2014年电机与拖动实验指导.docx

实验二 直流他励电动机机械特性一、实验目的1、了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性二、实验内容1、电动及回馈制动特性的测取2、电动及反接制动特性的测取3、能耗制动特性的测取三、实验仪器1、电机拖动实验装置主控制屏2、 DD01电机导轨、测速发电机TG及转速表3、 ZYDJ01直流复励发电机G4、 ZYDJ04直流并励电动机M5、 ZYDT12三相可调电阻器6、 ZYDT13三相可调电阻器7、 ZYDT14可调电阻器、电容器8、 ZYDT05 直流电流表、电压表9、 ZYDT11 波形测试及开关板四、实验原理在生产实践中，有时希望电力拖动系统尽快地停车（或降速）；或者使位能性负载以稳 定的速度下放，这就要求在电机的轴上加一个与转向相反的制动转矩制动的方式有很多 最好是采用电气制动，即靠电动机本身产生一个与转向相反的电磁转矩使系统快速停车（或 减速）或使位能性负载稳速下放这时电动机的运行特点是，它从轴上吸收机械能将它转换 称电能（消耗在电机内部或反馈电网），其电磁转矩与转速方向相反，是制动性质电气制 动的具体实现方法有能耗制动、反接制动和回馈制动三种五、实验步骤及注意事项注意事项 调节串并联电阻时，要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻，防止电阻过流烧毁熔 断丝。

1、 电动及回馈制动特性 接线图如图 1－6R选用900Q电阻R选用180Q电阻2R选用3000Q电阻3R选用2250Q电阻（用两只900Q电阻相并联再加上两只900Q电阻相串联）4按图 1－6接线，在开启电源前，检查开关、电阻等的设置；（1） 、开关S合向“ 1”端，S合向“2”端2） 、电阻R至最小值，R、R、R阻值最大位置1 2 3 4（3）、直流励磁电源钮子开关和220V可调直流稳压电源钮子开关须在断开位置 实验步骤：1）按次序先按下绿色“闭合”电源开关，再合励磁电源船形开关和220V电源钮子开 关，使直流电动机M启动运转，调节直流可调电源，使VI读数为Un=220伏，调节R2阻值为 丿一匸,零2）分别调节直流电动机M的磁场调节电阻叫，发电机MG磁场调节电阻屯，负载电阻 R （先调节相串联的900欧电阻旋钮，调到零用导线短接以免烧毁熔断器，再调节900欧电 4阻相并联的旋钮），使直流电动机M的转速n =1600r/min, I +I =I =0.55A，此时I =1，记 N r a N f fN录此值图 1－6 直流他励电动机机械特性测定接线图3）保持电动机的U=U =220V,，I=I不变，改变R及R阻值，测取M在额定负载至空 N f fN 4 3载范围的n、I,共取5 — 6组数据填入表1 — 7中。

n表 1 — 7 U=220V I = A 1 1 1 N 1 fN rIa(A)N(r/min)4）拆掉开关S2的短接线，调节屯，使发电机G的空载电压达到最大（不超过220V）, 并且极性与电动机电枢电压相同5）保持电枢电压U=U=220V, I=I，把开关S合向'1”端，把R值减小，直至为零N f fN 2 4（先调节相串联的900欧电阻旋钮，调到零用导线短接以免烧毁熔断器）再调节R3阻值使阻 值逐渐增加，电动机M的转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，则电动机进入第二象限 回馈制动状态进行直至电流接近 0.8 倍额定值（实验中应注意电动机转速不超过 2100 转/ 分）6）测取电动机M的n、Ia，共取5-6组数据填入表1-8中表 1— 8 U=220V I= A 1 1 1 N_ 1 fN 1 Ia(A)N(r/min)因为T2=CMq I2，而CM©总为常数，则T*I2，为方便起见，只要求n=f（Id）特性，见图1－72图 1 － 7 直流他励电动机电动及回馈制动特性2、 电动及反接制动特性 在断电的条件下，对图1－6 作如下改动:（1） 、R为1800欧磁场调节电阻，R为900欧电阻。

R不用，R不变1 2 3 4（2） 、 S1 合向”1”端， S2 合向”2”端（短接线拆掉，把发电机 G 的电枢两个插头对调 实验步骤：1） 在未上电源前,叫置最小值,r2置最大值2） 按钱前述方法启动电动机，测量发电机 G 的空载电压是否和直流稳压电源极性相 反，若极性相反可把s2合向” 1”端3） 调节R2为900欧，调节直流电源电压U=Un=220V，调节R1使If=IfN，保持以上值不变，逐渐减小R2阻值，电机减速直至为零，继续减小R阻值，此时电动机工作于反接制动4 4状态运行（第四象限）2）再减小R阻值，直至电动机M的电流接近0.8倍I,测取电动机在第1，第4象限4N的n、12，共取5-6组数据记录于表1 — 9中表 1 — 9 R=900Q U =220V I = A-i 1 1 2 1 N fN i2(a)N(r/min)3、 能耗制动特性图1 — 6中，叫用1800欧，R2改为360欧（采用90欧电阻相串联），R3采用900欧电阻, R 仍用 2250 欧电阻2（1）、操作前，把S合向”2”端，R，R置最大值，R置最大值，R置300欧（把两只1 1 2 3 2串联电阻调至零位，并用导线短接,把两只并联电阻调在300欧位置），S2合向”1”端。

2) 、按前述方法起动发电机G(此时作电动机使用)，调节直流稳压电源使U=U=220V, N 调节R1使电动机M的If=IfN，调节R3使发电机G的If=80mA，调节比并先使比阻值减小，使 电机M的能耗制动电流I接近0.8/数据，记录于表1-10中4 4a aN表 1 — 10 R=360Q I = mA-I 1 2 1 fN I2(A)N(r/min)(3)、调节R到180欧，重复上述实验步骤，测取I、n共取6-7组数据，记录于表 2n1—11 中当忽略不变损耗时，可近似为电动机轴上的输出转矩等于电动机的电磁转距TjCiw Ia，表 1-11 R=180Q I = mA 1 1 1 fN 1 1 i2(a)N(r/min)六、思考题答案(1)、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?参考答案：电磁转矩方向改变例如当直流电动机进行能耗制动时，由其方程式•TRC • C 讪 2eM可知，当n>0时，TvO,即当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，但电磁转矩方向却改变了2)、M、G实验机组，当电动机M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G，从第一到第四象限其电磁转矩方向是否改变?为什 么?参考答案：当电动机带动未能性负载进行反接制动时，由于负载转矩大于起动转矩，因 此电动机在重力的作用下使重物下放，此时n<0,感应电动势方向改变，但电动机的电磁转 矩方向却保持不变。

作为负载的G,作为发电机运行，当其转速方向改变时，其感应电动势 与转速成正比，因此感应电动势方向改变，电枢电流方向改变，从而使得电磁转矩方向改变实验三 单相变压器一、实验目的1、空载和短路实验测定变压器的变比和参数2、负载实验测取变压器的运行特性二、实验内容1、 空载实验 测取空载特性U =f(I), P =f(U)o o o o2、 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U]=uN, cos申2=1的条件下，测取u2=f(i2)2) 阻感性负载(COS申2=0.8)保持U]=U1N，COS申2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)三、 实验仪器1、 电机拖动实验装置主控制屏2、 ZYDT08 三相组式变压器 3、 ZYD83 功率、功率因数表4、 ZYDT01 交流电流表(数字式)5、 ZYDT02 交流电压表(数字式)6、 ZYDT13 三相可调电阻器7、 ZYDT11 波形测试及开关板四、 实验原理在使用基本方程组、等效电路和相量图来分析和计算变压器性能时，首先都必须知道变压器的参数，这些参数可以根据变压器所用的材料和有关的几何尺寸，在设计变压器时，通 过计算求得，但对已制成的具体变压器来说，也可以通过实验方法求取。

由于变压器的等效 电路是一个四端网络，故其参数可以通过空载和短路实验测出五、 实验内容及注意事项注意事项：(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1、空载实验 测空载特性 Uo=f(Io)，Po=f(Uo)o o o o1) 在三相调压交流电源断电的条件下，按图 2－1接线被试变压器选用三相组式变压 器中的一只作为单相变压器，其额定容量P =50W, U /U =220/127V, I /I =0.227/0.4AN 1N 2N 1N 2N变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路2) 选好所有电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3) 合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源调节调压器旋钮使变压器空载电压U=1.2U，然后，逐次降低电源电压，在1.2〜0.2U的范围内，测取变 oNN压器的 U 、 I 、 P ooo4) 测取数据时，U=U点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据6 — 7组NUa*WVWxU0P0I0VX图 2 －1 空载实验接线图5）为了计算变压器的变比，在U以下测取原方电压的同时测出副方电压，数据也记录N于表 2－1 中。

序号实验数据计算数据Uo(v)Io(A)p(w)UAX(V)cos*表 2 － 12、短路实验 测短路特性UK=f（IK）, PK=f（IK）K K K KX x图 2 －2 短路实验接线图1） 按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图2－2 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2） 选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置3） 按通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1I为止，在（0.2〜N1.1） I范围内测取变压器的U、I、PN K K K4） 测取数据时， I=I 点必须测共测取数据 5－6 组记录于表2－2 中实验时记下周KN围环境温度（°C）注意：短路实验时操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化表2 — 2 室温 °C序号实验数据计算数据Uo(v)Io(A)p(w)UAX(V)COSQ k。