拖动交流.docx

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拖动交流

实验一单相变压器

一．实验目的

1.通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。

2.通过负载实验测取变压器的运行特性。

二．预习要点

1.变压器的空载和短路实验有什么特点？

实验中电源电压一般加在哪一方较合适？

2.在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？

3.如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。

三．实验项目

1.空载实验测取空载特性UO=f（IO），PO=f（UO）。

2.短路实验测取短路特性UK=f（IK），PK=f（IK）。

3.负载实验

（1）纯电阻负载

保持U1=U1N，=1的条件下，测取U2=f（I2）。

（2）阻感性负载

保持U1=U1N，=0.8的条件下，测取U2=f（I2）。

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）

3．三相组式变压器（MEL-01）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．空载实验

实验线路如图2-1

变压器T选用MEL-01三相组式变压器中的一只或单独的组式变压器。

实验时，变压器低压线圈2U1、2U2接电源，高压线圈1U1、1U2开路。

A、V1、V2分别为交流电流表、交流电压表。

具体配置由所采购的设备型号不同由所差别。

若设备为MEL-Ⅰ系列，则交流电流表、电压表为指针式模拟表，量程可根据需要选择；若设备为MEL-Ⅱ系列，则上述仪表为智能型数字仪表，量程可自动也可手动选择。

仪表数量也可能由于设备型号不同而不同。

若电压表只有一只，则只能交替观察变压器的原、副边电压读数，若电压表有二只或三只，则可同时接上仪表。

W为功率表，根据采购的设备型号不同，或在主控屏上或为单独的组件（MEL-20或MEL-24），接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。

a．在三相交流电源断电的条件下，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底。

并合理选择各仪表量程。

变压器T额定容量PN=77W，U1N/U2N=220V/55V，I1N/I2N=0.35A/1.4A

b．合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN

c．然后，逐次降低电源电压，在1.2~0.5UN的范围内；测取变压器的U0、I0、P0，共取6~7组数据，记录于表2-1中。

其中U=UN的点必须测，并在该点附近测的点应密些。

为了计算变压器的变化，在UN以下测取原方电压的同时测取副方电压，填入表2-1中。

e．测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。

表2-1

序号

实验数据

计算数据

U0（V）

I0（A）

Po（W）

U1U1。

1U2

1

65

2

60

3

55

4

50

5

45

6

40

7

35

8

30

9

25

2．短路实验

实验线路如图2-2。

（每次改接线路时，都要关断电源）

实验时，变压器T的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

A、V、W分别为交流电流表、电压表、功率表，选择方法同空载实验。

a．断开三相交流电源，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底，即使输出电压为零。

b．合上交流电源绿色“闭合”开关，接通交流电源，逐次增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN为止。

在0.5~1.1IN范围内测取变压器的UK、IK、PK，共取6~7组数据记录于表2-2中，其中I=IK的点必测。

并记录实验时周围环境温度（℃）。

表2-2室温θ=℃

序号

实验数据

计算数据

UK（V）

IK（A）

PK（W）

1

0.4

2

0.35

3

0.3

4

0.25

5

0.2

6

0.1

3．负载实验

实验线路如图2-3所示。

变压器T低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电抗XL上。

RL选用MEL-03的两只900Ω电阻相串联，XL选用MEL-08。

开关S1、S2采用MEL-05的双刀双掷开关，电压表、电流表、功率表（含功率因数表）的选择同空载实验。

（1）纯电阻负载

a．未上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底，S1、S2断开，负载电阻值调到最大。

b．合上交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN=55V

c．在保持U1=UN的条件下，合下开关S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻RL的值，从空载到额定负载范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。

d．测取数据时，I2=0和I2=I2N=0.35A必测，共取数据6~7组，记录于表3-3中。

表3-3=1U1=UN=55V

序号

1

2

3

4

5

6

7

U2（V）

I2（A）

0.4

0.35

0.3

0.25

0.2

0.1

0

（2）阻感性负载（=0.8）（选做）

a．用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，S1、S2打开，电阻及电抗器调至最大，即将变阻器旋钮和调压器旋钮，逆时针调到底。

b．合上交流电源，调节电源输出使U1=U1N

c．合上S1、S2，在保持U1=U1N及=0.8条件下，逐渐增加负载，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2，共测取数据6-7组记录于表3-4中，其中I2=0和I2=I2N两点必测。

表3-4=0.8U1=U1N=55V

序号

1

2

3

4

5

6

7

U2（V）

I2（A）

0.4

0.35

0.3

0.25

0.2

0.1

六．注意事项

1.在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置。

2.短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。

七．实验报告

1.计算变比

由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。

K=U1U11U2／U2U12U2

2.绘出空载特性曲线和计算激磁参数

（1）绘出空载特性曲线UO=f（IO），PO=f（UO），=f（UO）。

式中：

（2）计算激磁参数

从空载特性曲线上查出对应于Uo=UN时的IO和PO值，并由下式算出激磁参数

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UK=f（IK）、PK=f（IK）、=f（IK）。

（2）计算短路参数。

从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK=IN时的UK和PK值，由下式算出实验环境

温度为θ（OC）短路参数。

折算到低压方

由于短路电阻rK随温度而变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75OC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。

阻抗电压

IK=IN时的短路损耗

4.利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“Γ”型等效电路。

5.变压器的电压变化率ΔU

（1）绘出=1和=0.8两条外特性曲线U2=f（I2），由特性曲线计算出I2=I2N时的电压变化率ΔU

（2）根据实验求出的参数，算出I2=I2N、=1和I2=I2N、=0.8时的电压变化率ΔU。

ΔU=（UKrcos2+UKxsin2）

将两种计算结果进行比较，并分析不同性质的负载对输出电压的影响。

6.绘出被试变压器的效率特性曲线

（1）用间接法算出=0.8不同负载电流时的变压器效率,记录于表2-5中。

表2-5cos2=0.8Po=WPKN=W

I2*（A）

P2（W）

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

式中：

IPN=P2（W）；

PKN为变压器IK=IN时的短路损耗（W）；

Po为变压器Uo=UN时的空载损耗（W）。

（2）由计算数据绘出变压器的效率曲线η=f（I）。

（3）计算被试变压器η=ηmax时的负载系数βm=。

实验二绕线异步电动机

一．实验目的

通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。

二．预习要点

1．复习绕线异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。

2．复习绕线异步电动机的调速方法。

三．实验项目

1．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。

2．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。

四．实验设备及仪器

1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（含交流电压表）。

2．指针式交流电流表。

3．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、）。

4．电机起动箱（MEL-09）。

5．绕线式异步电动机（M09）。

五．实验方法

1．绕线式异步电动机转绕组串入可变电阻器起动。

实验线路如图3-7，电机定子绕组Y形接法。

转子串入的电阻由刷形开关来调节，调节电阻采用MEL-09的绕线电机起动电阻（分0，2，5，15，∞五档），MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”开关扳向“转速控制”，“转速设定”电位器旋钮顺时针调节到底。

a．起动电源前，把调压器退至零位，起动电阻调节为零。

b．合上交流电源，调节交流电源使电机起动。

注意电机转向是否符合要求。

c．在定子电压为180伏时，逆时针调节“转速设定”电位器到底，绕线式电机转动缓慢（只有几十转），读取此时的转矩值Ist和Ist。

d．用刷形开关切换起动电阻，分别读出起动电阻为2Ω、5Ω、15Ω的起动转矩Tst和起动电流Ist，填入表3-9中。

注意：

试验时通电时间不应超过20秒的以免绕组过热。

表3-9U=180伏

Rst（Ω）

0

2

5

15

Tst（N.m）

Ist（A）

2．绕线式异步电动机绕组串入可变电阻器调速。

实验线路同前。

MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针到底，“转速设定”电位器顺时针到底。

MEL-09“绕线电机起动电阻”调节到零。

a．合上电源开关，调节调压器输出电压至UN=220伏，使电机空载起动。

b．调节“转矩设定”电位器调节旋钮，使电动机输出功率接近额定功率并保持输出转矩T2不变，改变转子附加电阻，分别测出对应的转速，记录于表3-10中。

表3-10中U=220伏T2=N.m

Rst（Ω）

0

2

5

15

n（r/min）

六．实验报告

1.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对起动电流和起动转矩的影响。

2.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。

七．思考题

1.起动电流和外施电压正比，起动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能成立？

2.起动时的实际情况和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？

实验三异步电机的M-S曲线测绘

一．实验目的

用本电机教学实验台的测功机转速闭环功能测绘各种异步电机的转矩~转差曲线，并加以比较。

二．预习要点

1．复习电机M-S特性曲线。

2．M-S特性的测试方法。

三．实验项目