1、電機學實驗講義適用專業(yè)： 電氣工程及其自動化 主講教師： 梁超 遼寧大學教務處制二零一四年九月課 程 簡 介電機學是電氣工程及其自動化專業(yè)的主要技術基礎課程，既帶有基礎性又帶有專業(yè)性。本課程實驗使學生更好理解和鞏固課堂上所講的理論知識，提高學生的動手能力，加強學生獨立分析問題和解決問題的能力，為進一步學習專業(yè)課作好準備，并為今后從事專業(yè)方面的工作打下堅實基礎。【實驗的基本要求】電機實驗課的目的在于培養(yǎng)學生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學生能根據(jù)實驗目的，實驗內容及實驗設備來擬定實驗線路，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，得出必要結論，從而完成實驗報告。學生在整個實驗過

2、程中，必須集中精力，及時認真做好實驗。現(xiàn)按實驗過程對學生提出下列基本要求。一、實驗前的準備實驗前應復習教科書有關章節(jié)，認真研讀實驗指導書,了解實驗目的、 項目、方法與步驟，明確實驗過程中應注意的問題(有些內容可到實驗室對照實驗預習，如熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等)，并按照實驗項目準備記錄抄表等。實驗前應寫好預習報告,經指導教師檢查認為確實作好了實驗前的準備，方可開始做實驗。認真作好實驗前的準備工作，對于培養(yǎng)學生獨立工作能力，提高實驗質量和保護實驗設備都是很重要的。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23人組成，實驗進行中的接線、調節(jié)負載、保持電壓或電流、記

3、錄數(shù)據(jù)等工作每人應有明確的分工，以保證實驗操作協(xié)調，記錄數(shù)據(jù)準確可靠。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，一般按接線原則是先接串聯(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線。4、起動電機，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)范起動電機，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，應立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。 5、測取數(shù)據(jù)預習時對電機的試驗方

4、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，實驗有始有終實驗完畢，須將數(shù)據(jù)交指導教師審閱。經指導教師認可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導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，經過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、結論明確。實驗報告包括以下內容：1、實驗名稱、專業(yè)班級、學號、姓名、實驗日期、室溫。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、nN）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)

5、據(jù)的整理和計算5、按記錄及計算的數(shù)據(jù)用坐標紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于8cm×8cm，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)標出。6、根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進行計算和分析，說明實驗結果與理論是否符合，可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結論。實驗報告應寫在一定規(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，按時送交指導教師批閱。【實驗安全操作規(guī)程】為了按時完成電機及電氣技術實驗，確保實驗時人身安全與設備安全，要嚴格遵守如下規(guī)定的安全操作規(guī)程：1、實驗時，人體不可接觸帶電線路。2、接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進行。3、學生獨立完成接線或改接線路后必須

6、經指導教師檢查和允許，并使組內其他同學引起注意后方可接通電源。實驗中如發(fā)生事故，應立即切斷電源，經查清問題和妥善處理故障后，才能繼續(xù)進行實驗。4、電機如直接起動則應先檢查功率表及電流表的電流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免損壞儀表或電源。5、總電源或實驗臺控制屏上的電源接通應由實驗指導人員來控制， 其他人只能由指導人員允許后方可操作，不得自行合閘。DDSZ-1型電機及電氣技術實驗裝置交流及直流操作說明一、實驗中開啟及關閉電源都在控制屏上操作。開啟三相交流電源的步驟為：1、開啟電源前。要檢查控制屏下面“直流電機電源”的“電樞電源”開關（右下方）及“勵磁電源”開關（左下方）都須在關斷的位置

7、。控制屏左側端面上安裝的調壓器旋鈕必須在零位，即必須將它向逆時針方向旋轉到底。2、檢查無誤后開啟“電源總開關”，“停止”按鈕指示燈亮，表示實驗裝置的進線接到電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進行實驗電路接線操作是安全的。3、按下“啟動”按鈕，“啟動”按鈕指示燈亮，表示三相交流調壓電源輸出插孔U、V、W及N上已接電。實驗電路所需的不同大小的交流電壓，都可適當旋轉調壓器旋鈕用導線從三相四線制插孔中取得。輸出線電壓為0450V(可調)并由控制屏上方的三只交流電壓表指示。當電壓表下面左邊的“指示切換”開關撥向“三相電網(wǎng)電壓”時，它指示三相電網(wǎng)進線的線電壓；當“指示切換”開關撥向“三相調壓電壓”時

8、，它指示三相四線制插孔U、V、W和N的輸出端的線電壓。4、實驗中如果需要改接線路，必須按下“停止”按鈕以切斷交流電源，保證實驗操作安全。實驗完畢，還需關斷“電源總開關”，并將控制屏左側端面上安裝的調壓器旋鈕調回到零位。將“直流機電源”的“電樞電源”開關及“勵磁電源”開關撥回到關斷位置。二、開啟直流機電源的操作1、直流電源是由交流電源變換而來，開啟“直流電機電源”，必須先完成開啟交流電源，即開啟“電源總開關”并按下“啟動”按鈕。2、在此之后，接通“勵磁電源”開關，可獲得約為220V、0.5A不可調的直流電壓輸出。接通“電樞電源”開關，40230V、3A可調節(jié)的直流電壓輸出。勵磁電源電壓及電樞電源

9、電壓都可由控制屏下方的1只直流電壓表指示。當該電壓表下方的“指示切換”開關撥向“電樞電壓”時，指示電樞電源電壓，當將它撥向“勵磁電壓”時，指示勵磁電源電壓。但在電路上“勵磁電源”與“電樞電源”，“直流機電源”與“交流三相調壓電源”都是經過三相多繞組變壓器隔離的，可獨立使用。3、“電樞電源”是采用脈寬調制型開關式穩(wěn)壓電源，輸入端接有濾波用的大電容，為了不使過大的充電電流損壞電源電路，采用了限流延時的保護電路。所以本電源在開機時，從電樞電源開關合閘刀直流電壓輸出約有34秒鐘的延時，這是正常的。4、電樞電源設有過壓和過流指示告警保護電路。當輸出電壓出現(xiàn)過電壓時，會自動切斷輸出，并告警指示。此時需要恢

10、復輸出，必須先將“電壓調節(jié)”旋鈕逆時針旋轉調低電壓到正常值（約240V以下），再按“過壓復位”按鈕，即能輸出電壓。當負載電流過大（即負載電阻過小）超過3A時，也會自動切斷輸出，并告警指示，此時需要恢復輸出，只要調小負載電流（即調大負載電阻）即可。有時候在開機時出現(xiàn)過流告警，說明在開機時負載電流太大，需要降低負載電流，可在電樞電源輸出端增大負載電阻或甚至暫時拔掉一根導線（空載）開機，待直流輸出電壓正常后，再插回導線加正常負載（不可短路）工作。若在空載時開機仍發(fā)生過流告警，這是氣溫或濕度明顯變化，造成光電耦合器TIL117漏電使過流保護起控點改變所致，一般經過空載開機（即開啟交流電源后，再開啟“電

11、樞電源”開關）預熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復正常。所有這些操作到直流電壓輸出都有34秒鐘的延時。5、在做直流電動機實驗時，要注意開機時須先開“勵磁電源”后開“電樞電源”；在關機時，則要先關“電樞電源”而后關“勵磁電源”的次序。同時要注意在電樞電路中串聯(lián)啟動電阻以防止電源過流保護。具體操作要嚴格遵照實驗指導書中有關內容的說明。目 錄實驗一 認識實驗實驗二 直流發(fā)電機5實驗三 單相變壓器6實驗四 三相變壓器7實驗一 三相鼠籠異步電動機的工作特性實驗一 三相異步電動機的起動與調速*實驗一 三相同步發(fā)電機的運行特性實驗一 認識實驗一、 實驗目的及原理1、學習電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。2、

12、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、起動、改變電機轉向與調速的方法。二、 實驗用品及設備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉速表1 臺2DJ23校正直流測功機1 臺3DJ15直流并勵電動機1 臺4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2 件5D42三相可調電阻器1 件6D44可調電阻器、電容器1 件7D51波形測試及開關板1 件控制屏上掛件排列順序D31、D42、D51、D31、D44三、 實驗內容及步驟1、由實驗指導人員介紹DDSZ-1型電機及電氣技術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

13、，安全操作和注意事項。2、用伏安法測電樞的直流電阻圖2-1 測電樞繞組直流電阻接線圖（1）按圖2-1接線，電阻R用D44上1800和180串聯(lián)共1980阻值并調至最大。A表選用D31上的直流安培表。開關S選用D51掛箱上的雙刀雙擲開關。（2）經檢查無誤后接通電樞電源，并調至220V。調節(jié)R使電樞電流達到0.2A（如果電流太大，可能由于剩磁的作用使電機旋轉，測量無法進行；如果此時電流太小，可能由于接觸電阻產生較大的誤差），迅速測取電機電樞兩端電壓U和電流I。將電機轉子分別旋轉三分之一和三分之二周，同樣測取U、I三組數(shù)據(jù)列于表2-1中。（3）增大R使電流分別達到0.15A和0.1A，用同樣方法測取

14、六組數(shù)據(jù)列于表2-1中。 取三次測量的平均值作為實際冷態(tài)電阻值表2-1 室溫 序號U（V）I（A）R（ 平均）（）Ra（）Raref（）1Ra11=Ra1=Ra12=Ra13=2Ra21=Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31=Ra3=Ra32=Ra33=表中： （4）計算基準工作溫度時的電樞電阻由實驗直接測得電樞繞組電阻值，此值為實際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室溫。按下式換算到基準工作溫度時的電樞繞組電阻值： 式中Raref 換算到基準工作溫度時電樞繞組電阻。（）。 Ra電樞繞組的實際冷態(tài)電阻。（）。ref 基準工作溫度，對于E級絕緣為75 。a實際冷態(tài)時電樞繞組的溫度。（）3、直流儀表、轉速表

15、和變阻器的選擇直流儀表、轉速表量程是根據(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)或串并聯(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1000V量程檔。（2）電流量程的選擇因為直流并勵電動機的額定電流為1.2A，測量電樞電流的電表A3可選用直流安培表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，選用直流毫安表的200mA量程檔。 （3）電機額定轉速為1600r/min，轉速表選用1800r/min量程檔。（4）變阻器的選擇變阻器選用的原則是根據(jù)實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定，電樞回路R1可選

16、用D44掛件的1.3A的90與90串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的0.41A的900與900串聯(lián)電阻。4、直流他勵電動機的起動準備按圖2-2接線。圖中直流他勵電動機M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.2A,額定轉速nN=1600r/min,額定勵磁電流IfN0.16A。校正直流測功機MG作為測功機使用，TG為測速發(fā)電機。直流電流表選用D31。Rf1用D44的1800阻值作為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。Rf2選用D42的1800阻值的變阻器作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用D44的180阻值作為直流他勵電動機的起動電阻，R2選用D4

17、2上的900串900加上900并900共2250阻值作為MG的負載電阻。 接好線后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。 5、他勵直流電動機起動步驟（1）檢查按圖2-2的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機勵磁回路接線是否牢固。然后，將電動機電樞串聯(lián)起動電阻R1、測功機MG的負載電阻R2、及MG的磁場回路電阻Rf2調到阻值最大位置，M的磁場調節(jié)電阻Rf1調到最小位置，斷開開關S，并確認斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關，作好起動準備。 圖22 直流他勵電動機接線圖（2）開啟控制屏上的鑰匙開關，按下其上方的“啟動”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關，觀察M及MG的勵磁電流值

18、，調節(jié)Rf2使If2 等于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關，使M起動。（3）M起動后觀察轉速表指針偏轉方向，應為正向偏轉 ，若不正確，可撥動轉速表上正、反向開關來糾正。調節(jié)控制屏上電樞電源“電壓調節(jié)”旋鈕，使電動機電樞端電壓為220伏。減小起動電阻 R1阻值，直至短接。（4）合上校正直流測功機MG的負載開關S，調節(jié)R2 阻值，使MG的負載電流IF 改變，即直流電動機M的輸出轉矩T2 改變（調不同的IF值，查對應于If2=100mA時的校正曲線T2=f(IF)，可得到M不同的輸出轉矩T2值）。（5）調節(jié)他勵電動機的轉速 分別改變串入電動機M電樞回路的調節(jié)電阻R1和

19、勵磁回路的調節(jié)電阻Rf1，觀察轉速變化情況。（6）改變電動機的轉向將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關，使他勵電動機停機。在斷電情況下，將電樞（或勵磁繞組）的兩端接線對調后，再按他勵電動機的起動步驟起動電動機，并觀察電動機的轉向及轉速表顯示的轉向。【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Rf1調至最小，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R1調至最大,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R1調至零，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

20、斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調回到最小值。給下次起動作好準備。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矩T2 ，必須將校正直流測功機MG的勵磁電流調整到校正值：100mA，以便從校正曲線中查出電動機M的輸出轉矩。四、 實驗思考題1、畫出直流他勵電動機電樞串電阻起動的接線圖。說明電動機起動時，起動電阻R1和磁場調節(jié)電阻Rf1應調到什么位置?為什么?2、在電動機輕載及額定負載時，增大電樞回路的調節(jié)電阻，電機的轉速如何變化？增大勵磁回路的調節(jié)電阻，轉速又如何變化？3、用什么方法可以改變直流電動機的轉向？4、在

21、他勵直流電動機啟動時，為什么要先加勵磁電源后加電樞電源？5、為什么要求直流他勵電動機磁場回路的接線要牢固？起動時電樞回路必須串聯(lián)起動變阻器？ 實驗二 直流發(fā)電機一、 實驗目的及原理1、掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機的各種運行特性，并根據(jù)所測得的運行特性評定該被測電機的有關性能。2、通過實驗觀察并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。二、 實驗用品及設備1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導軌、測速發(fā)電機及轉速表1 臺2DJ23校正直流測功機1 臺3DJ13直流復勵發(fā)電機1 臺4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2 件5D44可調電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關板1 件7D42三相可調電阻

22、器1 件 2、屏上掛件排列順序D31、D44、D31、D42、D51三、 實驗內容及步驟實驗項目1、他勵發(fā)電機實驗（1）測空載特性 保持n=nN使IL=0，測取U0=f（If）。（2）測外特性 保持n=nN使If=IfN ，測取U=f（IL）。（3）測調節(jié)特性 保持n=nN使U=UN，測取If=f（IL）。2、并勵發(fā)電機實驗（1）觀察自勵過程（2）測外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測取U=f（IL）。3、復勵發(fā)電機實驗積復勵發(fā)電機外特性 保持n=nN使Rf2常數(shù)，測取Uf（IL）。實驗方法1、他勵直流發(fā)電機按圖2-3接線。圖中直流發(fā)電機G選用DJ13，其額定值PN100W，UN200V，I

23、N0.5A，nN1600r/min。校正直流測功機MG作為G的原動機（按他勵電動機接線）。MG、G及TG由聯(lián)軸器直接連接。開關S選用D51組件。Rf1選用D44的1800變阻器，Rf2 選用D42的900變阻器，并采用分壓器接法。R1選用D44的180變阻器。R2為發(fā)電機的負載電阻選用D42，采用串并聯(lián)接法（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)），阻值為2250。當負載電流大于0.4 A時用并聯(lián)部分，而將串聯(lián)部分阻值調到最小并用導線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇合適的量程。（1）測空載特性1）把發(fā)電機G的負載開關S打開，接通控制屏上的勵磁電源開關，將Rf2調至使G勵磁電流最

24、小的位置。2）使MG電樞串聯(lián)起動電阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左邊的勵磁電源開關，在觀察到MG的勵磁電流為最大的條件下，再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關，起動直流電動機MG，其旋轉方向應符合正向旋轉的要求。3）電動機MG起動正常運轉后，將MG電樞串聯(lián)電阻R1調至最小值 ，將MG的電樞電源電壓調為220V，調節(jié)電動機磁場調節(jié)電阻Rf1，使發(fā)電機轉速達額定值，并在以后整個實驗過程中始終保持此額定轉速不變。圖23直流他勵發(fā)電機接線圖4）調節(jié)發(fā)電機勵磁分壓電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達U01.2UN為止。5）在保持n=nN1600r/min條件下，從U01.2UN 開始，單方向

25、調節(jié)分壓器電阻Rf2使發(fā)電機勵磁電流逐次減小，每次測取發(fā)電機的空載電壓U0和勵磁電流If，直至If0（此時測得的電壓即為電機的剩磁電壓）。6）測取數(shù)據(jù)時U0UN和If0兩點必測，并在U0UN 附近測點應較密。7）共測取78組數(shù)據(jù)，記錄于表2-2中表2-2 n=nN1600r/min IL=0U0（V）If（mA） （2）測外特性1）把發(fā)電機負載電阻R2調到最大值，合上負載開關S。2）同時調節(jié)電動機的磁場調節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機的分壓電阻Rf2 和負載電阻R2使發(fā)電機的ILIN，UUN，n=nN，該點為發(fā)電機的額定運行點，其勵磁電流稱為額定勵磁電流IfN，記錄該組數(shù)據(jù)。3）在保持n=nN和IfIf

26、N 不變的條件下，逐次增加負載電阻R2，即減小發(fā)電機負載電流IL，從額定負載到空載運行點范圍內，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，直到空載（斷開開關S，此時IL=0），共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-3中。表2-3 nnN r/min IfIfN mAU（V）IL（A）（3）測調整特性1）調節(jié)發(fā)電機的分壓電阻Rf2，保持n=nN，使發(fā)電機空載達額定電壓。2）在保持發(fā)電機n=nN條件下，合上負載開關S，調節(jié)負載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流IL，同時相應調節(jié)發(fā)電機勵磁電流If，使發(fā)電機端電壓保持額定值UUN。3）從發(fā)電機的空載至額定負載范圍內每次測取發(fā)電機的輸出電流IL和勵磁電流If，共取5-6

27、組數(shù)據(jù)記錄于表2-4中。表2-4 n=nN r/min UUN VIL（A）If（mA）2、并勵發(fā)電機實驗 （1）觀察自勵過程1）先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源使電機MG停機，同時將啟動電阻調回最大值，磁場調節(jié)電阻調到最小值為下次啟動做好準備。在斷電的條件下將發(fā)電機G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖2-4所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調至最大阻值，打開開關S。2）先接通勵磁電源，然后啟動電樞電源，使電動機起動。調節(jié)電動機的轉速，使發(fā)電機的轉速n=nN，用直流電壓表測量發(fā)電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接成他勵方式進行充磁。3）合上開關S逐漸減小Rf2，觀察發(fā)

28、電機電樞兩端的電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件。如果不能自勵建立電壓，將勵磁回路的兩個插頭對調即可。4）對應著一定的勵磁電阻，逐步降低發(fā)電機轉速，使發(fā)電機電壓隨之下降，直至電壓不能建立，此時的轉速即為臨界轉速。（2）測外特性圖24直流并勵發(fā)電機接線圖1）按圖2-4接線。調節(jié)負載電阻R2到最大,合上負載開關S。2）調節(jié)電動機的磁場調節(jié)電阻Rf1、發(fā)電機的磁場調節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機的轉速、輸出電壓和電流三者均達額定值，即n=nN，U=UN，IL=IN。記錄此時的勵磁電流If值，即為額定勵磁電流IfN。3）保持額定值時的Rf2阻值及n=nN不變，逐次減小負載，直至IL=0，從額

29、定到空載運行范圍內每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL4）共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表2-5中。表2-5 nnN r/min Rf2=常值U（V）IL（A）3、復勵發(fā)電機實驗（1）積復勵和差復勵的判別1）接線如圖2-5所示，Rf2選用D42的1800阻值。C1、C2為串勵繞組。2）合上開關S1將串勵繞組短接，使發(fā)電機處于并勵狀態(tài)運行，按上述并勵發(fā)電機外特性試驗方法，調節(jié)發(fā)電機輸出電流IL=0.5IN3）打開短路開關S1,在保持發(fā)電機n, Rf2 和R2 不變的條件下,觀察發(fā)電機端電壓的變化,若此時電壓升高即為積復勵,若電壓降低則為差復勵。4）如果想改變勵磁方式（積復勵、差復勵）只要對調串勵繞組接線插

30、頭C1,C2即可。（2）積復勵發(fā)電機的外特性圖25直流復勵發(fā)電機接線圖1）實驗方法與測取并勵發(fā)電機的外特性相同。先將發(fā)電機調到額定運行點，n=nN，U=UN，IL=IN。記錄此時的勵磁電流If值，即為額定勵磁電流IfN。2）保持此時的Rf2和n=nN不變，逐次減小發(fā)電機負載電流，直至IL=0。3）從額定負載到空載范圍內，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-6中。 表2-6 nnN r/min Rf2=常數(shù) U（V）IL（A）注意事項1、直流電動機MG起動時，要注意須將R1調到最大，Rf1調到最小，先接通勵磁電源，觀察到勵磁電流If1為最大后，再接通電樞電源，使MG起

31、動運轉。起動完畢，應將R1調到最小。2、做外特性時，當電流超過0.4A時,R2中串聯(lián)的電阻調至零并用導線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。四、 實驗思考題1、根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù),作出空載特性曲線,由空載特性曲線計算出被試電機的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分數(shù)。2、在同一坐標紙上繪出他勵、并勵和復勵發(fā)電機的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率： 并分析差異原因。 3、繪出他勵發(fā)電機調整特性曲線，分析在發(fā)電機轉速不變的條件下，為什么負載增加時，要保持端電壓不變，必須增加勵磁電流的原因。4、并勵發(fā)電機不能建立電壓有哪些原因？5、在發(fā)電機一電動機組成的機組中，當發(fā)電機負載增加時，為什么機組的轉速會

32、變低？為了保持發(fā)電機的轉速n=nN，應如何調節(jié)？實驗三 單相變壓器一、 實驗目的及原理1、通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數(shù)。2、通過負載實驗測取變壓器的運行特性。二、 實驗用品及設備1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1D33數(shù)/模交流電壓表1件2D32數(shù)/模交流電流表1件3D34-3智能型功率、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調電阻器1件6D43三相可調電抗器1件7D51波形測試及開關板1件2、屏上排列順序D33、DJ11、D32、D34-3、D51、D42、D43三、 實驗內容及步驟實驗項目：1、空載實驗：測取空載特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , c

33、os0=f(U0)。2、短路實驗：測取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosK=f(IK)3、負載實驗：（1）純電阻負載，保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。 （2）阻感性負載保持U1=UN，cos2=0.8的條件下，測取U2=f(I2)。實驗步驟：圖3-1 空載實驗接線圖1、空載實驗（1）在三相調壓交流電源斷電的條件下，按圖3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器，其額定容量 PN=77V·A，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源，高壓線圈A、X開路。（2

34、）選好所有測量儀表量程。將控制屏左側調壓器旋鈕向逆時針方向旋轉到底，即將其調到輸出電壓為零的位置。（3）合上交流電源總開關，按下“啟動”按鈕，便接通了三相交流電源。調節(jié)三相調壓器旋鈕，使變壓器空載電壓U0=1.2UN ，然后逐次降低電源電壓，在1.20.3UN 的范圍內，測取變壓器的U0、I0、P0。（4）測取數(shù)據(jù)時，U=UN點必須測，并在該點附近測的點較密，共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表3-1中。（5）為了計算變壓器的變比，在UN以下測取原方電壓的同時測出副方電壓數(shù)據(jù)也記錄于表3-1中。 表3-1序號實 驗 數(shù) 據(jù)計算數(shù)據(jù)U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos04、短路實驗 （1）按

35、下控制屏上的“停止”按鈕，切斷三相調壓交流電源，按圖3-2接線（以后每次改接線路，都要關斷電源）。將變壓器的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。 圖3-2 短路實驗接線圖（2）選好所有測量儀表量程，將交流調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置。（3）接通交流電源，逐次緩慢增加輸入電壓，直到短路電流等于1.1IN 為止，在(0.21.1)IN范圍內測取變壓器的UK、IK、PK（4）測取數(shù)據(jù)時，IK=IN點必須測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-2中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()。表3-2 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UK（V）IK（A）PK（W）cosK5、負載實驗實驗線路如圖3-3所示。變壓器低

36、壓線圈接電源，高壓線圈經過開關S1和S2，接到負載電阻RL和電抗XL上。RL選用D42上4只900變阻器相串聯(lián)共3600阻值，XL選用D43，功率因數(shù)表選用D34-3，開關S1和S2選用D51掛箱圖3-3 負載實驗接線圖（1）純電阻負載1）將調壓器旋鈕調到輸出電壓為零的位置，S1、S2打開，負載電阻值調到最大。2）接通交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U1=UN3）保持U1=UN，合上S1，逐漸增加負載電流，即減小負載電阻RL的值，從空載到額定負載的范圍內，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。4）測取數(shù)據(jù)時，I2=0和I2=I2N=0.35A必測，共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表3-3中。

37、表3-3 cos2=1 U1=UN= V序 號U2（V）I2（A）（2）阻感性負載（cos2=0.8）1）用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負載，S1、S2打開，電阻及電抗值調至最大。2）接通交流電源，升高電源電壓至U1=U1N，且保持不變。3）合上S1、S2，在保持U1=UN及cos2=0.8條件下，逐漸增加負載電流，從空載到額定負載的范圍內，測取變壓器U2和I2。4）測取數(shù)據(jù)時，其I2=0，I2=I2N兩點必測，共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中。 表3-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 號U2（V）I2（A）【注意事項】1、在變壓器實驗中，應注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及

38、量程選擇。2、 短路實驗操作要快，否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。四、 實驗思考題1、計算變比由空載實驗測變壓器的原副方電壓的數(shù)據(jù)，分別計算出變比，然后取其平均值作為變壓器的變比K。 K=UAX/Uax2、繪出空載特性曲線和計算激磁參數(shù)（1）繪出空載特性曲線U0=f(I0)，P0=f(U0)，cos0=f(U0)。式中：（2）計算激磁參數(shù) 從空載特性曲線上查出對應于U0=UN時的I0和P0值，并由下式算出激磁參數(shù) 3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(shù)（1）繪出短路特性曲線UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。（2）計算短路參數(shù)從短路特性曲線上查出對應于短路電流IK=IN時的UK和

39、PK值由下式算出實驗環(huán)境溫度為()時的短路參數(shù)。 折算到低壓方： 由于短路電阻rK隨溫度變化，因此，算出的短路電阻應按國家標準換算到基準工作溫度75時的阻值。 式中：234.5為銅導線的常數(shù),若用鋁導線常數(shù)應改為228。 計算短路電壓(阻抗電壓)百分數(shù) IK=IN時短路損耗PKN= IN2rK754、利用空載和短路實驗測定的參數(shù)，畫出被試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。要分離一次側和二次側電阻，可用萬用表測出每側的直流電阻，設R/1為一次繞組的直流電阻折算到二次側的數(shù)值，R2為二次繞組的直流電阻。rk已折算到二次側應有聯(lián)立方程組求解可得r/1及r2。一次側和二次側的漏阻抗無法用實驗方法分

40、離通常取X/1=X2=5、變壓器的電壓變化率（1）繪出cos2=1和 cos2=0.8兩條外特性曲線U2=f(I2)，由特性曲線計算出I2=I2N 時的電壓變化率 （2）根據(jù)實驗求出的參數(shù)，算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8時的電壓變化率u。 將兩種計算結果進行比較,并分析不同性質的負載對變壓器輸出電壓U2的影響。 6、繪出被試變壓器的效率特性曲線 (1)用間接法算出cos2=0.8不同負載電流時的變壓器效率,記錄于表3-5中。 式中： PKN為變壓器IK=IN時的短路損耗(W)； P0為變壓器U0=UN 時的空載損耗(W)。 為副邊電流標么值 表3-5 cos2=

41、0.8 P0= W PKN= WI*2P2(W)0.20.40.60.81.01.2 (2)由計算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線=f(I*2)。(3)計算被試變壓器=max時的負載系數(shù)m。 實驗四 三相變壓器一、 實驗目的及原理1、通過空載和短路實驗，測定三相變壓器的變比和參數(shù)。2、通過負載實驗，測取三相變壓器的運行特性。二、 實驗用品及設備1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1D33數(shù)/模交流電壓表1件2D32數(shù)/模交流電流表1件3D34-3智能型功率、功率因數(shù)表1件4DJ12三相心式變壓器1件5D42三相可調電阻器1件6D51波形測試及開關板1件2、屏上排列順序D33、D32、DJ12、D343、

42、D51、D42三、 實驗內容及步驟實驗項目1、測定變比2、空載實驗測取空載特性U0L=f(I0L)，P0=f(U0L), cos0=f(U0L)。3、短路實驗測取短路特性UKL=f(IKL)，PK=f(IKL) ，cosK=f(IKL)。4、純電阻負載實驗 保持U1=UN，cos2=1的條件下，測取U2=f(I2)。實驗步驟1、測定變比 圖3-4 三相變壓器變比實驗接線圖實驗線路如圖3-4所示，被測變壓器選用DJ12 三相三線圈心式變壓器，額定容量PN=152/152/152V·A，UN=220/63.6/55V，IN=0.4/1.38/1.6A， Y/Y接法。實驗時只用高、低壓兩組

43、線圈,低壓線圈接電源，高壓線圈開路。將三相交流電源調到輸出電壓為零的位置。開啟控制屏上鑰匙開關，按下“啟動”按鈕，電源接通后，調節(jié)外施電壓U=0.5UN27.5V測取高、低線圈的線電壓UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，記錄于表3-6中。 表3-6高壓繞組線電壓(V)低壓繞組線電壓(V)變比(K)UABUabKABUBCUbcKBCUCAucaKCA計算變比K：平均變比： 2、空載實驗圖3-5三相變壓器空載實驗接線圖(1) 將控制屏左側三相交流電源的調壓旋鈕逆時針旋轉到底使輸出電壓為零，按下“停止”按鈕,在斷電的條件下，按圖3-5接線。變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈開路。(2) 按

44、下“啟動”按鈕接通三相交流電源，調節(jié)電壓，使變壓器的空載電壓U0L=1.2UN。(3) 逐次降低電源電壓，在(1.20.2)UN范圍內， 測取變壓器三相線電壓、線電流和功率。(4) 測取數(shù)據(jù)時，其中U0=UN的點必測,且在其附近多測幾組。共取數(shù)據(jù)8-9組記錄于表3-7中。表3-7序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)U0L(V)I0L(A)P0(W)U0L(V)I0L(A)P0(W)cos0UabUbcUcaIa0Ib0Ic0P01P021234567893、短路實驗(1) 將控制屏左側的調壓旋鈕逆時針方向旋轉到底使三相交流電源的輸出電壓為零值。按下“停止”按鈕，在斷電的條件下，按圖3-6接線。變壓

45、器高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。(2) 按下“啟動”按鈕，接通三相交流電源，緩慢增大電源電壓，使變壓器的短路電流IKL=1.1IN。圖3-6 三相變壓器短路實驗接線圖(3) 逐次降低電源電壓，在1.10.3IN的范圍內，測取變壓器的三相輸入電壓、電流及功率。(4) 測取數(shù)據(jù)時，其中IKL=IN點必測，共取數(shù)據(jù)5-6組。記錄于表3-8中。實驗時記下周圍環(huán)境溫度()，作為線圈的實際溫度。4、純電阻負載實驗 (1) 將控制屏左側的調壓旋鈕逆時針方向旋轉到底使三相交流電源的輸出電壓為零，按下“停止”按鈕，按圖3-7接線。變壓器低壓線圈接電源,高壓線圈經開關S接負載電阻RL，RL選用D42的1800

46、變阻器共三只，開關S選用D51掛件。將負載電阻RL阻值調至最大，打開開關S。(2) 按下“啟動”按鈕接通電源，調節(jié)交流電壓，使變壓器的輸入電壓U1=UN。(3) 在保持U1=U1N不變的條件下，合上開關S，逐次增加負載電流，從空載到額定負載范圍內，測取三相變壓器輸出線電壓和相電流。(4) 測取數(shù)據(jù)時，其中I2=0和I2=IN兩點必測。共取數(shù)據(jù)7-8 組記錄于表3-9中。表3-8 室溫 序號實 驗 數(shù) 據(jù)計 算 數(shù) 據(jù)UKL(V)IKL(A)PK(W)UKL(V)IKL(A)PK(W)cosKUABUBCUCAIAKIBKICKPK1PK2 圖3-7 三相變壓器負載實驗接線圖 表3-9 U1=U

47、1N= V； cos2=1序號U2（V）I2（A）UABUBCUCAU2IAIBICI2【注意事項】 在三相變壓器實驗中，應注意電壓表、電流表和功率表的合理布置。做短路實驗時操作要快，否則線圈發(fā)熱會引起電阻變化。四、 實驗思考題1、計算變壓器的變比 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算各線電壓之比，然后取其平均值作為變壓器的變比。 2、根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù)作空載特性曲線并計算激磁參數(shù)(1) 繪出空載特性曲線U0L =f(I0L)，P0=f(U0L)，cos0=f(U0L) 表3-7中 (2)計算激磁參數(shù)從空載特性曲線查出對應于U0L=UN時的I0L和P0值，并由下式求取激磁參數(shù)。式中 ，P0 變壓器空載相電壓，相電流，三相空載功率（注：Y接法，以后計算變壓器和電機參數(shù)時都要換算成相電壓，相電流）。3、繪出短路特性曲線和計算短路參數(shù)(1) 繪出短路特性曲線 UKL=f(IKL)，PK=f(IKL)，cosK=f(IKL)式中2) 計算短路參數(shù)從短路特性曲線查出對應于IKL=IN時的UKL和PK值，并由下式算出實驗環(huán)境溫度時的短路參數(shù)式中 , PK短路時的相電壓、相電流、三相短路功率。折算