1、電機與拖動基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)南京郵電大學(xué)自動化學(xué)院電力電子與電氣傳動實驗的基本要求電機及電氣技術(shù)實驗課的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實驗方法與操 作技能。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會根據(jù)實驗?zāi)康?，實驗?nèi)容及實驗設(shè)備擬定實驗線路， 選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數(shù)據(jù)，進行分析研究，得出必要結(jié) 論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認真做好 實驗。現(xiàn)按實驗過程提出下列基本要求。一、實驗前的準(zhǔn)備實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書有關(guān)章節(jié)，認真研讀實驗指導(dǎo)書 ，了解實驗?zāi)康摹?項目、方法與步驟，明確實驗過程中應(yīng)注意的問題 （有些內(nèi)容可到實驗室對 照實驗預(yù)習(xí)，如熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等 ），并按照實驗項目準(zhǔn)

2、備記錄抄表等。實驗前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報告，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認為確實作好了實驗前的準(zhǔn) 備，方可開始作實驗。認真作好實驗前的準(zhǔn)備工作，對于培養(yǎng)同學(xué)獨立工作能力，提高實驗質(zhì) 量和保護實驗設(shè)備都是很重要的。二、實驗的進行1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進行，每組由45人組成，實驗進行中的接線、 調(diào)節(jié)負載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應(yīng)有明確的分工，以保證 實驗操作協(xié)調(diào)，記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。2、選擇組件和儀表實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄電機銘牌和選擇儀表量程，然 后依次排列組件和儀表便于測取數(shù)據(jù)。3、按圖接線根據(jù)實驗線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，按 接線原則是先接串

3、聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為查找線路方便，每路可用相 同顏色的導(dǎo)線或插頭。4、啟動電機，觀察儀表在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度，并記下倍率，然后按一定規(guī)范 啟動電機，觀察所有儀表是否正常（如指針正、反向是否超滿量程等）。如果 出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，并排除故障；如一切正常，即可正式開始實驗。5、測取數(shù)據(jù)預(yù)習(xí)時對電機的試驗方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實驗時, 根據(jù)實驗步驟逐次測取數(shù)據(jù)。6、認真負責(zé)，實驗有始有終實驗完畢，須將數(shù)據(jù)交指導(dǎo)教師審閱。經(jīng)指導(dǎo)教師認可后，才允許拆線2并把實驗所用的組件、導(dǎo)線及儀器等物品整理好。三、實驗報告實驗報告是根據(jù)實測數(shù)據(jù)和在實驗中觀察和發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過

4、自己分析研究或分析討論后寫出的心得體會。實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié)論明確。實驗報告包括以下內(nèi)容：1）實驗名稱、專業(yè)班級、學(xué)號、姓名、實驗日期、室溫C。2）列出實驗中所用組件的名稱及編號， 電機銘牌數(shù)據(jù)（Pn、Un、In、An） 等。3）列出實驗項目并繪出實驗時所用的線路圖，并注明儀表量程，電阻 器阻值，電源端編號等。4）數(shù)據(jù)的整理和計算5）按記錄及計算的數(shù)據(jù)用坐標(biāo)紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于8cmX8cm, 曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線，不在曲線上的點仍按實際數(shù)據(jù)標(biāo)出。6）根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進行計算和分析，說明實驗結(jié)果與理論是否符合， 可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結(jié)

5、論。 實驗報告應(yīng)寫在一定規(guī) 格的報告紙上，保持整潔。7）每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導(dǎo)教師批閱。電機及電氣技術(shù)實驗的 安全操作規(guī)程為了按時完成電機及拖動實驗，確保實驗時人身安全與設(shè)備安全，要嚴(yán) 格遵守如下規(guī)定的安全操作規(guī)程：.實驗時人體不可接觸帶電線路。.接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進行。.學(xué)生獨立完成接線或改接線路后必須經(jīng)指導(dǎo)老師檢查和允許，并使 組內(nèi)其他同學(xué)引起注意后方可接通電源。 實驗中如發(fā)生事故，應(yīng)立即切斷電 源，經(jīng)查清問題和妥善處理故障后，才能繼續(xù)進行實驗。.電機如直接啟動則應(yīng)先檢查功率表及電流表的量程是否符合要求， 有否短路回路存在，以免損壞儀表或電源。5.總電源

6、或?qū)嶒炁_控制屏上的電源接通應(yīng)由實驗指導(dǎo)教師來控制，其 他人員只能在指導(dǎo)教師允許后方可操作，不得自行合閘。實驗一他勵直流電動機的啟動一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。2、認識在直流電機實驗中所用的電機、儀表、變阻器等組件及使用方 法。3、熟悉他勵電動機(即并勵電動機按他勵方式)的接線、啟動、改變電 機轉(zhuǎn)向的方法。二、預(yù)習(xí)要點1、如何正確選擇使用儀器儀表。特別是電壓表電流表的量程。2、直流電動機啟動時，為什么在電樞回路中需要用接啟動變阻器？不用接會產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？3、直流電動機啟動時，勵磁回路串接的磁場變阻器應(yīng)調(diào)至什么位置 ？為 什么？若勵磁回路斷開造成失磁時，會產(chǎn)生什么

7、嚴(yán)重后果？三、實驗項目1、了解電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正過的直流電機、變 阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動機的使用方法。2、直流他勵電動機的啟動、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。四、實驗步驟1、由實驗指導(dǎo)老師介紹電機及電氣技術(shù)實驗裝置各面板布置及使用方 法，講解電機實驗的基本要求，安全操作和注意事項。2、直流儀表、轉(zhuǎn)速表和變阻器的選擇直流儀表、轉(zhuǎn)速表量程是根據(jù)電機的額定值和實驗中可能達到的最大值 來選擇，變阻器根據(jù)實驗要求來選用，并按電流的大小選擇串聯(lián)、并聯(lián)或申 并聯(lián)的接法。(1)電壓量程的選擇如測量電動機兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為500V或1000V4量程檔。(2)

8、電流量程的選擇選用安培表測量電樞電流，選用毫安表測量勵磁電流。(3)電機額定轉(zhuǎn)速為1600r/min,轉(zhuǎn)速表選用1800r/min量程檔。(4)變阻器的選擇測量各個變阻器的最大值，選擇合適的變阻器作為發(fā)電機負載電阻與勵 磁電阻、電動機啟動電阻與勵磁電阻。3、他勵直流電動機啟動步驟(1)按圖1.1接線，檢查電表的極性(+,-)是否正確，量程是否正 確，電動機勵磁回路接線是否按牢靠。然后，將電動機電樞所串聯(lián)的啟動電 阻R,發(fā)電機G的勵磁回路電阻Rf2調(diào)到最大位置，電動機 M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān)S,并斷開電樞電源開關(guān)，做好啟動準(zhǔn)備。(2)開啟勵磁電源開關(guān)，觀察 M及MG的勵磁電

9、流值，調(diào)節(jié)Rf2使 MG的勵磁電流為額定值，并保持不變，接通電樞電源開關(guān)，使電動機 M 啟動。(3)當(dāng)電動機M啟動后，觀察轉(zhuǎn)電動機的偏轉(zhuǎn)方向，逐漸減小電動機 起動電阻R值，即啟動時電阻R放在最大位置，啟動完畢后將 R短接。(4)調(diào)節(jié)電動機的勵磁電阻Rf1,使得電動機的勵磁電流為額定值。(5)合上開關(guān)S,調(diào)節(jié)負載電阻R,使得電動機轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，電 流為額定電流值，至此成功地找到電動機的穩(wěn)態(tài)運行點：電壓為額定電壓， 電流為額定電流，轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，勵磁電流為額定勵磁電流。記錄電動機 的額定運行值：額定電壓 V,額定電流 A ,額定勵磁電流 mA, 額定轉(zhuǎn)速 r/min。(6)調(diào)節(jié)他勵電動機的轉(zhuǎn)速

10、勵磁電流為額定值時，改變用入電動機M電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R1,觀察 電動機轉(zhuǎn)速變化，記錄實驗數(shù)據(jù)于表1.1。表1.1勵磁電流 mA,改變電樞電阻，電動機轉(zhuǎn)速電動機電樞電壓電動機轉(zhuǎn)速勵磁電源220VV1220V 電本區(qū)電源圖1.1直流他勵電動機后動接線圖(7)改變電動機的轉(zhuǎn)向?qū)㈦姌写?lián)啟動變阻器Ri的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電 樞電源開關(guān)，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關(guān)， 使他勵電動機停機。在斷 電情況下，將電樞(或勵磁繞組)的兩端接線對調(diào)后，再按他勵電動機的啟 動步驟啟動電動機，并觀察電動機的轉(zhuǎn)向。五、注意事項1、直流他勵電動機啟動時，須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rfi調(diào)至最小，先接通勵磁電

11、源，使勵磁電流最大，同時必須將電樞串聯(lián)啟動電阻 Ri調(diào)至最 大，然后方可接通電樞電源。使電動機正常啟動。啟動后，將啟動電阻 Ri調(diào) 至零，使電機正常工作。2、直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。 同時必須將電樞串聯(lián)的啟動電阻 Ri調(diào)回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rfi 調(diào)回到最小值。給下次啟動作好準(zhǔn)備。3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。六、實驗報告i、畫出直流他勵電動機電樞用電阻啟動的接線圖。 說明電動機啟動時, 啟動電阻Ri?為什么？2、在電動機輕載及額定負載時，增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，電機的轉(zhuǎn) 速如何變化？增大勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻，轉(zhuǎn)速又如何變化？

12、3、用什么方法可以改變直流電動機的轉(zhuǎn)向？4、為什么要求直流他勵電動機磁場回路的接線要牢靠？啟動時電樞回 路必須串聯(lián)啟動變阻器？實驗二他勵直流電動機固有機械特性的測定實驗?zāi)康?測定他勵直流電動機的固有機械特性。2,理解他勵直流電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、機械特性斜率、理想空載轉(zhuǎn)速的 概念。預(yù)習(xí)要點1,他勵直流電動機機械特性的一般表達式。2,他勵直流電動機的固有機械特性表達式。3,他勵直流電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、機械特性斜率、理想空載轉(zhuǎn)速概念。實驗項目1,測定他勵直流電動機的固有機械特性。2,計算理想空載轉(zhuǎn)速、機械特性斜率。實驗步驟.按照圖2,1接線，并檢查是否正確。然后，將電動機電樞所串聯(lián)的 起動電阻R,發(fā)電機

13、G的勵磁回路電阻Rf2調(diào)到最大位置，電動機 M的磁 場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān) S,并斷開電樞電源開關(guān)，做好起 動準(zhǔn)備。2,開啟勵磁電源開關(guān)，觀察 M及MG的勵磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使MG 的勵磁電流為額定值，并保持不變，接通電樞電源開關(guān)，使電動機M啟動。 逐漸減小電動機起動電阻 R值，即起動時電阻R放在最大位置，啟動完畢 后將R短接。3.調(diào)節(jié)電動機的勵磁電阻Rn ,使得電動機的勵磁電流為額定值。4,合上開關(guān)S,調(diào)節(jié)負載電阻R2 ,使得電動機轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，電流 為額定電流值，至此成功地找到電動機的穩(wěn)態(tài)運行點： 電壓為額定電壓，電 流為額定電流，轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，勵磁電流為額定勵磁電流

14、。5.保持電動機電壓為額定電壓220V,勵磁電流為額定勵磁電流，發(fā)電 機的勵磁電流為額定勵磁電流不變。調(diào)解發(fā)電機的負載電阻R ,測定電動機的電樞電流轉(zhuǎn)速n和發(fā)電機的負載電流,并從校正曲線查出電動 機的對應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩T2(T2 =0.18 + 1.0251 F),記錄數(shù)據(jù)710組于表2.112220V L+電樞電源勵磁電源+220V o圖2.1他勵直流電動機固有機械特性測定表2.1工作特性和機械特性實Ia (A)驗電動機電樞電流所轉(zhuǎn)速(r/min)測If(a)數(shù)發(fā)電機負載電流據(jù)T2(N m)計P2 =0.105nT2算R =UI值“=Pz/Pn(%)五、注意事項1、直流他勵電動機起動時，須將勵磁回

15、路串聯(lián)的電阻Rfi調(diào)至最小，先接通勵磁電源，使勵磁電流最大，同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻 Ri調(diào)至最 大，然后方可接通電樞電源。使電動機正常啟動。啟動后，將啟動電阻 Ri調(diào) 至零，使電機正常工作。2、直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。 同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻 Ri調(diào)回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rfi 調(diào)回到最小值。給下次起動作好準(zhǔn)備。3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。4、若要測量電動機的轉(zhuǎn)矩 T2 ,必須將校正直流測功機 MG的勵磁電 流調(diào)整到校正值額定電流值，以便從校正曲線中查出電動機M的輸出轉(zhuǎn)矩。 六、實驗報告i、由表2.i計算出P2和并

16、名&出n、T2、“= f (Ia)工作特性曲線。電動機輸出功率：P2 = 0.i05nT2式中，輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N.m (由幅及If值，從校正曲線T2=f (If)查 得),轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。電動機輸入功率：Pi=UI電動機效率：=P2 i00%Pn0-nN 由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率： 皿=i00%nN2、畫出他勵電動機固有機械特性曲線 n = f (T2)的特性曲線，并計算出機 械特性斜率和理想空載轉(zhuǎn)速。i0實驗三他勵直流電動機人為機械特性測定實驗?zāi)康?測定他勵直流電動機電樞回路用電阻機械特性。.測定他勵直流電動機改變電樞電壓的機械特性。.測定他勵直流電動機減小氣隙磁通量的機械特

17、性預(yù)習(xí)要點.他勵直流電動機的人為機械特性定義。.人為機械特性的條件。.人為機械特性表達式。.人為機械特性曲線。三、實驗項目測定他勵直流電動機的人為機械特性，理解三種調(diào)速方法。四、實驗步驟.按圖3.1接線，并檢查正確性。確認正確之后，將電動機電樞所用 聯(lián)的起動電阻R,發(fā)電機G的勵磁回路電阻Rf2調(diào)到最大位置，電動機 M 的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān) S,并斷開電樞電源開關(guān)，做 好起動準(zhǔn)備。.開啟勵磁電源開關(guān)，觀察 M及MG的勵磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使MG 的勵磁電流為額定值，并保持不變，接通電樞電源開關(guān)，使電動機M啟動。 逐漸減小電動機起動電阻 R,值，即起動時電阻R,放在最大位置，

18、啟動完畢 后將R短接。.調(diào)節(jié)電動機的勵磁電阻Rn ,使得電動機的勵磁電流為額定值。.合上開關(guān)S,調(diào)節(jié)負載電阻 弓，使得電動機轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，電流 為額定電流值，至此成功地找到電動機的穩(wěn)態(tài)運行點： 電壓為額定電壓，電 流為額定電流，轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，勵磁電流為額定勵磁電流。.保持電源電壓為額定電壓220V,勵磁電流為額定勵磁電流，發(fā)電機的 勵磁電流為額定勵磁電流不變。增大電動機電樞回路電阻 R于某個值不變， 記錄此時電樞電壓與電樞電流，計算出電樞回路所用電阻值。調(diào)節(jié)發(fā)電機的 負載電阻耳，測定電動機的電樞電流I ,轉(zhuǎn)速n和發(fā)電機的負載電流If , 并從校正曲線查出電動機的對應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩 T2a2 =0

19、.18 + 1.025If),記錄數(shù)據(jù)11710組于表3.1勵磁電源+220V表3.1電樞回路用電阻Ri,電動機的實驗數(shù)據(jù)實 驗 所 測 數(shù) 據(jù)Ia (A)電動機電樞電流轉(zhuǎn)速(r/min)If(a)發(fā)電機負載電流T2(N m)計 算 值F2 =0.105nT2R =UIn =F2/Fn(%)圖3.1他勵直流電動機人為機械特性測定.保持發(fā)電機的勵磁電流為額定勵磁電流不變。保持電動機勵磁電流為額定值，電樞回路串入一定電阻值后，不做改變，記錄此時的電樞電壓值。 調(diào)節(jié)發(fā)電機的負載電阻 R ,測定電動機的電樞電流Ia,轉(zhuǎn)速n和發(fā)電機的 負載電流IF,并從校正曲線查出電動機的對應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩12V312(五=

20、018+1.0251 f),記錄數(shù)據(jù)710組于表3.2表3.2電動機電樞電壓Ua,電動機的實驗數(shù)據(jù)實驗Ia (A)電動機電樞電流所轉(zhuǎn)速(r/min)測數(shù)If(a)發(fā)電機負載電流據(jù)T2(N m)計F2 =0.i05nT2算n =UI值UP2/Fn(%)五、注意事項1、直流他勵電動機起動時，須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rfi調(diào)至最小，先接通勵磁電源，使勵磁電流最大，同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻 Ri調(diào)至最 大，然后方可接通電樞電源。使電動機正常起動。起動后，將起動電阻Ri調(diào)至零，使電機正常工作。2、直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。 同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻 Ri調(diào)回到最大值

21、，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rfi 調(diào)回到最小值。給下次起動作好準(zhǔn)備。3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。4、若要測量電動機的轉(zhuǎn)矩 T2 ,必須將校正直流測功機 MG的勵磁電 流調(diào)整到校正值額定電流值，以便從校正曲線中查出電動機M的輸出轉(zhuǎn)矩。 六、實驗報告i、由表3.i-3.2畫出他勵直流電動機兩種人為機械特性曲線，并與固有機械特性進行比較。i3實驗四三相異步電動機的參數(shù)測定實驗?zāi)康?熟悉三相異步電動機的運行，Y-連接方法，改變相序的概念，電 機的啟動，調(diào)速以及改變轉(zhuǎn)向的方法；.測定三相異步電動機的參數(shù)(用空載實驗、短路實驗測定Xi，X2r,xm,rm,ri，r2r)o實驗項目. 認

22、識實驗(1)熟悉控制屏的電源特性，通過 DD01三相調(diào)壓電源，使三相交流電 源到U、V、W (即A、B、C)三點。在三線中串入電流表，在三相間各并聯(lián)一塊電壓表。如圖4.1所示圖4.1三相異步電動機參數(shù)測定接線圖(2)利用調(diào)壓電源改變供給異步電動機的電源， 異步電動機連接成Y形, 即將U、V、W (A、B、C)各接A、B、C三相宮電線，X、Y、Z接在一 起。(3)當(dāng)施加電壓從零逐漸增加，達到某值時，電機開始啟動，然后逐漸 增加電壓到額定電壓。測量其空載轉(zhuǎn)速， 觀察其方向，再降低電壓，使電機 停下來。(4)將三相交流供電線任意兩相交換，再逐漸增加電壓，觀察電動機的 轉(zhuǎn)向，理解電源相序變化對電機轉(zhuǎn)向

23、的影響。.參數(shù)測定測量定子繞組的冷態(tài)直流電組，用數(shù)字萬用表測量三個定子繞組 1值, 娶妻平均數(shù)，即得冷態(tài)電阻。至于異步電動機的參數(shù)X1,x2,Xm,rm,r1,r；,可用 空載和短路實驗來測定。下面主要作這兩個實驗。(1)空載實驗14a.按照圖4.1接線。電機繞組為接（將定子繞組按照A-X-B-Y-C-Z-A 的次序連接，不可搞錯）（Un=220V）。負載與電機脫開，即不加負載。b.把交流調(diào)壓器的電壓調(diào)至最小位置，接通電源，逐漸升高電壓，是 電動機旋轉(zhuǎn)，并注意電機的旋轉(zhuǎn)方向。若電機的旋轉(zhuǎn)方向不符合要求，則 需改變?nèi)我鈨筛斎刖€即可。c.保持電機在額定電壓下，空載運行數(shù)分鐘，使電機的機械損耗達到穩(wěn)定后，再繼續(xù)進行實驗。d.調(diào)節(jié)電壓有1.2倍的額定電壓開始逐漸降低電壓，同時讀取空載電 壓，空載電流，空載功率。在測定空載實驗數(shù)據(jù)時，可取79組數(shù)據(jù)，并記錄于表4-1。e.降低電源電壓至0,斷開交流電源。f.表4-1序 號Uo (V)Io (A)Po (W)cos%ZoRoXoUabUbc