电机拖动实验报告.docx

电机拖动实验报告.docx

《电机拖动实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机拖动实验报告.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电机拖动实验报告

电机拖动实验报告

实验一认识实验

一（实验目的

1（学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

2（认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。

3（熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。

三（实验项目

1（了解MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。

2（用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。

3（直流他励电动机的起动，调速及改变转向。

四（实验设备及仪器

1（MEL-I系列电机系统教学实验台主控制屏

2（电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）或电机导轨及校正直流发电机3（直流并励电动机M03

4（220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部）

）。

5（电机起动箱（MEL-09

6（直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。

五（实验说明及操作步骤

用伏安法测电枢的直流电阻

表1-1

室温30?

序号U（V）I（A）R（Ω）R平均（Ω）R（Ω）Maaaref

4.330.221.6520.8523.2014.1220.6021.10

4.2121.05

3.160.1521.07

23.2621.7321.07

3.0620.40

2.020.120.20

32.1121.1020.37

1.9819.80

七（实验报告

1.画出直流并励电动机电枢串电阻起动的接线图。

说明电动机起动时，起动电阻R1

和磁场调节电阻Rf应调到什么位置,为什么,

答:

励磁回路串联的电阻R调到最小，先接通励磁电源，使励磁电流最大，同时必须将电f

枢串联起动电阻R调至最大，然后方可接通电源，使电动机正常起动，起动后，将起动电1

阻R调至最小，使电机正常工作。

1

2.增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化,增大励磁回路的调节电阻，转

速又如何变化,

答:

增大电枢回路的调节电阻，电枢回路的电流减弱，电机的转矩减小，电机的转速变小;增大励磁回路的调节电阻，电枢回路的电流增强，电机的转矩变大，电机的转速变大。

3.用什么方法可以改变直流电动机的转向,

答:

1、改变电流I的方向2、改变磁通的方向,s

4.为什么要求直流并励电动机磁场回路的接线要牢靠,

答:

直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠，绝不能断开。

一旦励磁电流If=0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”;若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。

实验二直流并励电动机

一.实验目的

1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2.掌握直流并励电动机的调速方法。

三.实验项目

1.工作特性和机械特性

保持U=UNffN2a）及n=f（T2）。

和I=I不变，测取n、T、n=f（I

2.调速特性

（1）改变电枢电压调速

保持U=UNf=IfN2、I=常数，T=常数，测取n=f（Ua）。

（2）改变励磁电流调速

保持U=UN，T2=常数，R1=0，测取n=f（If）。

（3）观察能耗制动过程

四（实验设备及仪器

1（MEL系列电机教学实验台的主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。

2（电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）或电机导轨及编码器、转速表。

3（可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）

4（直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。

5（直流并励电动机。

6（波形测试及开关板（MEL-05）。

7（三相可调电阻900Ω（MEL-03）。

五（实验方法

1（并励电动机的工作特性和机械特性。

表1-8U=U=220VI=I=0.068AR=20.85ΩNffNa实（A）1.11.00.90.70.50.40.30.2Ia验n（r/min）16001619163416661689170617261749数

T（N.m）1.231.161.060.860.630.530.420.30据2

P（w）206.64197.19181.86150.44111.7394.9476.1255.092计

算P（w）256.96234.96212.96168.96124.96102.9680.9658.961

数η（%）80.4%83.9%85.4%89.0%89.4%92.2%94.0%93.4%

据?

n（%）0%1.19%2.12%4.13%5.56%6.63%7.88%9.31%

2（调速特性

（1）改变电枢端电压的调速

表1-9I=I=1.068A,T=0.64N.mffN2U（V）220209201193184174161144a

n（r/min）17371668159715351453137012471106I（A）0.5500.5560.5680.5820.6040.6300.6720.736a

（2）改变励磁电流的调速

表1-10U=U=220V，T=0.78N.mN2n（r/min）139613481302123411691104982867I（A）0.1100.1120.1100.1100.1110.1100.1120.112f

I（A）0.5500.5580.5700.5910.6150.6380.6910.753a

（3）能耗制动

六（实验报告

1.由表1-8计算出P2和η，并绘出n、T2、η=f（I）及n=f（T）的特性曲线。

a2

电动机输出功率

P=0.105nT22

式中输出转矩T的单位为N?

m，转速n的单位为r,min。

2

电动机输入功率

P=UI1

电动机效率

P2η=×100,P1

电动机输入电流

I=I+IafN

由工作特性求出转速变化率:

n,nONΔn=×100,nN

2.绘出并励电动机调速特性曲线n=f（U）和n=f（I）。

分析在恒转矩负载时两种调速的电af

枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。

答:

调压调速时，电压越大，转速越快，电枢电流越小。

调磁调速时，励磁电流越大，转速越慢，电枢电流越小。

一，改变电压。

这种调速方法有下列优点:

1机械特性较硬，并且电压降低后硬度不变，稳定性较好。

2调速幅度较大。

3可均匀调节电压，可得到平滑的无级调速。

但是需要用电压可以调节的专用设备，投资费用较高。

二，改变磁通。

这种调速方法有下列优点:

1调速平滑，可得到无级调速;2调速经济，控制方便;3机械特性较硬，稳定性较好;4对专门生产的调磁电动机，其调速幅度可达3-4。

属于基速以上调速。

3（能耗制动时间与制动电阻R的阻值有什么关系,为什么,该制动方法有什么缺点,L

答:

电阻越小，制动电流越大，制动时间越短;

反之，电阻越大，制动电流越小，制动时间越长;

能耗制动，在电动机脱离电源之后，在定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，产生一静止磁场，利用转子感应电流与静止磁场的作用达到制动的目的。

能耗制动的缺点有:

在制动过程中，随着转速下降，制动转矩随之减小，制动效果变差，电机易发热。

实验三三相变压器

一.实验目的

1（通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。

2（通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。

三（实验项目

1（测定变比

2（空载实验:

测取空载特性U=f（I），P=f（U），cos,0=f（U）。

00000

3（短路实验:

测取短路特性U=f（I），P=f（I），cos,=f（I）。

KKKKKK

4（纯电阻负载实验:

保持U=U，cos,=1的条件下，测取U=f（I）。

11N222

四（实验设备及仪器

1（MEL系列电机教学实验台主控制屏（含交流电压表、交流电流表）

2（功率及功率因数表（MEL-20或含在主控制屏内）

3（三相心式变压器（MEL-02）或单相变压器（在主控制屏的右下方）

4（三相可调电阻900Ω（MEL-03）

5（波形测试及开关板（MEL-05）

6（三相可调电抗（MEL-08）

五（实验方法

1.测定变比

表2-6

U（V）U（V）U（V）K=1/3（KUVKKKUVVWWU+K+K）UUUUUUVWWU1U1.1V13U1.3V11V1.1W13V1.3W11W1.1U13W1.3U1

128.032.23.98128.832.43.98126.332.03.953.97

2.空载实验

表2-7

序号实验数据计算数据

U（V）I（A）P（W）UIP000OOO

（V）（A）（W）cos,UUUIIIPP03U1.3V3V1.3W13W1.3U13U103V103W10O102

1

16664.664.40.3370.2050.311-11.016.75650.2845.750.1825554.654.00.2000.1220.192-4.79.1454.50.1714.440.2734544.844.30.1270.0770.124-1.95.2744.70.1093.370.4043535.134.40.0920.0560.091-0.83.0334.80.0802.230.4652020.219.80.0580.0350.058-0.21.12200.0500.920.53

3.短路实验O表2-8θ=30C序实验数据计算数据号U（V）I（A）P（W）UIPKKKKKKcos,K（V）（W）UUUIIIPP（A）1U1.1V11V1.1U11W1.1U11U11V11W1K1K2

131.632.031.10.480.4670.4712.0114.3031.50.47316.310.63

226.126.525.90.400.3860.3911.379.8026.20.39211.170.63

319.520.119.50.30.2910.2960.685.6519.70.2966.330.63

413.213.613.00.20.1990.1990.292.5813.30.1992.870.63

56.67.06.50.10.1020.1030.050.676.70.1020.730.63

4.纯电阻负载实验

表2-9U=U=55V;cos,=1UV1N2

序U（V）I（A）

号UUUUIIII1U1.1V11V1.1W11W1.1U121U11V11W12

1257252248252.30000

2231228226228.30.1500.1490.1440.148

3228225223225.30.1670.1670.1620.165

4224221219221.30.1920.1950.1890.191

5216212210212.70.2400.2450.2410.242

七（实验报告

1.计算变压器的变比

根据实验数据，计算出各项的变比，然后取其平均值作为变压器的变比。

UUU1U1.1V11V1.1W11W1.1U1K,K,K,UVVWWU,,UUU3U1.3V13V1.3W13W1.3U1

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U=f（I），P=f（U），cosφ=f（U）。

000000

式中

U,（U，U，U）/3o3U1.3V13V1.3W13W1.3U1

I,（I，I，I）/3o3U1O3V1O3W1O

P,P，Poo1o2

Pocos,,o3UIoo

（2）计算激磁参数

从空载特性曲线查出对应于U=U时的I和P值，并由下式求取激磁参数。

0N00

PU22oor,,Z,,X,Z,rmmmmm23I3Ioo3.绘出短路特性曲线和计算短路参数

（1）绘出短路特性曲线U=f（I），P=f（I），cos,=f（I）。

KKKKKK式中

U,（U，U，U）/3K1U1.1V11V1.1W11W1.1U1

I,（I，I，I）/3K1U11V11W1

P,P，PKK1K2

PKcos,,K3UIKK

（2）计算短路参数

O从短路特性曲线查出对应于IK=IN时的UK和PK值，并由下式算出实验环境温度,C时

的短路参数

PU'''2'2KKr,,Z,,X,Z,rKKKKK23I3INN

折算到低压方

'''ZrXKKKZ,,r,,X,KKK222KKK

rZ换算到基准工作温度的短路参数为和，计算出阻抗电压。

OOK75CK75C

IZ3N0KC75U,，100%KUN

Ir30NKC75U,，100%KrUN

IX3NKU,，100%KXUN

2rIK=IN时的短路损耗P=3IOKNNK75C

4.利用由空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器的“Γ”型等效电路。

5.变压器的电压变化率ΔU

（1）根据实验数据绘出cos,=1时的特性曲线U=f（I），由特性曲线计算出I2=I2N时的222电压变化率ΔU。

U,U202,U,，100%U20

（2）根据实验求出的参数，算出I=I，cos,=1时的电压变化率ΔU2N2

U,,（Ucos,，Usin,）Kr2KX2

6.绘出被试变压器的效率特性曲线

用间接法算出在cos,=0.8时，不同负载电流时的变压器效率，记录于表2-10中。

2

表2-10cos,=0.8,P=4.44W,P=11.17W20KN

IP（W）η22

0.28.864.30%

0.417.673.86%

0.626.475.37%

0.835.275.23%

1.04473.81%

1.252.872.01%

实验四三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。

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。

三（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（MEL系列电机教学实验台主控制屏。

2（电机导轨及测功机、矩矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。

3（交流功率、功率因数表（MEL-20或MEL-24或含在实验台主控制屏上）。

4（直流电压、毫安、安培表（MEL-06或含在实验台主控制屏上）。

5（三相可调电阻器900Ω（MEL-03）。

6（波形测试及开关板（MEL-05）。

7（三相鼠笼式异步电动机M04。

五（实验方法及步骤

1（测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。

（1）伏安法

表3-1室温30?

绕组I绕组?

绕组?

I（mA）504030504030504030U（V）0.850.670.510.850.680.510.860.670.51R（Ω）1716.751717171717.216.7517

（2）电桥法（选做）

表3-2中

绕组I绕组II绕组III

R（Ω）171717

2（判定定子绕组的首未端

交交

流流

电电

源源

输输

出出

图3-2三相交流绕组首末端的测定

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3-2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3-2（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3-2（b）所示。

用同样方法测出第三相绕组的首未端。

3（空载试验

表3-3

序U（V）I（A）P（W）OCOLOcos,号UUUUIIIIPPPABBCCAOLABCOLIIIO12642662652650.3810.3920.3840.222-35.162.3627.260.1522202212202200.3120.3150.3060.180-22.043.4721.470.1832002022012010.2840.2860.2800.163-17.836.9319.130.1941601621621610.2300.2290.2260.132-9.525.2215.720.2551001001001000.1600.1610.1570.092-0.812.9012.100.446506250540.1760.1790.1770.1022.218.5710.780.65

4（短路实验

表3-4

U（V）I（A）P（W）OCOLO序cos,UC号UUIIIIPPPUABBCKABCKIIIKKA

1646464640.60.6020.5920.352.5634.6337.190.552555555550.50.5000.4970.290.9924.2725.260.523474647470.40.3990.3980.23016.1216.120.504383738380.30.2970.3010.17-0.69.879.270.485302931300.20.1980.2020.12-0.74.964.260.396252626260.150.1490.1480.09-0.63.052.450.35

5（负载实验

表3-5U=220伏（?

）N

I（A）P（W）nOLO序T（N.m）（r/minP（W）22号IIIIPPPABC1III1）10.3230.3290.3140.19-16.649.1565.750.41148864.0620.400.4040.3900.225.3475.2380.570.39146159.8330.450.4560.4320.2613.9084.5998.490.35145153.3240.500.5020.4840.2931.62103.5135.020.32142547.8850.550.5500.5300.3140.40114.6155.000.30141344.5160.600.5960.5800.3448.75126.2174.950.28140041.16

六（实验报告

1.计算基准工作温度时的相电阻

由实验直接测得每相电阻值，此值为实际冷态电阻值。

冷态温度为室温。

按下式换算

到基准工作温度时的定子绕组相电阻:

235，,refr,rleflc1235，θC

2.作空载特性曲线:

I、P、cos,=f（U）0000

3.作短路特性曲线:

I、P=f（U）KKK

4.由空载、短路试验的数据求异步电机等效电路的参数。

（1）由短路试验数据求短路参数

UKZ,短路阻抗KIK

PKr,短路电阻K23IK

22短路电抗X,Z,rKKK

（2）由空载试验数据求激磁回路参数

UoZ,空载阻抗oIo

Po空载电阻r,o2I3o

22空载电抗X,Z,rooo

5.作工作特性曲线P、I、n、η、S、cos,=f（P）1112

由负载试验数据计算工作特性，填入表3-6中。

表3-6U1=220V（?

）If=A序号电动机输入电动机输出计算值

n（r,I（A）P（W）T（N?

m）P（W）S（,）η（,）cos,11221min）

0.19165.750.41148864.060.80%97.43%0.5220.2280.570.39146069.832.60%74.26%0.5530.2698.490.35145153.323.27%54.14%0.57

135.040.290.32142547.885.00%35.46%0.712

155.050.310.30141344.515.80%28.72%0.760

174.760.340.28140041.166.67%23.55%0.785

6.由损耗分析法求额定负载时的效率

'2为了分离铁耗和机械损耗，作曲线，如图3-4。

P,f（U）OO

P0'U0^2

29.880434096

20.241753025

12.963462209

7.5455371444

3.400752900

1.966673676

实验五三相同步发电机的并联运行

一（实验目的

1.掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。

2.掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。

三（实验项目

1.用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。

2.用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行

3.三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。

4.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。

（1）测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形