大工18春《电机与拖动实验》实验报告.docx
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大工18春《电机与拖动实验》实验报告
网络教育学院
电机与拖动实验报告
学习中心：
奥鹏远程教育杭州学习中心（直属）[26]
层次：
专升本
专业：
电气工程及其自动化
学号：
-
学生：
-
完成日期：
2018年7月15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
提供实验电源，固定电机位置
试验前调节输出电压到最低端为零
三相组式变压器
试验所需变压器
短路试验时要操作迅速，以防短路试验时线路过热烧毁器件
三相可调电阻器
NMEL-03
改变输出电流
注意量程运用，缓慢调节量程。
功率表、功率因数表
NMEL-20
测量功率及功率因数。
不得接错线路，且不得超出量程。
交流电压表、电流表
MEL-001C
交流电压表的作用是测量电路的交流电压值，交流电流表的作用是测量交流电流值。
选择正确量程，准确读取数值。
旋转指示灯及开关板
NMEL-05
指示及通断电用。
线路连接完全闭合，拆开线路前断开。
（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
120.23
0.085
1.39
235.7
0.136
2
110.31
0.071
1.35
216.3
0.173
3
108.87
0.059
1.33
213.5
0.207
4
100.44
0.051
1.12
196.9
0.218
5
90.14
0.044
0.94
176.7
0.234
6
80.52
0.038
0.82
157.9
0.268
7
68.46
0.031
0.59
134.2
0.281
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
120.23
0.085
1.39
235.7
1.39
193.1
1400.7
0.51
2
110.31
0.071
1.35
216.3
1.35
270
1529.3
0.51
3
108.87
0.059
1.33
213.5
1.33
380
1805.4
0.51
4
100.44
0.051
1.12
196.9
1.12
430.8
1921.2
0.51
5
90.14
0.044
0.94
176.7
0.93
489.5
1988.6
0.51
6
80.52
0.038
0.82
157.9
0.82
585.7
2036.4
0.51
7
68.46
0.031
0.59
134.2
0.59
590
2127.7
0.51
（三）短路实验
1.填写短路实验数据表格
表2室温θ=OC
序号
实验数据
计算数据
1
7.67
0.226
1.68
0.97
2
8.95
0.248
2.15
0.97
3
10.24
0.295
2.96
0.98
4
12.36
0.343
4.15
0.98
5
14.98
0.408
5.99
0.98
6
17.35
0.522
8.87
0.98
（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）
188.5
190.2
192.0
194.6
195.8
198.1
200.1
I2（A）
0.423
0.402
0.373
0.325
0.281
0.232
0.152
（五）问题讨论
1.什么是绕组的同名端？
答：
同名端是指在同一交变磁通的作用下，任一时刻两（或两个以上）绕组中都具有相同电势极性的端头彼此互为同名端，即电动势都处于相同极性的线圈就称为绕组的同名端，变压器的极性辨别就属于同名端。
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：
主要是为了防止在高压下合闸产生较大的冲击电流而损坏设备。
其次是因为既然需要调压器对负载进行调压，那么调压器后面的负载情况是一个不确定的因素，就不能事先预料在较高电压下负载的情况。
因此，就需要从低电压慢慢调高电压，观察负载的情况。
而断开电源时，如果负载时隔较大的感性负载，那么在高压状况下突然停电会产生很高的感应电势。
因此每次实验时都要将调压器恢复到起始零位时，方可合上电源开关或者断开电源开关。
3.实验的体会和建议
答：
体会:
在实验中人身安全至关重要，调压器要的及时调至零位。
实验的数据记录要间隔一定时间的一段数据，这样实验数据才能有价值性。
建议：
如果试验线路的输入端有过载和短路保护的设备，这样在做实验时更安全。
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
控制起动与停止电机
5
直流电机仪表，电源
NMEL-18
提供电压，不可短路
6
旋转指示灯及开关板
NMEL-05
通断电用。
7
直流电压表、直流电流表
NMEL-06
测量直流电压与直流电流值
（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）
108.8
98.3
88.2
82.9
79.2
71.5
46.8
26.7
（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
222
227
I（A）
0.496
0.447
0.413
0.342
0.275
0.205
0.096
0.001
（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）
88.9
91.2
98.7
95.6
106.2
102.8
109.7
110.8
If2（A）
0.108
0.150
0.258
0.256
0.368
0.370
0.452
0.483
（五）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：
发电机的运动特性有空载特性、短路特性、负载特性、外特性和调整特性等。
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。
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。
直流发电机的主要运行性能指标之一—电压调整率，可由曲线查得。
采用不同的励磁方式，其外特性是不同的，他励直流发电机的，并励发电机的。
并励发电机的外特性曲线比他励下降程度很大，是因为无论是他励式或励式直流发电机都有电枢电阻压降的存在和电枢反应去磁的影响，使得端电压下降，但并励直流发电机的励磁绕组是并联在电枢两端，那么由于前述原因使得电枢端电压下降而使得励磁电流将进一步下降，其结果就必然造成并励式直流发电机的端电压又进一步下降。
所以并励式直流发电机的外特性曲线下降程度很大。
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，直流电动机运行时绝对不允许在电流为零的时候运行，以防飞车。
3.实验的体会和建议
答：
体会：
通过这次实验，让我掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性。
发电机的转速由原动机决定，一般认为转速恒定，除了转速外，发电机的外部由端电压、负载电流、励磁电流三个可测量。
当发电机正常稳态运行时，三个物理量中一个保持不变，另外两个之间的关系称为发电机的运行特性，不同励磁方式的发电机运行特性有所不同。
建议：
如果用图示法来表示，这样能更加直观的说明问题。
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
试验设备
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
转速测量及调节转矩
5
交流表
NEEL-001
测量交流电流
6
三相可调电阻器
NMEL-03
调节负载大小
7
直流电压、毫安、安培表
NMEL-06
提供直流电压、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
通断电用
（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）
2.4
2.0
1.48
2.45
1.88
1.42
2.45
1.90
1.44
R（Ω）
48
50
49.3
49
47
47.3
49
47.5
48
（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.m）
n（r/min）
P2（W）
IA
IB
IC
I1
PI
PII
P1
1
0.554
0.558
0.531
0.553
128.8
112.4
241.9
85
1410
87.273
2
0.527
0.531
0.505
0.519
157.5
107.2
265.3
80
1418
96.52
3
0.471
0.478
0.450
0.487
2791
92.42
371.6
68
1433
69.90
4
0.418
0.422
0.394
0.411
17.43
79.38
94.89
51
1450
52.28
5
0.369
0.378
0.351
0.362
48.46
57.68
105.98
41
1457
42.09
6
0.330
0.328
0.323
0.321
19.87
42.46
62.35
17
1438
17.52
（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，将其中的任意两相串联。
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的读数，表示两相绕组的末端与首端相连；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、直接起动；
2、降压启动
（1）星形-三角形起动器起动
（2）软起动器起动
（3）自耦变压器起动
（4）三相电阻降压起动
3.三相异步电动机的运行特性是指哪些特性？
答：
异步电动机的工作特性是指在额定电压计额定功率下，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。
一、转差率特性
随着负载功率的增加，转子电流增大，故转差率随输出功率增大而增大。
二、转矩特性
异步电动机的输出转矩：
转速的变化范围很小，从空载到满载，转速略有下降。
转矩曲线为一个上翘的曲线。
（近似直线）
三、电流特性
空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输出电流增大。
四、效率特性
其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方成正比）；铁耗和机械损耗近似不变；效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。
异步电动机额定效率在74%~94%之间；最大效率发生在0.7-1.0倍额定功率处。
五、功率因数特性
空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低；随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高；在额定功率附近，功率因数达到最大值。
如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下降。
4.实验的体会和建议
答：
体会
（1）了解测量三相异步电动机定子绕组的冷态电阻值；
（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。
直接起动时，转差率为1，转子中感应的电动势很大，转子电流也很大。
当电动机在额定电压下起动时，起动电流为额定电流的5-7倍。
一般来说额定功率为7.5KW以下的可以直接起动。
直接起动要掌握好额定电流的计算。
降压起动时，既要保证有足够的起动转矩，又要减小起动电流，还要避免时间过长。
一边将起动电流限制在电动机额定电流的2-2.5倍范围内。
起动时降低了电压，转矩减小，因此降压起动要在电动机轻载状态下进行。
建议：
可采用变频器起动电机，更可靠、经济、智能化的一种模式。
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
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
提供动力
4
直流电机仪表、电源
NMEL-18
测量与提供电源
5
三相同步电机M08
M08
提供动力
6
三相可调电阻器900Ω
NMEL-03
调节电阻值
7
直流并励电动机M03
M03
提供动力
8
三相可调电阻器90Ω
NMEL-04
调节电阻值
9
功率表、功率因数表
NMEL-20
测量功率及功率因数
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
通断电用
（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
0.58
0.47
0.39
8.23
0.82
0.48
9.05
0.049
2
1.32
1.19
1.16
19.83
0.87
1.22
20.7
0.045
3
1.98
1.76
1.81
31.21
0.96
1.85
32.17
0.046
4
3.76
3.54
3.58
49.82
0.90
3.63
50.72
0.037
5
4.53
4.31
4.24
54.23
0.92
4.36
55.15
0.033
6
4.66
4.67
4.22
52.54
0.94
4.52
53.48
0.030
（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
0.378
0.356
0.382
0.372
1.58
2
0.320
0.281
0.322
0.308
1.43
3
0.207
0.215
0.223
0.215
1.25
4
0.172
0.153
0.167
0.164
1.14
5
0.134
0.116
0.123
0.124
0.98
6
0.046
0.035
0.031
0.037
0.92
7
0.133
0124
0.104
0.120
0.73
8
0.208
0.187
0.204
0.200
0.66
9
0.404
0.416
0.374
0.398
0.57
（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的条件是：
1、待并发电机的电压与电网电压相等；
2、待并发电机的相位与电网相位相同；
3、待并发电机的频率与电网频率相等；
4、待并发电机的相序与电网相序一致。
若以上条件中的任何一个不满足则在并网开关的两端，会出现差额电压，如果闭合并网开关，则会导致非同期合闸，在发电机和电网的回路中必然会出现瞬态冲击电流，会危及人身、设备和电网安全。
2.三相同步发电机与电网并联的方法有哪些？
答：
三相同步发电机的并列方法有准同步和自同步并列两种，准同步是调整发电机至完全符合并列条件时，迅速合闸使发电机与电网并列。
自同步法是将未加励磁的发电机由原动机带到同步转速附近就进行合闸，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
答：
通过本次试验，熟悉了三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法;知道了如何对三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。
也明白了三相同步发电机投入电网并联条件的重要性。
建议：
能用两台同功率特性相同的发电机并联，更能切切的了解两台发电机并联运行与电网并联时的区别。
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