大连理工大学网络教育《电机与拖动实验报告》.docx
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大连理工大学网络教育《电机与拖动实验报告》
网络教育学院
电机与拖动实验报告
学习中心：
奥鹏青岛学习中心（直属）
层次：
专升本
专业：
电气工程及其自动化
学号：
学生：
完成日期：
年月日
实验报告一
实验名称：
单相变压器实验
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。
实验项目：
1、空载实验测取空载特性
。
2、短路实验测取短路特性
。
3、负载实验保持
，
的条件下，测取
。
（一）填写实验设备表
名称
型号和规格
用途
使用注意事项
电机教学实验台
NMEL-II
提供电源，固定电机
使用前应该调节输出电压为零
三相组式变压器
实验所需变压器
短路实验时注意操作要快，以免短路实验线路过热
三相可调电阻器
NMEL-03
改变输出电流
通电前调至最大电阻值
功率表、功率因数表
NMEL-20
测量功率及功率因数
不得超过量程，且选择合适量程，线路不能接错
交流电压表、电流表
MEL-001C
测量交流电压、交流电流
不得超过量程，且要选择合适量程，注意正负不能接错
旋转指示灯及开关板
NMEL-05
用作通、断电
电路连接后闭合，完成实验拆除电路前断开
（二）空载实验
1．填写空载实验数据表格
表1-1
序号
实验数据
计算数据
U1U1。
1U2
1
2
3
4
5
6
7
2.根据上面所得数据计算得到铁损耗
、励磁电阻
、励磁电抗
、电压比
表1-2
序号
实验数据
计算数据
U1U1。
1U2
1
900
2
3
4
5
6
7
（三）短路实验
1.填写短路实验数据表格
表2室温θ=25OC
序号
实验数据
计算数据
1
2
3
4
5
6
（四）负载实验
1.填写负载实验数据表格
表3
=1U1=UN=110V
序号
1
2
3
4
5
6
7
U2（V）
I2（A）
（五）问题讨论
1.什么是绕组的同名端？
答：
两个具有互感的线圈，在某一端通入电流时，两个线圈产生的磁通方向是相同的，那两个线头就叫“同名端”。
2.为什么每次实验时都要强调将调压器恢复到起始零位时方可合上电源开关或断开电源开关？
答：
尽可能避免因万一连线错误而造成短路，烧毁电源。
3.实验的体会和建议
体会：
通过此次实验学习，我对变压器的参数有了进一步的认识和理解，对变压器的特性有了更具体深刻的体会，同时也学会了在实验室应根据需要正确选择各仪表量程和如何保护实验设备。
建议：
如果将实验数据进行后续处理，绘制成图，结果将会更直观。
实验报告二
实验名称：
直流发电机实验
实验目的：
掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。
实验项目：
1、他励发电机的空载特性：
保持
，使
，测取
。
2、他励发电机的外特性：
保持
，使
，测取
。
3、他励发电机的调节特性：
保持
，使
，测取
。
（一）填写实验设备表
序号
名称
型号和规格
用途
1
电机教学实验台
NMEL-II
提供电源、固定电机
2
转矩、转速测量及控制平台
NMEL-13
测量、调节转矩
3
三相可调电阻器
NMEL-03
调节负载大小
4
电机起动箱
NMEL-09
启动电机
5
直流电机仪表，电源
NMEL-18
提供电压
6
旋转指示灯及开关板
NMEL-05
用于通、断电
7
直流电压表、直流电流表
NMEL-06
测量交流电压、电流
（二）空载特性实验
填写空载特性实验数据表格
表2-1n=nN=1600r/min
UO（V）
230
220
210
205
200
190
150
100
If2（mA）
（三）外特性实验
填写外特性实验数据表格
表2-2n=nN=1600r/minIf2=If2N
U（V）
200
203
206
210
212
218
224
227
I（A）
（四）调整特性实验
填写外特性实验数据表格
表2-3n=nN=1600r/min,U=UN=200V
I（A）
If2（A）
89.2
（五）实验注意事项：
答：
1．起动直流电动机时，先把R1调到最大，Rf2调到最小，起动完毕后，再把R1调到最小。
2．做外特性时，当电流超过安时，R2中串联的电阻必须调至零，以免损坏。
（六）问题讨论
1.什么是发电机的运行特性？
对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取？
答：
（1）发电机的转速由原动机决定，一般认为转速恒定。
除了转速N外，发电机的外部可测量有三个，即端电压U、负载电流I、励磁电流。
当发电机正常稳态运行时，3个物理量中1个保持不变，另外2个之间的关系称为发电机的运行特性。
所以，衡量直流发电机的性能，通常用其特性曲线来判定。
包括空载特性、外特性、效率特性。
（2）空载特性：
直流发电机保持的速度旋转，负载电流时，改变励磁电流的大小，端电压将跟着变化。
这个变化关系曲线被称为直流发电机的空载特性曲线，该曲线可以看出电机运行点的磁路饱和程度。
外特性：
若保持直流发电机的转速，保持励磁回路电阻不变，调节直流发电机的负载电流，端电压随负载电流变化的关系被称为直流发电机的外特性。
调整特性：
所谓发电机的调整特性，指电压、转速、功率因数为常数的条件下，变更定子负荷电流时，励磁电流的变化曲线。
2.做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？
答：
防止在电流换向时出现电流为零的时刻，直流电动机是绝对不允许在电流为零的时候运行，防止飞车。
3.实验的体会和建议
体会：
通过此次实验，我掌握了发电机的运行特性。
发电机的转速由原动机决定，一般认为转速恒定。
除了转速N外，发电机的外部可测量有三个，即端电压U、负载电流I、励磁电流。
当发电机正常稳态运行时，3个物理量中1个保持不变，另外2个之间的关系称为发电机的运行特性。
不同励磁方式之发电机的运行特性有所不同。
建议：
如果将实验数据进行后续处理，绘制成特性图，结果将会更直观。
实验报告三
实验名称：
三相鼠笼异步电动机实验
实验目的：
1、掌握三相异步电机的负载试验的方法。
2、用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
3、测定三相鼠笼型异步电动机的参数。
实验项目：
1、测量定子绕组的冷态电阻。
2、判定定子绕组的首末端。
3、测取三相异步电动机的运行特性。
（一）填写实验设备表
序号
名称
型号和规格
用途
1
电机教学实验台
NMEL-II
提供电源、固定电机
2
三相笼型异步电动机
M04
实验对象
3
电机导轨及测功机
测量数据
4
转矩、转速测量及控制平台
NMEL-13
测量、调节转矩
5
交流表
NEEL-001
提供实验所需的交流电流表、交流电压表
6
三相可调电阻器
NMEL-03
调节负载的大小
7
直流电压、毫安、安培表
NMEL-06
测量电压、电流
8
直流电机仪表电源
NMEL-18
提供电压
9
旋转指示灯及开关
NMEL-05
用于通、断电
（二）测量定子绕组的冷态直流电阻
填写实验数据表格
表3-1室温20℃
绕组I
绕组Ⅱ
绕组Ⅲ
I（mA）
50
40
30
50
40
30
50
40
30
U（V）
R（Ω）
47
47
47
47
47
47
47
47
（三）测取三相异步电动机的运行特性
填写实验数据表格
表3-2
序号
IOL（A）
PO（W）
T2（）
n（r/min）
P2（W）
IA
IB
IC
I1
PI
PII
P1
1
85
1410
2
80
1418
3
68
1433
4
51
1450
5
41
1465
6
17
1436
（四）问题讨论
1.如何判断出定子三相绕组的首末端？
答：
（1）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。
（2）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；反之，如测得电压近似为零，则二相绕组的末端与末端（或首端与首端）相连。
用同样方法测出第三相绕组的首末端。
2.三相笼型异步电动机的起动方法有几种？
答：
1、直接启动。
2、降压启动：
（1）星形-三角形启动器起动。
（2）软启动器启动
（3）自耦变压器启动
（4）三相电阻降压启动
3.三相异步电动机的运行特性是指哪些特性？
答：
三相异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物理量（转差率、转矩电流、效率、功率因数等）随输出功率变化的关系曲线。
包括：
（1）、转差率特性；
（2）、转矩特性；（3）、电流特性（4）、效率特性；（5）、功率因数特性；
4.实验的体会和建议
体会：
通过此次实验，我掌握了：
（1）三相异步电机的负载试验的方法；
（2）用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。
在直接启动时，转差率为1，转子中感应电动势很大，转子电流也很大。
当电动机在额定电压下启动时，启动电流为额定电流的5~7倍。
一般来说额定功率为以下的可以直接启动。
直接启动要掌握好额定电流的计算。
在降压启动时，既要保证有足够的启动转矩，又要减少启动电流，还要避免时间过长。
一边将启动电流限制在电动机额定电流的2~倍范围内。
启动时降低了电压，转矩减小，因此降压启动要在电动机轻载状态下进行。
建议：
随着电力电子技术和微处理技术不断发展，应采用变频软启动设备，能系统可靠的智能化启动电机，是一种可靠经济实用的方式。
实验报告四
实验名称：
三相同步发电机的并联运行实验
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。
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、三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。
3、三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。
→测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。
（一）填写实验设备表
序号
名称
型号和规格
用途
1
电机教学实验台
NMEL-II
提供电源、固定机电
2
电机导轨及转速测量
测量、调节转矩
3
同步电机励磁电源
NMEL-19
提供励磁电能
4
直流电机仪表、电源
NMEL-18
提供电源
5
三相同步电机M08
M08
实验对象
6
三相可调电阻器900Ω
NMEL-03
调节负载大小
7
直流并励电动机M03
M03
提供发电机动力
8
三相可调电阻器90Ω
NMEL-04
调节负载大小
9
功率表、功率因数表
NMEL-20
测量功率、功率因数
10
交流电压表、电流表
MEL-001C
测量交流电压、交流电流值
11
旋转指示灯及开关板
NMEL-05
指示相序及通、断电
（二）三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节
填写实验数据表格
表4-1U=220V（Y）
=A
序
号
测量值
计算值
输出电流I（A）
输出功率P（W）
I
（A）
（W）
cos
1
2
3
4
5
6
（三）三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节
填写实验数据表格
表4-2n=1500r/minU=220V
W
序
号
三相电流I（A）
励磁电流
1
2
3
4
5
6
7
8
9
（四）问题讨论
1.三相同步发电机投入电网并联运行有哪些条件？
不满足这些条件将产生什么后果？
答：
同步发电机投入电网并联运行时，要求不产生有害的冲击电流，合闸后转子能很快地拉入同步，并且转速平稳，不发生震荡，并列的条件是：
1、发电机电压的有效值和电网电压的有效值相等。
2、发电机电压的相位与电网电压相位相同。
3、发电机频率和电网频率相等。
4、发电机电压的相序和电网电压的相序一致
若以上条件中的任何一个不满足则在开关K的两端，会出现差额电压，如果闭合K，在发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。
上述条件中，除相序一致是绝对条件外，其它条件都是相对的，因为通常三相同步发电机可以承受一些小的冲击电流。
并车的准备工作是检查并车条件和确定合闸时刻。
通常用电压表测量电网电压，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U1。
再借助同步指示器检查并调整频率和相位以确定合闸时刻。
2.三相同步发电机与电网并联的方法有哪些？
答：
同步发电机的并列方法有准同步和自同步法两种。
准同步法是调整发电机至完全符合并联条件时，迅速合闸使发电机与电网并联。
自同步法是将未加励磁的发电机由原电动机带到同步转速附近件就进行合闸，然后加以励磁，利用同步发电机的自整步作用将发电机自动拉入同步。
3.实验的体会和建议
体会：
通过此次实验，我加深理解了许多知识。
同步发电机励磁自动控制系统通过系统不断调节励磁电流来维持机端电压给定水平。
发电机并网后的功率调节同步发电机并网，常常属要改变他的有功功率和无功功率。
如果希望增加发电机输出的有功功率，更具功率平衡的观点，只要增加原电机的输入功率。
根据直流电动机的理论，若转速不变，要提高直流电动机的输出功率应减少直流电动机的励磁电流或升高直流电动机的电枢电压。
建议：
将实验数据进行后续处理，绘制成曲线图，结果将会更直观。
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