11电气电机拖动实验1.docx
- 文档编号:7773170
- 上传时间:2023-01-26
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:210.24KB
11电气电机拖动实验1.docx
《11电气电机拖动实验1.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《11电气电机拖动实验1.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
11电气电机拖动实验1
实验前需知
1.DDSZ-1型电机及电气技术实验装置交流及直流操作说明
一、实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。
开启三相交流电源的步骤为:
1、开启电源前。
要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关(右下方)及“励磁电源”开关(左下方)都须在关断的位置。
控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位,即必须将它向逆时针方向旋转到底。
2、检查无误后开启“电源总开关”,“停止”按钮指示灯亮,表示实验装置的进线接到电源,但还不能输出电压。
此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。
3、按下“启动”按钮,“启动”按钮指示灯亮,表示三相交流调压电源输出插孔U、V、W及N上已接电。
实验电路所需的不同大小的交流电压,都可适当旋转调压器旋钮用导线从三相四线制插孔中取得。
输出线电压为0~450V(可调)并由控制屏上方的三只交流电压表指示。
当电压表下面左边的“指示切换”开关拨向“三相电网电压”时,它指示三相电网进线的线电压;当“指示切换”开关拨向“三相调压电压”时,它指示三相四线制插孔U、V、W和N的输出端的线电压。
4、实验中如果需要改接线路,必须按下“停止”按钮以切断交流电源,保证实验操作安全。
实验完毕,还需关断“电源总开关”,并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。
将“直流机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到关断位置。
二、开启直流机电源的操作
1、直流电源是由交流电源变换而来,开启“直流电机电源”,必须先完成开启交流电源,即开启“电源总开关”并按下“启动”按钮。
2、在此之后,接通“励磁电源”开关,可获得约为220V、0.5A不可调的直流电压输出。
接通“电枢电源”开关,40~230V、3A可调节的直流电压输出。
励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的1只直流电压表指示。
当该电压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时,指示电枢电源电压,当将它拨向“励磁电压”时,指示励磁电源电压。
但在电路上“励磁电源”与“电枢电源”,“直流机电源”与“交流三相调压电源”都是经过三相多绕组变压器隔离的,可独立使用。
3、“电枢电源”是采用脉宽调制型开关式稳压电源,输入端接有滤波用的大电容,为了不使过大的充电电流损坏电源电路,采用了限流延时的保护电路。
所以本电源在开机时,从电枢电源开关合闸刀直流电压输出约有3~4秒钟的延时,这是正常的。
4、电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。
当输出电压出现过电压时,会自动切断输出,并告警指示。
此时需要恢复输出,必须先将“电压调节”旋钮逆时针旋转调低电压到正常值(约240V以下),再按“过压复位”按钮,即能输出电压。
当负载电流过大(即负载电阻过小)超过3A时,也会自动切断输出,并告警指示,此时需要恢复输出,只要调小负载电流(即调大负载电阻)即可。
有时候在开机时出现过流告警,说明在开机时负载电流太大,需要降低负载电流,可在电枢电源输出端增大负载电阻或甚至暂时拔掉一根导线(空载)开机,待直流输出电压正常后,再插回导线加正常负载(不可短路)工作。
若在空载时开机仍发生过流告警,这是气温或湿度明显变化,造成光电耦合器TIL117漏电使过流保护起控点改变所致,一般经过空载开机(即开启交流电源后,再开启“电枢电源”开关)预热几十分钟,即可停止告警,恢复正常。
所有这些操作到直流电压输出都有3~4秒钟的延时。
5、在做直流电动机实验时,要注意开机时须先开“励磁电源”后开“电枢电源”;在关机时,则要先关“电枢电源”而后关“励磁电源”的次序。
同时要注意在电枢电路中串联启动电阻以防止电源过流保护。
具体操作要严格遵照实验指导书中有关内容的说明。
2.电机及电气技术实验的基本要求
电机及电气技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
培养学生能根据实验目的,实验内容及实验设备来拟定实验线路,选择所需仪表,确定实验步骤,测取所需数据,进行分析研究,得出必要结论,从而完成实验报告。
学生在整个实验过程中,必须集中精力,及时认真做好实验。
一、实验前的准备
实验前应复习教科书有关章节,认真研读实验指导书,了解实验目的、项目、方法与步骤,明确实验过程中应注意的问题(有些内容可到实验室对照实验预习,如熟悉组件的编号,使用及其规定值等),并按照实验项目准备记录抄表等。
实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备,方可开始做实验。
认真作好实验前的准备工作,对于培养学生独立工作能力,提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。
二、实验的进行
1、建立小组,合理分工
每次实验都以小组为单位进行,每组由2~3人组成,实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工,以保证实验操作协调,记录数据准确可靠。
2、选择组件和仪表
实验前先熟悉该次实验所用的组件,记录电机铭牌和选择仪表量程,然后依次排列组件和仪表便于测取数据。
3、按图接线
根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线,线路力求简单明了,一般按接线原则是先接串联主回路,再接并联支路。
为查找线路方便,每路可用相同颜色的导线。
4、起动电机,观察仪表
在正式实验开始之前,先熟悉仪表刻度,并记下倍率,然后按一定规范起动电机,观察所有仪表是否正常(如指针正、反向是否超满量程等)。
如果出现异常,应立即切断电源,并排除故障;如果一切正常,即可正式开始实验。
5、测取数据
预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。
正式实验时,根据实验步骤逐次测取数据。
6、认真负责,实验有始有终
实验完毕,须将数据交指导教师审阅。
经指导教师认可后,才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。
三、实验报告
实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题,经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。
实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。
实验报告应包括以下内容:
1、实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期。
2、列出实验中所用组件的名称及编号,电机铭牌数据(PN、UN、IN、nN)等。
3、列出实验项目并绘出实验时所用的线路图,并注明仪表量程,电阻器阻值,电源端编号等。
4、数据的整理和计算。
5、按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线,图纸尺寸不小于8cm×8cm,曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线,不在曲线上的点仍按实际数据标出。
6、根据数据和曲线进行计算和分析,说明实验结果与理论是否符合,可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。
实验报告应写在一定规格的报告纸上,保持整洁。
3.实验安全操作规程
为了按时完成电机及电气技术实验,确保实验时人身安全与设备安全,要严格遵守如下规定的安全操作规程:
1、实验时,人体不可接触带电线路。
2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。
3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许,并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。
实验中如发生事故,应立即切断电源,经查清问题和妥善处理故障后,才能继续进行实验。
4、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求,有否短路回路存在,以免损坏仪表或电源。
5、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制,其他人只能由指导人员允许后方可操作,不得自行合闸。
实验内容
实验一直流电机认识实验
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、熟悉并励电动机的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。
4、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。
二、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
DD03
导轨、测速发电机及转速表
1台
2
DJ23
校正直流测功机
1台
3
DJ15
直流并励电动机
1台
4
D31
直流数字电压、毫安、安培表
2件
5
D42
三相可调电阻器
1件
6
D44
可调电阻器、电容器
1件
7
D51
波形测试及开关板
1件
三、实验内容
1、直流并励电动机的起动
按图1接线。
图中直流并励电动机M用DJ15,其额定功率PN=185W,额定电压UN=220V,额定电流IN=1.2A,额定转速nN=1600r/min,额定励磁电流IfN<0.16A。
校正直流测功机MG按他励发电机连接,在此作为直流电动机M的负载,用于测量电动机的转矩和输出功率。
TG为测速发电机。
直流电流表选用D31。
Rf1选用D44的900Ω阻值,作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻,按分压法接线。
Rf2选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。
R1用D44的180Ω阻值。
R2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值($也可用900Ω串900Ω共1800Ω电阻)。
测量电枢电流的电表A3和A4的量程选5A档(因为直流并励电动机的额定电流为1.2A);测量励磁回路的电流表A1和A2选用直流毫安表的200mA量程档(因为额定励磁电流小于0.16A)。
测量电动机两端电压的直流电压表量程选1000V档。
将直流并励电动机M的磁场调节电阻Rf1调至最小值,电枢串联起动电阻R1调至最大值(或中间某值,切记不能最小)。
开启控制屏上的钥匙开关,按下其上方的“启动”按钮,接通其下方左边的励磁电源开关,观察MG的励磁电流值,再接通控制屏右下方的电枢电源开关,逐渐增大电枢电源,使M起动。
2、并励电动机的工作特性和机械特性
(1)M起动正常后,将其电枢串联电阻R1调至零,调节电枢电源的电压为220V,调节校正直流测功机的励磁电流If2为校正值(100mA),合上校正直流测功机MG的负载开关S,调节负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻Rf1,使电动机达到额定值:
U=UN,I=IN,n=nN。
此时M的励磁电流If即为额定励磁电流IfN。
(2)保持开关S闭合,调节R2阻值,使MG的负载电流IF改变,即直流电动机M的输出转矩T2改变(调不同的IF值,查对应于If2=100mA时的校正曲线T2=f(IF),可得到M不同的输出转矩T2值)。
保持U=UN,If=IfN,If2为校正值不变的条件下,逐次减小电动机负载。
测取电动机电枢输入电流Ia,转速n和校正电机的负载电流IF(由校正曲线查出电动机输出对应转矩T2)。
共取数据9-10组,记录于表1-1中。
表1-1U=UN=VIf=IfN=mAIf2=100mA
Ia(A)
n(r/min)
IF(A)
T2(N·m)
3、电枢绕组串电阻调速特性
(1)直流电动机M运行后,将电阻R1调至零,If2调至校正值,再调节负载电阻R2、电枢电压及磁场电阻Rf1,使M的U=UN,Ia=0.5IN,If=IfN记下此时MG的IF值。
(2)保持此时的IF(即T2)和If=IfN不变,逐次增加R1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。
共取数据8-9组记录于表1-2中。
表1-2If=IfN=mAIF=A(T2=N·m)If2=100mA
Ua(V)
n(r/min)
Ia(A)
4、改变电动机的转向
将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值,先切断控制屏上的电枢电源开关,然后切断控制屏上的励磁电源开关,使电动机停机。
在断电情况下,将电枢(或励磁绕组)的两端接线对调后,再按并励电动机的起动步骤起动电动机,并观察电动机的转向。
四、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Rf1应调到什么位置?
为什么?
2、根据表1数据给出n=f(T2)或n=f(IF)的特性曲线。
3、在电动机轻载及额定负载时,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?
4、绘出并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)。
5、直接对调电枢电源的两端接线,能否改变并励直流电动机的转向?
为什么?
实验二直流他励电动机在各种状态下的机械特性
一、实验目的
了解和测定他励直流电动机在电动、回馈制动和反接制动各种运转状态下的机械特性。
二、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
DD03
导轨、测速发电机及转速表
1件
2
DJ15
直流并励电动机
1件
3
DJ23
校正直流测功机
1件
4
D31
直流数字电压、毫安、安培表
2件
5
D41
三相可调电阻器
1件
6
D42
三相可调电阻器
1件
7
D44
可调电阻器、电容器
1件
8
D51
波形测试及开关板
1件
三、实验方法
按图2接线,图中M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式),MG用编号为DJ23的校正直流测功机,直流电压表V1、V2的量程为1000V,直流电流表A1、A3的量程为200mA,A2、A4的量程为5A。
R1选用D44上的1800Ω阻值,R2选用D42上的900Ω并联900Ω共450Ω阻值,R3选用D42上的1800Ω阻值,R4选用D42上的1800Ω加上D41上的4个90Ω串联共2160Ω。
开关S1、S2选用D51上的双刀双掷开关。
1、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性
(1)R1阻值置最小位置,R2、R3及R4阻值置最大位置。
开关S1、S2选用D51挂箱上的对应开关,并将S1合向1电源端,S2合向2'短接端。
(2)开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置,然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”,再按下“启动”按钮,随后接通“励磁电源”开关,最后检查R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关,使他励直流电动机M起动运转。
调节“电枢电源”电压为220V;调节R2阻值至零位置,调节R3阻值,使电流表A3为100mA。
(3)调节电动机M的磁场调节电阻R1阻值,和电机MG的负载电阻R4阻值(先调节D42上1800Ω阻值,调至最小后应用导线短接)。
使电动机M的n=nN=1600r/min,IN=If+Ia=1.2A。
此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流IfN。
保持U=UN=220V,If=IfN,校正直流测功机的励磁电流为校正值100mA。
增大R4阻值,直至空载(将开关S2拨至中间位置),测取电动机M在额定负载至空载范围的n、Ia数据。
共取8-9组数据记录于表2-1中。
(4)在确定S2处于中间位置的情况下,把R4调至零值位置(其中D42上1800Ω阻值调至零值后用导线短接),再减小R3阻值,使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等(在开关S2两端测),并且极性相同,把开关S2合向1'端。
(5)保持电枢电源电压U=UN=220V,If=IfN,调节R3阻值,使阻值增加,电动机转速升高,当A2表的电流值为0A时,此时电动机转速为理想空载转速(此时转速表量程应打向正向3600r/min档),继续增加R3阻值,使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900r/min,测取M的n、Ia。
共取18组数据记录于表2-2中。
(6)停机(先关断“电枢电源”开关,再关断“励磁电源”开关,并将开关S2合向到2'端)。
表2-1UN=220VIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
表2-2UN=220VIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
2、R2=400Ω时的电动运行及反接制动状态下的机械特性
(1)在确保断电条件下,用万用表将R2调定在400Ω。
(2)S1合向1端,S2合向中间位置,把电机MG电枢的二个插头对调,R1调至最小值,R3调至最大。
R4置最大值。
(3)先接通“励磁电源”,再接通“电枢电源”,使电动机M起动运转,在S2两端测量测功机MG的空载电压是否和“电枢电源”的电压极性相反,若极性相反,检查R4阻值确在最大位置时可把S2合向1'端。
(4)保持电动机的“电枢电源”电压U=UN=220V,If=IfN不变,逐渐减小R4阻值(先减小D44上1800Ω阻值,调至零值后用导线短接),使电机减速直至为零。
继续减小R4阻值,使电动机进入“反向”旋转,转速在反方向上逐渐上升,此时电动机工作于电势反接制动状态运行,直至电动机M的Ia=IaN,测取电动机在1、4象限的n、Ia共取12组数据记录于表2-3中。
(5)停机(必须记住先关断“电枢电源”而后关断“励磁电源”的次序,并随手将S2合向到2'端)。
表2-3UN=220VIfN=mAR2=400Ω
序号
Ia(A)
n(r/min)
四、实验报告
根据实验数据,绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态下的机械特性n=f(Ia)(用同一座标纸绘出)。
五、思考题
1、回馈制动实验中,如何判别电动机运行在理想空载点?
2、直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变,试问电磁转矩的方向是否也不变?
为什么?
3、直流电动机从第一象限运行到第四象限,其转向反了,而电磁转矩方向不变,为什么?
作为负载的MG,从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变?
为什么?
实验三单相变压器
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(这部分可不写在报告中,但是得了解这些知识)
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(这部分可不写在报告中)
1、空载实验。
测取空载特性U0=f(I0),P0=f(U0),cosφ0=f(U0)。
2、短路实验。
测取短路特性UK=f(IK),PK=f(IK),cosφK=f(IK)。
3、纯电阻负载实验。
保持U1=UN,cosφ2=1的条件下,测取U2=f(I2)。
四、实验方法
1、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
D33
数/模交流电压表
1件
2
D32
数/模交流电流表
1件
3
D34-3
智能型功率、功率因数表
1件
4
DJ11
三相组式变压器
1件
5
D42
三相可调电阻器
1件
7
D51
波形测试及开关板
1件
2、空载实验
(1)在三相调压交流电源断电的条件下,按图3-1接线。
被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器,其额定容量PN=77V·A,U1N/U2N=220/55V,I1N/I2N=0.35/1.4A。
变压器的低压线圈a、x接电源,高压线圈A、X开路。
(2)选好所有测量仪表量程。
将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底,即将其调到输出电压为零的位置。
图3-1空载实验接线图
(3)合上交流电源总开关,按下“启动”按钮,便接通了三相交流电源。
调节三相调压器旋钮,使变压器空载电压U0=1.2UN,然后逐次降低电源电压,在1.2~0.3UN的范围内,测取变压器的U0、I0、P0。
(4)测取数据时,U=UN点必须测,并在该点附近测的点较密,共测取7-8组。
记录于表3-1中。
(5)为了计算变压器的变比,在UN以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表3-1中。
序号
实验数据
计算数据
U0(V)
I0(A)
P0(W)
UAX(V)
cosφ0
1
2
3
4
5
6
7
8
3、短路实验
(1)按下控制屏上的“停止”按钮,切断三相调压交流电源,按图3-2接线(以后每次改接线路,都要关断电源)。
将变压器的高压线圈接电源,低压线圈直接短路。
选好所有测量仪表量程,将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。
图3-2短路实验接线图
(2)接通交流电源,逐次缓慢增加输入电压,直到短路电流等于1.1IN为止,在(0.2~1.1)IN范围内测取变压器的UK、IK、PK。
(3)测取数据时,IK=IN点必须测,共测取数据6-7组记录于表3-2中。
实验时记下周围环境温度(℃)。
表3-2室温℃
序号
实验数据
计算数据
UK(V)
IK(A)
PK(W)
cosφK
4、负载实验
实验线路如图3-3所示。
变压器低压线圈接电源,高压线圈经过开关S1和S2,接到负载电阻RL上。
RL选用D42上4只900Ω变阻器相串联共3600Ω阻值,XL选用D43,功率因数表选用D34-3,开关S1和S2选用D51挂箱。
1)将调压器旋钮调到输出电压为零的位置,S1、S2打开,负载电阻值调到最大。
图3-3负载实验接线图
2)接通交流电源,逐渐升高电源电压,使变压器输入电压U1=UN。
3)保持U1=UN,合上S1,逐渐增加负载电流,即减小负载电阻RL的值,从空载到额定负载的范围内,测取变压器的输出电压U2和电流I2。
4)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3-3cosφ2=1U1=UN=V
序号
1
2
3
4
5
6
7
U2(V)
I2(A)
五、注意事项
1、在变压器实验中,应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。
2、短路实验操作要快,否则线圈发热引起电阻变化。
六、实验报告(以下内容在预习报告中可不写,但最后上交实验报告时应有红色标题的计算结果或曲线)
1、计算变比。
由空载实验测变压器的原副方电压的数据,分别计算出变比,然后取其平均值作为变压器的变比K。
K=UAX/Uax
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U0=f(I0),P0=f(U0),cosφ0=f(U0)。
式中
(2)计算激磁参数
从空载特性曲线上查出对应于U0=UN
- 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:
- 11 电气 电机 拖动 实验