电机实验.doc
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电机实验.doc
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实验六三相绕组与旋转磁场实验
一、实验目的
1.掌握三相绕组磁场产生的原理。
2.掌握三相电机定成绕组的布线规律。
二、实验项目
1.三相木模定子的绕组的下线、连线。
2.用指南针检查旋转磁场的转向。
三、实验设备及仪器
1.三相调压器。
2.电气装置中的三相电网电源。
3.Z=36的木模定子。
4.绕组线圈若干。
5.指南针。
6.交流电流表。
四、预习要点
1.掌握三相旋转磁场产生原理。
2.根据Z=36、2P=6、a=1整步60°相带,绘出三相单层迭绕组展示图。
五、实验说明
1、单层绕组的每个槽中只嵌一个绕圈有效边,绕组的成圈数等于总槽数的一半。
2、一个极距内所有导体的电流方向必须一致,相邻两个极距内所有导体的边流方向必须相反。
3、在选线时,由于有效边是产生电磁作用的主要部分,所以只要保持有效的电流以流向不变,端部连接方式改变,不会改变电磁情况。
4、通电时,电流小于3安。
5、用指南针检查旋转磁场时,指南针平放并且尽量靠近木槽。
六、实验方法及步骤
1、参数计算
极距τ=Z/2P=36/4=6槽
每极每相槽数q=Z/2mp=36/4×3=2槽
槽间电角度α=P360/Z=3×360/36=30°
2、编绘电机的槽号
把36线槽绘出来,线槽之间的距离均匀对称,仍需要多画几个槽,左右两侧都要标出始末槽号,以示展开图园周完整性,同时要预留出确定每极每相槽数位置的空余地方,如图6-1。
图6-1三相6极36槽电机单层全距绕组槽号绘编
3、划定极距:
把已编绘好的电机槽号,按顺序六等分,并标出极距的位置(如图6-1)。
4、确定每极每相槽的位置:
在规划好的极距下,将每一极距三等分,得到每极每相二槽依次在每槽下用U、V、W标出来,以示每极距下,每一相绕组所嵌槽的位置(如图6-1)。
5、标明电流方向:
按绕组嵌线排列原则,即一个相距内所有导体的电流方向都必须一致,相邻两个极距内所有导体电流方向,都必须相反,原则在规划好的极距下,标出每个极距内所有导体的电流方向(如图6-1)。
6、绕组展开图成图:
按照每一极距下每槽中的电流方向以及绕圈节距,把同样号(如都为O的记号)下的线槽适当顺序联接,可构成绕组。
根据槽间电高度和A、B、C相差120°,确定A、B、C,即第1为A、5为B、9为C,然后把A、B、C的尾端接在一起,可成Y接。
7、通电验证
在A、B、C端加三相电源,A相串电流表,电流小于3A,用指南针验证旋转磁场,看针是否转动。
图6-2
七、报告要求
验证完成后,写出体会。
本实验主要是研究三相交流电机的定子绕组的构成方法。
通过这个实验加深了我对三相绕组的构成方式的了解,也加深了我们对旋转磁场产生原理的理解。
八、实验思考
1、哪些接线错误可能建立不起旋转磁场?
答:
①当两个线圈(或线圈组)之间的连接顺序不正确的时候将不能产生旋转磁场;②当线圈在定子槽中放的位置不正确的时候不能产生旋转磁场;③当各相绕组的端接线连接不正确时不能产生旋转磁场。
2、采用木模定子,绕组电阻很小,须直接加电网电压吗?
答:
不能,当采用木模定子时,磁路的磁阻很大,即励磁电抗很小。
则绕组产生的磁场很小,加之绕组电阻很小,当直接加电网电压时,线圈中的励磁电流将很大,绕组很容易烧坏。
实验七三相鼠笼异步电动机的工作特性
一、实验目的
1.掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。
2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3.测定三相笼型异步电动机的参数。
二、实验项目
1.测量定子绕组的冷态电阻。
2.判定定子绕组的首未端。
3.空载试验。
4.短路试验。
5.负载试验。
三、实验设备及仪器
1.直流稳压电源10伏。
2.红外线转速表。
3.交流功率、功率因数表2只(cosφ=1,V=150U、600U,I=5A)。
4.直流电压表(75V、125V、500V)、安培表(5A,3只;0.5A,1只)。
5.可调电阻10欧。
6.三相调压器15千伏安。
7.温度计。
8、开关板。
9、三相鼠笼式异步电动机—直流发电机机组(额定功率1.5KW,额定电流3.7A,额定转速1420转/分钟,额定电压380V,接法Y,稳定频率50HZ,型号Y90L—4,2对极)。
四、预习要点
1.异步电动机的工作特性指哪些特性?
2.异步电动机的等效电路有哪些参数?
它们的特理意义是什么?
3.工作特性和参数的测定方法。
五、实验说明
1、测量三相异步电动机的电功率可以采用“二表法”。
采用“二表法”时,功率表读数可能会有正负,使用时要注意功率表连接极性“*”。
2、直流发电机及带负载作三相异步电动机的负载时,要注意是否规定了电动机的转向。
3、本实验每相电压取三相相电压的平均值,实验时要注意三相异步电动机定子绕组接法(Y接)。
4、进行堵转实验时,定子绕组所加电压不能过高,实验速度要快,以避免电动机绕组过热。
应确保自动工具安全可靠。
六、实验方法及步骤
1、量定子绕组的冷态直流电阻
准备:
将电机在室内放置一段时间,用温度计测量电机绕组端部或铁芯的温度。
当所测温度与冷动介质温度之差不超过2K时,即为实际冷态。
记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻,此阻值即为冷态直流电阻。
图7-1三相交流绕组电阻的测定
10V
可调直流稳定电源
(1)伏安法
测量线路如图7-1。
S1,S2:
双刀双掷和单刀双掷开关。
R:
10Ω。
A、V:
直流毫安表和直流电压表。
量程的选择:
测量时,通过的测量电流约为电机额定电流的10%,即为370mA,因而直流毫安表的量程用500mA档。
三相笼型异步电动机定子一相绕组的电阻约为8欧姆,因而当流过的电流为370mA时三端电压约为3伏,所以直流电压表量程用7.5V档,实验开始前,合上开关S1,断开开关S2,调节电阻R至最大(10Ω)。
合上220V直流可调电源的船形开关,调节直流可调电源及可调电阻R,使试验电机电流不超过电机额定电流的10%,以防止因试验电流过大而引起绕组的温度上升,读取电流值,再接通开关S2读取电压值。
读完后,先打开开关S2,再打开开关S1。
调节直流可调电源及可调电阻R,使A表分别为100mA,150mA,200mA测取三次,取其平均值,测量定子三相绕组的电阻值,记录于表7-1中。
表7-1室温16℃
绕组V、W
绕组W、U
绕组U、V
I(mA)
150
100
200
100
150
200
200
100
150
U(V)
1.2
0.8
1.6
0.8
1.2
1.6
1.6
0.8
1.2
R(Ω)
8
8
8
8
8
8
8
8
8
注意事项:
(1)在测量时,电动机的转子须静止不动。
(2)测量通电时间不应超过1分钟。
(3)R相=R/2
80-100V
80-100V
U≠0
U=0
N
N
U
U
2.判定定子绕组的首未端
先用万用表测出各相绕组的两个线端,将其中的任意二相绕组串联,如图7-2所示。
将调压器调压旋钮退至零位,合上绿色“闭合”按钮开关,接通交流电源,调节交流电源,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,如测得的电压有一定读数,表示两相绕组的未端与首端相联,如图7-2(a)所示;反之,如测得电压近似为零,则二相绕组的未端与未端(或首端与首端)相连,如图7-2(b)所示。
用同样方法测出第三相绕组的首未端。
3.空载试验
测量电路如图7-3所示。
电机绕组为Y接法(UN=380伏),直流发电机空载。
a.起动电压前,把交流电压调节旋钮退至零位,然后接通电源,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。
b.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。
c.调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压,直至电流或功率显著增大为止。
在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。
图7-3三相笼型异步电机实验接线图
d.在测取空载实验数据时,在额定电压附近多测几点,共取数据7-9组记录于表7-3中。
表7-3
序号
UOC(V)
IOL(A)
PO(W)
cosj
UAB
UBC
UCA
UOL
IA
IB
IC
IOL
PO
1
440
440
440
440
3
3
3
3
380
0.183
2
400
400
400
400
2.25
2.25
2.25
2.25
300
0.192
3
380
380
380
380
2
2
2
2
280
0.213
4
360
360
360
360
1.8
1.8
1.8
1.8
260
0.232
5
340
340
340
340
1.6
1.6
1.6
1.6
240
0.255
6
264
264
264
264
1.15
1.15
1.15
1.15
210
0.399
7
220
220
220
220
1
1
1
1
200
0.525
4.短路实验
测量线路如图7-3。
a.将起子插入堵转孔中,使定转子堵住。
将三相调压器退至零位。
b.合上交流电源,调节调压器使之逐渐升压至短路电流到1.2倍额定电流(IN=3.7A),再逐渐降压至0.3倍额定电流为止。
c.在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率,共取4-5组数据,填入表7-4中。
做完实验后,注意取出堵转孔中的起子。
表7-4
序号
UOC(V)
IOL(A)
PO(W)
cosjK
UAB
UBC
UCA
UK
IA
IB
IC
IK
PK
1
120
120
120
120
4.4
4.4
4.4
4.4
560
0.612
2
104
104
104
104
3.9
3.9
3.9
3.9
440
0.626
3
100
100
100
100
3.7
3.7
3.7
3.7
400
0.624
4
82
82
82
82
2.9
2.9
2.9
2.9
240
0.583
5
60
60
60
60
2.1
2.1
2.1
2.1
120
0.550
6
42
42
42
42
1.6
1.6
1.6
1.6
60
0.515
7
22
22
22
22
1.2
1.2
1.2
1.2
40
0.875
5.负载实验
选用设备和测量接线同空载试验。
a.合上交流电源,调节调压器使之逐渐升压至额定电压(UN=380V),并在试验中保持此额定电压不变。
b.给直流发电机加负载,使异步电动机的定子电流逐渐上升,直至电流上升到1.25倍额定电流(IN=3.7A)。
c.从这负载开始,逐渐减小负载直至空载,在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速数据,共读取5-6组数据,记录于表7-5中。
表7-5UN=380伏(Y)
序号
IOL(A)
PO(W)
n(r/min)
P2(W)
IA
IB
IC
I1
P1
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- 电机 实验