电机实验指导书.docx

电机实验指导书.docx

《电机实验指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机实验指导书.docx（54页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

电机实验指导书

电机实验室规则

1、室内禁止喧哗，禁止吸烟，扔废物，吃东西等。

2、注意人身及设备安全，未经老师允许不准动实验桌上的电源及其它设备。

3、学生在实验前做好预习报告，实验前审查。

4、爱护实验室的所有仪器设备，注意仪器仪表的正确使用。

不准违章带电操作，切勿触及电机的旋转部分。

5、送电前，必须经指导教师检查，改换接线后，也必须经指导教师检查。

严禁私自合闸送电。

6、实验过程中发现故障，应立即切断电源，并报告指导教师。

7、实验后交指导教师审查实验数据，特合要求后再拆除线路。

8、实验完毕，整理实验用品，清点数目，打扫卫生，方可离开实验室。

9、实验中，损坏仪器仪表，要酌情赔偿。

10、对违反上述规则者，酌情处理。

DDSZ1型电机及电气技术实验装置

交流及直流电源操作说明

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（右下角）及“励磁电源”开关（左下角）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”，“关”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“开”按钮，“开”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这三相四线制插孔中取得。

输出线电压为0一450V（可调）并可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“兰相电网电压”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输出端的线电压。

4）实验中如果需要改接线路，必须按下“关”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“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到“关”断位置。

开启直流电机电源的操作：

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“开”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，可获得40一230V,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。

当将该电压表下方的“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”，“直流电机电源”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，输人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，从电枢电源开合闸到直流电压输出约有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。

当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。

此时需要恢复电压，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，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电藕合器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）予热几十分钟，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起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。

实验一单相变压器的空载实验

一、实验目的：

1．熟悉单相变压器空载实验的基本方法。

2.测定单相变压器的参数和特性。

二、实验项目：

1.测变比。

．

2.空载实验，测取空载特性。

三、实验用仪表设备和线路圈：

1.实验设备及屏上排列顺序：

序号

型号

名称

数量

1

D33

交流电压表

1

2

D32

交流电流表

1

3

D34-3

单相智能功率、功率因数表

1

4

DJ11

三相组式变压器

1

2.接线图：

图1-1空载实验接线图

四、实验步骤：

1.按图1-1接线，被测变压器选用本相组式变压器DJ11中的任意一只作为单相变压器，其额定容量PN=77W,原副边电压比为U1N/U2N二220/55V,原副边电流比为I1N/I2N＝0.35/1.4A,变压器低压侧接电流，高压侧开路。

2.选好所有电表量程。

将控制屏左侧调压器旋钮逆时针方向转到底，即将其调到输出电压调为零的位置。

3.合上交流电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。

调节三相调压旋钮，使变压器空载电压U0二1.2UN（约为65V），然后逐次降低电源电压（从1.2UN降至0.2UN），同时逐次测取U0,I0,P0。

4.测取数字时，在U=UN点必须测取，并在该点两侧应测取的较密集，共测取7-8组数据，记录于表1-1中。

5．当U0=1.2UN、UN、0.8UN、0.5UN时，分别测取UAX记录于表1-1中。

表1-1

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

U0（V）

I0（A）

P0（W）

UAX（V）

COSФ0

6.调节三相电源电压至零。

按下“关”按钮，关闭电源总开关。

五、实验报告：

1.计算变比，根据表1-1数据，计算平均变比K。

2.根据空载实验数据，计算空载电流百分数，做空载特性曲线，并计算励磁参数。

①用坐标纸画出，空载特性曲线。

I0＝f（U0）P0二f（U0）COSФ0=f（U0）

②计算励磁参数，取V0=VN时的I0、P0值。

并由下式算出激磁参数

rm=P0/I02,Zm=U0/I0,Xm=√Zm2-rm2

③将励徽参数折合熟高压侧。

r′m=K2·rmZ′m=K2·ZmX′m=K2·Xm

④计算变压器空载电流百分数。

I0﹪=I0/IN﹪

六、注意事项：

1．为安全起见，一次侧接低压侧。

2.接线时功率表电压输出端钮与电流输入端钮严禁短接现象发生。

3.实验过程中，电压的调整应保持同一方向调整，不得在测取同一组数据中有两个方向调节，即做电压上升（或下降）过程中要始终保持电压上升（或下降）。

七、思考题：

1．空载实验求励磁参数时，为什么要在变压器的额定电压下求取？

2.空载实验时，为什么在额定电压附近要多测几点？

3.本实验一次侧接的变压器低侧，折算到高压侧励磁参数乘以K2，如果一次侧接变压器高压侧，折算到低压侧励磁参数应如何求？

实验二单相变压器的短路实验：

一、实验目的：

1．学习单相变压器短路实验的方法。

2．获得变压器短路时的参数、满载时的铜耗及短路特性。

二、实验项目：

测取短路特性。

UK二f（IK）PK＝f（IK）

三、仪器设备及线路图：

1．实验设备及屏上并列序：

序号

型号

名称

数量

1

D33

交流电压表

1

2

D32

交流电流表

1

3

D34-3

单相智能功率、功率因数表

1

4

DJ11

三相组式变压器

1

2．接线图：

图2-1短路实验接线图

四、实验步骤：

1．说明：

做变压器短路实验时，一般将变压器高压绕组接电源，将低压绕组直接短路（或通过电流表短路）注意：

低压绕组短路导线要接牢，其载面积应较大。

2．准备工作：

①按图2-1接线。

②中小型电力变压器，短路电压数值约为3%-8%UN，，为避免过大的短路电流，在接通电源前，需将三相交流电源调压器置零位。

③测量被试变压器的周围环境温度θ（℃），作为实验时绕组的实际温度。

3．实验步骤：

①选好所有表计量程；

②合上交流电源总开关，按下“开”按钮，接通交流电源；

③逐渐增大外施电压，使短路电流升至1.1IN（0.385A）；

④在1.1-0.2IN范围内，测量短路功率PK，短路电流IK，短路电压UK；

⑤共取数据7-8组（包括IK=IN=0.35A）记录于表2-1中；

⑥调压器回零，按下“关”按钮，关掉总电源，整理仪器设备。

表2-1室温θ=℃

序号

UK（V）

IK（A）

PK（W）

1

2

3

4

5

6

7

8

五、实验报告：

1．根据实验数据，作短路特性曲线UK=f（IK），PK=f（IK）并计算短路参数。

①计算实验温度下的短路参数

Z′K=UK/IK,r′K=PK/IK2,X′K=√Z′K2-r′K2

②计算基准工作温度下的短路参数rK75℃和ZK75℃

rK75℃=rKθ（234.5+75）／（234.5+θ）

式中：

234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应为228

ZK75℃=√r2K75℃+X2K

③计算短路电压百分比（阻抗电压）

UK％=IN·ZK75℃／UN·100％

UKr％=IN·rK75℃／UN·100％

UKX％=IN·XK／UN·100％

④计算短路电流为额定电流时的短路损耗，即IK=IN时PN=I2N·rK75℃

2.根据短路实验和空载实验测得的数据，画出被测试变压器的等值电路图。

六、思考题：

1．为什么变压器空载实验电源加在低压侧，而短路实验加在高压侧？

．

2．为什么短路实验进行时间不易过长？

实验三单相变压器极性的测定

一、实验目的：

通过实验使学生掌握单相变压器极性的测定的方法。

二、实验项目：

1．用直流法测定单相变压器极性。

2.用交流法检验单相变压器的连接组I/I-12和I-6。

三、实验用仪器设备与线路图：

1.实验设备：

序号

型号

名称

数量

1

D31

直流电压、毫安、安培表

1

2

D33

交流电压表

1

3

直流毫安表

1

4

DJ11

三相组式变压器

1

2．线路图：

图3-1直流法接线图

图3-2I/I一12接线图

图3-3I/I一6接线图

四、实验步骤：

1．直流法测单相变压器的极性。

按图3-1接法，接通总电源，按下“开”按钮，打开励磁电源开关，调节励磁电源输出电压至12V。

合上S1，在合S1瞬间，注意电流表指针偏转方向，若指针正偏为减极性，则A,a同极性，反之为加极性，则A,a是异极性端。

当电源开关K，打开瞬间摆动方向和上述相反。

2.交流法测单相变压器的组别

①将电源电压选择开关至输出位置，打开交流电源开关。

按下“开”按钮，调节电源输出电压为220V。

②按图3-2接线，合上电源开关S2，用电压表测取UAX，Uax，UAa数值，记于表3-1。

若UAa=UAX＋Uax表示绕组的端头标号正确，是I/I一12连接组。

③按图3-3接线，合上电源开关S3，用电压表测取UAX,Uax，UAa数值，记于表3-2。

若UAa=UAX＋Uax表示绕组的端头标号正确，是I/I一6连接组。

表3-1

UAX（V）

Uax（V）

UAa（V）

表3-2

UAX（V）

Uax（V）

UAa（V）

五、实验报告：

将测量值UAX与计算值UAa进行比较，作出绕组端头标号是否正确的结论。

实验四三相变压器的联接组别实验

一、实验目的：

1．测定三相变压器的极性。

2.判断三相变压器的联接组别。

二、实验项目：

1.测定极性

2.联接并判定以下联接组：

Y/Y-12Y/Y-Y/6Y/△-11Y/△-5

三、实验用仪器设备与线路圈：

1．实验设备：

序号

型号

名称

数量

1

DD01

三相可调交流电源

1

2

D33

交流电压表

1

3

万用表

1

4

DJ11

三相组式变压器

1

2.接线图：

图4-1Y/Y-12接线图及向量图

图4-2Y/Y-6接线图及向量图

图4-3Y/△-11接线图及向量图

图4-4Y/△-5接线图及向量图

四、实验步骤：

（一）测定三相变压器的极性

1．测定相间极性。

用万用表，欧姆档，测量12个出线钮间通断情况，及电阻大小，找出三相高压绕组，暂记为A、B、C、X、Y、Z按图4--5接线。

图4-5测相间极性接线图

图4-6一二次绕组极性接线图

在A相加低电压约100V，用电压表测UBY、UCZ、UBC，若UBC＝UBY-UCZ则标记正确；若UBC=UBY+UCZ则应将B或C相中任一相的端钮标号互换（如B,Y或Y,B），同理在B相加电压100V，决定A、C相间极性，最后正式标明A、B、C、X、Y、Z。

2.测定一二次绕组极性

暂记低压绕组a、b、c、x、y、z按图4--6接线。

将一、二次绕组中点用导线联接，在高压绕组加三相低电压约100V。

测UAX、UBY、UCZ

Uax、Uby、Ucz

UAa、UBb、UCc

若UAa=UAX-Uax则UAX与Uax同相，则A与a为同性极端。

若UAa=UAX+Uax则UAX与Uax反相，则A与a为非同性极端。

同理，可判别B、C二相，一、二次绕组极性，最后正式标明a、b、c、x、y、z。

（二）判别三相变压器的联接组别：

1．判断Y/Y-12联接组：

按图4-1接线，DDO1三相可调电源，接变压器高压绕组，调节调压施钮使输出电压置零。

合开关S1，调节调压旋钮，使输出电压为额定值，测取各电压数值记于表4-1中。

表4-1

UAB（V）

Uab（V）

UBb（V）

UCc（V）

UBc（V）

计算：

线电压比K=UAB/Uab

UBb=UCc=（K-1）Uab

UBc=Uab√K2-K+1

若计算与测量值基本相同，表示联接组正确，为Y/Y-12联接组。

2．判断Y/Y-6联接组：

按图4-2接线，步骤如前，调UAB为额定值，测数据于表4-2中

表4-2

UAB（V）

Uab（V）

UBb（V）

UCc（V）

UBc（V）

计算：

UBb=UCc=（K一1）Uab

UBc=Uab√K2+K+1

若计算值与测量值基本相同，即可判定为Y/Y-6联接组。

3.判定Y/△-11联接组：

按图4-3接线，步骤如前，测数据于表4-3中

表4-3

UAB（V）

Uab（V）

UBb（V）

UCc（V）

UBc（V）

计算：

UBb=UCc=Uab√K2-√3K+1

若计算值与测量值基本相同，即可判定为一Yl△一11联接组。

4．判定Y/△-5联接组：

按图4-4接线，步骤如前，测数据于表4-4中

表4-4

UAB（V）

Uab（V）

UBb（V）

UCc（V）

UBc（V）

计算：

UBb=UCc=UBc=Uab√K2-√3K+1

若计算值与测量值基本相同，即可判定为Y/△-5联接组。

五、实验报告：

将不同联接组的实测电压与计算值列表进行比较，作出组号是否正确的结论。

如Y/Y-12

UBb（V）

UCc（V）

UBc（V）

测量

计算值

六、注意事项：

1.在测定三相变压器极性时，要认真标记清楚A、B、C、X、Y、Z及a、b、c、x、y、z。

2．在标记清楚的前提下，认真接线，不要把首尾接反，以保证实验顺利地进行

3．测电压时，搞清楚测量点，记录，以免混乱。

实验五单相变压器的并联运行

一、实验目的：

1.学习变压器投入并联运行的方法。

2.研究并联运行时阻抗电压对负载分配的影响。

二、实验项目：

1．将两台单相变压器投人并联运行。

2．阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。

3．阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。

三、实验线路和操作步骤

1．实验设备及屏上排列顺序：

序号

型号

名称

数量

1

D33

交流电压表

1

2

D32

交流电流表

1

3

D41

三相可调电阻器

1

4

DJ11

三相组式变压器

1

5

D51

波形测试及开关板

1

实验线路如图5-1所示。

图中单相变压器1,2选用三相组式变压器DJ11中任意两台，变压器的高压绕组并联接电源，低压绕组经开关S1并联后，再由开关S3接负载电阻RL。

由于负载电流较大，RL可采用并串联接法（选用D41的90Ω与90Ω并联再与180Ω串联，共225Ω阻值）的变压器。

为了人为地改变变压器2的阻抗电压，在其副方串入电阻R（选用D41的90Ω与90Ω并联的变阻器）。

图5-1单相变压器并联运行接线图

2.两台单相变压器空载投人并联运行步骤。

（1）检查变压器的变比和极性。

1）将开关S1、S3打开，合上开关S2。

2）接通电源，调节变压器输人电压至额定值，测出两台变压器副方电压U1a1x和U2a2x若U1a1x=U2a2x，则两台变压器的变比相等，即K1=K2。

3）测出两台变压器副方的la与2a端点之间的电压U1a2a，若U1a2a=U1a1x-U2a2x，则首端la与2a为同极性端，反之为异极性端。

（2）投人并联

检查两台变压器的变比相等和极性相同后，合上开关S1，即投人并联。

若K1与K2不是严格相等，将会产生环流。

3．阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行。

1）投人并联后，合上开关S2及合上负载开关S3。

2）顺时针调节调压器旋钮至220V，在保持原方额定电压220V不变的情况下，逐次增加负载电流，直至其中一台变压器的输出电流达到额定电流为止。

3）测取I、I1、I2，共取4-5组记录于表5-1中。

表5-1

I1

I2

I

4.阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行。

打开短路开关S2，变压器2的副方串入电阻R，R数值可根据需要调节（一般取5-lOΩ之间），重复前面实验测出I、I1、I2，共取数据5-6组记录于表5-2中。

表5-2

I1

I2

I

五、实验报告：

1.根据实验步骤3的数据，画出负载分配曲线I1=f（I）及I2=f（I）。

2.根据实验步骤4的数据，画出负载分配曲线I1=f（I）及I2=f（I）。

3.分析实验中阻抗电压对负载分配的影响。

实验六同步发电机的空载与短路实验

一、实验目的：

用实验方法测量同步发电机的空载特性及短路。

二、实验项目：

1．空载实验：

在n＝nN、I=0的条件下，测取空载特性曲线U0=f（If）。

2.三相短路实验：

在n＝nN、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线IK=f（If）。

三、实验方法：

1．实验设备：

序号

型号

名称

数量

1

DD03

导轨、测速发动机及转速表

1

2

DJ18

三相凸极式同步电动机

1

3

DJ23

校正直流测功机

1

4

D31

直流电压、毫安、安培表

1

5

D32

交流电流表

1

6

D33

交流电压表

7

D34-3

单三相智能功率、功率因数表

8

D41

三相可调电阻器

9

D42

三相可调电阻器

10

D45-1

测专用电阻、电容器

11

D52

旋转灯、并网开关、同步机励磁电源

2．屏上挂件排列顺序：

D45-1、D33、D32、D34-3、D52、D31、D41、D42

图6-1三相同步发电机实验接线图

3.空载实验：

1）按图6一l接线，校正直流测功机MG按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发电机GS旋转,GS的定子绕组为Y形接法（UN＝220V）。

Rf2用D41组件上的90Ω与90Ω串联加上90Ω与90Ω并联共225Ω阻值,rst用D45-1上的185Ω电阻值，Rf1用D42上的1800Ω电阻值。

开关S1选用D51挂箱。

2）调节D52上的24V励磁电源串接的Rf2至最大位置。

调节MG的电枢串联电阻rst至最大值,MG的励磁调节电阻Rf1至最小值。

开关S1断开，直流电机电源电压指示切换开关置电枢电压位置。

将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋退到零位，检查控制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”断的位置，作好实验开机准备。

3）接通控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，接通励磁电源开关，看到电流表A2有励磁电流指示后，再接通控制屏上的电枢电源开关，起动MG。

MG起动运行正常后，把rst调至最小，调节Rf1使MG转速达到同步发电机的额定转速1500r/min并保持恒定。

4）接通GS励磁电源，调节GS励磁电流（必须单方向调节），使If单方向递增至GS输出电压U0≈1.2UN为止。

5）单方向减小GS励磁电流，使If单方向减至零值为止，读取励磁流If和相应的空载电压U0。

6）共取数据7-9组并记录于表6-1中

表6-1n=nN=1500r/minI=0

序号

U0（V）

If（A）

在用实验方法测定同步发电机的空载特性时，由于转子磁路中剩磁情况的不同，当单方面改变励磁电流If从零到某一最大值，再反过来由此最大值减小到零时将得到上升和下降的二条不同曲线，如图6--2。

两条曲线的出现，反映铁磁材料中的磁滞现象。

测定参数时使用下降曲线，其最高点取U0≈1.2UN，如剩磁电压较高，可延伸曲线的直线部分使与横轴相交，则交点的横座标绝对值△if0应作为校正量，在所有实验测得的励磁电流数据上加上此值，即得通过原点之校正曲线，如图6-3所示。

四、注意事项

⑴转速要保持恒定。

⑵在额定电压附近读数相应多些。

6-2上升和下降二条空载特性

6-3上升和下降二条空截特性

5.三相短路实验

l）调节GS的励磁电源串接的Rf2至最大值。

调节电机转速为额定转速1500r/min，且保持恒定。

2）接通G