电机学实验指导.docx

电机当实舱播导零实验二直流电动机的机械特性一、实验目的1、测定他励直流电动机的工作特性2、掌握他励直流电动机的调速方法3、了解和测定他励直流电动机在各种运转状态之间的机械特性扩展 实验，在开放实验时间做，不占用本次课堂实验时间二、预习要点1、直流电动机的启动方法2、改变直流电动机的机械特性有哪些方法？3、直流电动机的调速方法，弱磁调速的考前须知4、直流电动机在能耗制动时，能量传递关系、电动势平衡方程式以及 机械特性扩展实验）三、实验工程1、工作特性和机械特性保持 U=U 和 1=1 不变，测取 n、T、n =f（I）、n=f（T）N f fN2a22、改变励磁电流调速保持U=U , T=常数，测取n=f（I ）N 2fU!实验步骤1、测定他励直流电动机的工作特性与机械特性（1）按图2-1接线，检查电表的极性（+,-）是否正确，量程是否正确，电动机励磁回路接线是否按牢靠然后，将电动机电枢所串联的电阻R和1发电机G的磁场回路电阻R调到最大位置，电动机M的磁场调节电阻R/2fl调到最小位置，断开开关S,并断开电枢电源开关，做好启动准备2） 开启励磁电源开关，观察 M及G的励磁电流值，调节R 使I =0.45A,并保持不变，再按通电枢电源开关，使电动机M启动。

/2（3） 电动机上外加电压为220V,当电动机M启动后，逐渐减小电动机电阻R值，即启动时电阻放在最大位置，启动完毕后将R短接⑷调节电动机的励磁电阻外使得电动机的励磁电流0=°.414A10图2-1直流他励电动机接线图（5）合上开关S,调节负载电阻R ,使得电动机转速为1500r/mm,电2流I=12.5A,至此成功找到电机的稳定运行点:11=小，1=小n=nN，其励 磁电流均为额定励磁电流6）保持电动机电压为额定电压220V,励磁电流为额定励磁电流I =0.4144,发电机的励磁电流为/ =0.454不变调节发电机的负载电 /I/2阻R ,测定电动机的电枢电流/ ,转速n和发电机的负载电流/,并从校2Q2正曲线查出电动机的对应输出转矩T（T =0,18 +1.025/ ）,记录数据7组于222表 2-1 o表2-1工作特性和机械特性实I (A) a验电动机电枢电流所转速(r/min)测/(A)2数发电机负载电流据T(N・ m)计2P = 0.W5nT算22P= UI值1r| =P/P 2—H11〃(％)2、他励直流电动机的弱磁调速1）直流电动机正常启动后，将磁场调节电阻R调至零（或调到励磁fi电流表满偏为止），将MG的磁场调节电阻1屹调至额定值，再调节MG的负载电阻R?，使电动机M的U=Un，1=0.5及记下此时的匕值。

2）保持此时MG的I值（T值）和M的U=U不变，逐次增加磁场22N电阻阻值R ，直至n=1.3n,每次测取电动机的n、I和I共取7 —8组 flNf a记录于表2-2中表 2-2U = U「—V_[=N • m3、能耗制动（扩展实验）n (r/min)I (mA) fI (A) —a励磁电源 220V 9+电枢电源图2-2能耗制动接线图1）按图接线,Rl=180Q2）按照上述实验步骤，启动电机3）将开关S1断开电源，连接至负载电阻号上，调节 及大小，观察电机 转速、电压表、电流表的数值12五、考前须知1、直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻R调至最小， n先接通励磁电源，使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻R调至1最大，然后方可接通电枢电源使电动机正常起动起动后，将起动电阻R调至零，使电机正常工作12、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源同时必须将电枢串联的起动电阻R调回到最大值，励磁回路串联的电阻R1fi调回到最小值给下次起动作好准备3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求4、假设要测量电动机的转矩T ,必须将校正直流测功机MG的励磁电 2流调整到校正值(额定值)，以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。

六、实验报告1、由表2-1计算出P和n ,并给出n、T、n =f (I )及n=f (T )22a2的特性曲线电动机输出功率：P = 7T1T /3022式中输出转矩T的单位为N.m (由I及I值，从校正曲线T二f (I )2f2 222查得)，转速n的单位为r/min 0电动机输入功率：P=UI输入电流：1=1+1电动机效率：a式n =pxlOO% Ar|%=n()-n nx100%由工作特性求出转速变化率：inN2、绘出他励电动机调速特性曲线n=f (ip分析在恒转矩负载时两种 调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点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、用什么方法可以改变直流电动机的转向？5、为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢靠？起动时电枢回路必须串联起动变阻器？6、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？13实验三三相同步发电机的并网运行一、实验目的1,加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件；2,掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法；3,熟悉同步发电机准同期并列过程；4.观察、分析有关波形。

二、原理与说明将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式准同期并列要求 在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越 前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令， 这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步 根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期 三种方式正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化 它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差线性整步 电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波它能反 映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应 用手动准同期并列，应在正弦整步电压的最悯砒相点时合闸，考虑到断路器的固有合 闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的 合闸时间整定准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条 件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。

当所有条件均满 足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲三、实验工程和方法（一）机组启动与建压1 .检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在那么应调到0位 置；2 .合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红 灯熄、调速器面板上数码管显示发电机频率，调速器上“微机正常”灯和“电源正常”灯亮;.按调速器上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮；3 .励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关：4 .把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置；.合上系统电压开关和线路开皴F, QF,检查系统电压接近额定僚0V；137 .合上原动机开关，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将自动启动电动 机到额定转速；148 .当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统 电压相等二）观察与分析1 .操作调速器上的增速或减速按钮调整机组转速，记录微机准同期控制器显示 的发电机和系统频率观察并记录旋转灯光整步表上灯光旋转方向及旋转速度与频差 方向及频差大小的对应关系；观察并记录不同频差方向，不同频差大小时的模拟式整 步表的指针旋转方向及旋转速度、频率平衡表指针的偏转方向及偏转角度的大小的对 应关系；2 .操作励磁调节器上的增磁或减磁按钮调节发电机端电压，观察并记录不同电 压差方向、不同电压差大小时的模拟式电压平衡表指针的偏转方向和偏转角度的大小 的对应关系；3 .调节转速和电压，观察并记录微机准同期控制器的频差闭锁、压差闭锁、相 差闭锁灯亮熄规律；4 .将示波器跨接在“发电机电压”测孔与“系统电压”测孔间，观察正弦整步电压（即 脉动电压）波形，观察并记录整步表旋转速度与正弦整步电压的周期的关系；观察并记 录电压幅值差大小与正弦整步电压最小幅值间的关系；观察并记录正弦整步电压幅值达 到最小值得时刻所对应的整步表指针位置和灯光位置；5 .用示波器跨接到“三角波”测孔与“参考地”测孔之间，观察线性整步电压（即 三角波）的波形，观察并记录整步表旋转速度与线性整步电压的周期的关系；观察并 记录电压幅值差大小与线性整步电压最小幅值间的关系；观察并记录线性整步电压幅值 到达最小值得时刻所对应的整步表指针位置和灯光位置。

三）手动准同期.按准同期并列条件合闸将“同期方式”转换开关置“手动”位置在这种情况下，要满足并列条件，需要手动 调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适 位置时，手动操作合闸按钮进行合闸观察微机准同期控制器上显示的发电机电压和系统电压，相应操作微机励磁调节器 上的增磁或减磁按钮进行调压，直至“压差闭锁”灯熄灭观察微机准同期控制器上显示的发电机频率和系统频率，相应操作微机调速器上的 增速或减速按钮进行调速，直至“频差闭锁”灯熄灭此时表示压差、频差均满足条件，观察整步表上旋转灯位置，当旋转至0位置 前某一合适时刻时，即可合闸观察并记录合闸时的冲击电流具体实验步骤如下：（1）检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在那么应调到0 位置；（2）合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、 红灯熄、调速器面板上数码管显示发电机频率，调速器上“微机正常”灯和“电源正常” 灯亮；（3）按调速器上的“模拟方式”按钮按下，使“模拟方式”灯亮；（4）缓慢调节“模拟调节”电位器指针，使原动机转速到达起额定；（5）励磁调节器在选择“手动励磁”开关之前需要检查手动励磁调压器是否在0 位置，如不在应调在0位置，再合上励磁开关；（6）缓慢调节手动励磁调压器，使发电机电压到达380V,并维持原动机转速为15其额定；（7）合上系统电压开关和线路开关QF1, QF3,检查系统电压接近额定值380V；（8）选择实验台上“同期方式”为“手动同期”档；（9）测同期表，其频差，压差和相差指针在中间平衡位置时合上“发电机开关” 按钮。

1 .偏离准同期并列条件合闸本实验工程仅限于实验室进行，不得在电厂机组上使用！！实验分别在单独一种并列条件不满足的情况下合闸，记录功率表冲击情况：具体实验步骤如下：（1）检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在那么应调到0 位置；（2）合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、 红灯熄、调速器面板上数码管显示发电机频率，调速。