4.降压起动的自动控制线路与手动控制线路相比较,有哪些优点?
实验四三相鼠笼式异步电动机正反转控制
1.通过对三相鼠笼式异步电动机正反转控制线路的安装接线,掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。
2.加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。
3.学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。
在鼠笼机正反转控制线路中,通过相序的更换来改变电动机的旋转方向。
本实验给出两种不同的正、反转控制线路如图4-1及4-2,具有如下特点:
1.电气互锁
为了避免接触器KM1(正转)、KM2(反转)同时得电吸合造成三相电源短路,在KM1(KM2)线圈支路中串接有KM1(KM2)动断触头,它们保证了线路工作时KM1、KM2不会同时得电(如图30-1),以达到电气互锁目的。
2.电气和机械双重互锁
除电气互锁外,可再采用复合按钮SB1与SB2组成的机械互锁环节(如图4-2),以求线路工作更加可靠。
3.线路具有短路、过载、失、欠压保护等功能。
三相交流电源
交流接触器
JZC4-40
按钮
热继电器
交流电压表
0~500V
万用电表
四、实验内容
认识各电器的结构、图形符号、接线方法;
抄录电动机及各电器铭牌数据;
并用万用电表Ω档检查各电器线圈、触头是否完好。
鼠笼机接成Δ接法;
实验线路电源端接三相自耦调压器输出端U、V、W,供电线电压为220V。
1.接触器联锁的正反转控制线路
按图4-1接线,经指导教师检查后,方可进行通电操作。
图4-1
(1)开启控制屏电源总开关,按启动按钮,调节调压器输出,使输出线电压为220V。
(2)按正向起动按钮SB1,观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(3)按反向起动按钮SB2,观察并记录电动机和接触器的运行情况。
(4)按停止按钮SB3,观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(5)再按SB2,观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(6)实验完毕,按控制屏停止按钮,切断三相交流电源。
2、接触器和按钮双重联锁的正反转控制线路
按图4-2接线,经指导教师检查后,方可进行通电操作。
(1)按控制屏启动按钮,接通220V三相交流电源。
(2)按正向起动按钮SB1,电动机正向起动,观察电动机的转向及接触器的动作情况。
按停止按钮SB3,使电动机停转。
(3)按反向起动按钮SB2,电动机反向起动,观察电动机的转向及接触器的动作情况。
(4)按正向(或反向)起动按钮,电动机起动后,再去按反向(或正向)起动按钮,观察有何情况发生?
(5)电动机停稳后,同时按正、反向两只起动按钮,观察有何情况发生?
(6)失压与欠压保护
a、按起动按钮SB1(或SB2)电动机起动后,按控制屏停止按钮,断开实验线路三相电源,模拟电动机失压(或零压)状态,观察电动机与接触器的动作情况,随后,再按控制屏
图4-2
上启动按钮,接通三相电源,但不按SB1(或SB2),观察电动机能否自行起动?
b、重新起动电动机后,逐渐减小三相自耦调压器的输出电压,直至接触器释放,观察电动机是否自行停转。
(7)过载保护
打开热继电器的后盖,当电动机起动后,人为地拨动双金属片模拟电动机过载情况,观察电机、电器动作情况。
注意:
此项内容,较难操作且危险,有条件可由指导教师作示范操作。
实验完毕,将自耦调压器调回零位,按控制屏停止按钮,切断实验线路电源。
四、故障分析
1、接通电源后,按起动按钮(SB1或SB2),接触器吸合,但电动机不转且发出“嗡嗡”声响;
或者虽能起动,但转速很慢。
这种故障大多是主回路一相断线或电源缺相。
2、接通电源后,按起动按钮(SB1或SB2),若接触器通断频繁,且发出连续的劈啪声或吸合不牢,发出颤动声,此类故障原因可能是:
(1)线路接错,将接触器线圈与自身的动断触头串在一条回路上了。
(2)自锁触头接触不良,时通时断。
(3)接触器铁心上的短路环脱落或断裂。
(4)电源电压过低或与接触器线圈电压等级不匹配。
五、预习思考题
1、在电动机正、反转控制线路中,为什么必须保证两个接触器不能同时工作?
采用哪些措施可解决此问题,这些方法有何利弊,最佳方案是什么?
2、在控制线路中,短路、过载、失、欠压保护等功能是如何实现的?
在实际运行过程中,这几种保护有何意义?
实验五三相鼠笼式异步电动机的能耗制动控制
1.通过实验进一步理解三相鼠笼式异步电动机能耗制动原理。
2.增强实际连接控制电路的能力和操作能力。
1.三相鼠笼电动机实现能耗制动的方法是:
在三相定子绕组断开三相交流电源后,在两相定子绕组中通入直流电,以建立一个恒定的磁场,转子的惯性转动切割这个恒定磁场而感应电流,此电流与恒定磁场作用,产生制动转矩使电动机迅速停车。
2.在自动控制系统中,通常采用时间继电器,按时间原则进行制动过程的控制。
可根据所需的制动停车时间来调整时间继电器的时延,以使电动机刚一制动停车,就使接触器释放,切断直流电源。
3.能耗制动过程的强弱与进程,与通入直流电流大小和电动机转速有关,在同样的转速下,电流越大,制动作用就越强烈,一般直流电流取为空载电流的3~5倍为宜。
时间继电器
整流变压器
220V/26V,6.3V
整流桥堆
制动电阻
10Ω/25W
按钮
9
万用电表
1.鼠笼机接成Δ接法,实验线路电源端接三相自耦调压器输出(U、V、W),供电线电压为220V。
初步整定时间继电器的时延,可先设置得大一些(约5~10秒)。
本实验中,能耗制功电阻RT为10Ω。
2.开启控制屏电源总开关,按启动按钮,调节调压器输出,使输出线电压为220V,按停止按钮,切断三相交流电源。
图5-1
3.按图5-1接线,并用万用电表检查线路连接是否正确。
4.自由停车操作
先断开整流电源(如拔去接在V相上的整流电源线),按SB1,使电动机起动运转,待电动机运转稳定后,按SB2,用秒表记录电动机自由停车时间。
5.制动停车操作
接上整流电源(即插回接通V相的整流电源线)
a.按SB1,使电动机起动运转,待运转稳定后,按SB2,观察并记录电动机从按下SB2起至电动机停止运转的能耗制动时间tZ及时间继电器延时释放时间tF,一般应使tF>tZ。
b.重新整定时间继电器的时延,以使tF=tZ,即电动机一旦停转便自动切断直流电源。
1.每次调整时间继电器的时延,要摇开挂箱的面板,因此在调整时都必须在断开三相电源后进行,不可带电操作。
2.接好线路必须经过严格检查,绝不允许同时接通交流和直流两组电源,即不允许KM1、KM2同时得电。
1.为什么交流电源和直流电源不允许同时接入电机定子绕组?
2.电机制动停车需在两相定子绕组通入直流电,若通入单相交流电,能否起到制动作用,为什么?
七、实验报告
1.归纳总结实验现象和结果
2.回答思考题中的有关问题
实验六
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电机 电力 拖动 实验
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)