1、電機與拖動基礎實驗指導南京郵電大學自動化學院電力電子與電氣傳動實驗的基本要求電機及電氣技術實驗課的目的在于培養學生掌握基本的實驗方法與操 作技能。培養學生學會根據實驗目的，實驗內容及實驗設備擬定實驗線路， 選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數據，進行分析研究，得出必要結 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。現按實驗過程提出下列基本要求。一、實驗前的準備實驗前應復習教科書有關章節，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，使用及其規定值等 ），并按照實驗項目準

2、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，方可開始作實驗。認真作好實驗前的準備工作，對于培養同學獨立工作能力，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45人組成，實驗進行中的接線、 調節負載、保持電壓或電流、記錄數據等工作每人應有明確的分工，以保證 實驗操作協調，記錄數據準確可靠。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據。3、按圖接線根據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、聯主回路，再接并聯支路。為查找線路方便，每路可用相 同顏色的導線或插頭。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 出現異常，應立即切斷電源，并排除故障；如一切正常，即可正式開始實驗。5、測取數據預習時對電機的試驗方法及所測數據的大小作到心中有數。正式實驗時, 根據實驗步驟逐次測取數據。6、認真負責，實驗有始有終實驗完畢，須將數據交指導教師審閱。經指導教師認可后，才允許拆線2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實測數據和在實驗中觀察和發現的問題，經過

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、結論明確。實驗報告包括以下內容：1）實驗名稱、專業班級、學號、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， 電機銘牌數據（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）數據的整理和計算5）按記錄及計算的數據用坐標紙畫出曲線，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據標出。6）根據數據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

5、論。 實驗報告應寫在一定規 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。電機及電氣技術實驗的 安全操作規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備安全，要嚴 格遵守如下規定的安全操作規程：.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。.學生獨立完成接線或改接線路后必須經指導老師檢查和允許，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，才能繼續進行實驗。.電機如直接啟動則應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、或實驗臺控制屏上的電源接通應由實驗指導教師來控制，其 他人員只能在指導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、實驗目的1、學習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 機轉向的方法。二、預習要點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？不用接會產生什么嚴重后果？3、直流電動機啟動時，勵磁回路串接的磁場變阻器應調至什么位置 ？為 什么？若勵磁回路斷開造成失磁時，會產生什么

7、嚴重后果？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、調速及改變轉向的方法。四、實驗步驟1、由實驗指導老師介紹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，安全操作和注意事項。2、直流儀表、轉速表和變阻器的選擇直流儀表、轉速表量程是根據電機的額定值和實驗中可能達到的最大值 來選擇，變阻器根據實驗要求來選用，并按電流的大小選擇串聯、并聯或申 并聯的接法。(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)電機額定轉速為1600r/min,轉速表選用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的啟動電 阻R,發電機G的勵磁回路電阻Rf2調到最大位置，電動機 M的磁場調節電阻Rf1調到最小位置，斷開開關S,并斷開電樞電源開關，做好啟動準備。(2)開啟勵磁電源開關，觀察 M及MG的勵磁電

9、流值，調節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，使電動機 M 啟動。(3)當電動機M啟動后，觀察轉電動機的偏轉方向，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)調節電動機的勵磁電阻Rf1,使得電動機的勵磁電流為額定值。(5)合上開關S,調節負載電阻R,使得電動機轉速為額定轉速，電 流為額定電流值，至此成功地找到電動機的穩態運行點：電壓為額定電壓， 電流為額定電流，轉速為額定轉速，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, 額定轉速 r/min。(6)調節他勵電動機的轉速

10、勵磁電流為額定值時，改變用入電動機M電樞回路的調節電阻R1,觀察 電動機轉速變化，記錄實驗數據于表1.1。表1.1勵磁電流 mA,改變電樞電阻，電動機轉速電動機電樞電壓電動機轉速勵磁電源220VV1220V 電本區電源圖1.1直流他勵電動機后動接線圖(7)改變電動機的轉向將電樞串聯啟動變阻器Ri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，再按他勵電動機的啟 動步驟啟動電動機，并觀察電動機的轉向。五、注意事項1、直流他勵電動機啟動時，須將勵磁回路串聯的電阻Rfi調至最小，先接通勵磁電

11、源，使勵磁電流最大，同時必須將電樞串聯啟動電阻 Ri調至最 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 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的啟動電阻 Ri調回到最大值，勵磁回路串聯的電阻Rfi 調回到最小值。給下次啟動作好準備。3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。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，增大電樞回路的調節電阻，電機的轉 速如何變化？增大勵磁回路的調節電阻，轉速又如何變化？

12、3、用什么方法可以改變直流電動機的轉向？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目的.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轉矩、機械特性斜率、理想空載轉速的 概念。預習要點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轉矩、機械特性斜率、理想空載轉速概念。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的 起動電阻R,發電機

13、G的勵磁回路電阻Rf2調到最大位置，電動機 M的磁 場調節電阻Rf1調到最小位置，斷開開關 S,并斷開電樞電源開關，做好起 動準備。2,開啟勵磁電源開關，觀察 M及MG的勵磁電流值，調節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，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.調節電動機的勵磁電阻Rn ,使得電動機的勵磁電流為額定值。4,合上開關S,調節負載電阻R2 ,使得電動機轉速為額定轉速，電流 為額定電流值，至此成功地找到電動機的穩態運行點： 電壓為額定電壓，電 流為額定電流，轉速為額定轉速，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，發電 機的勵磁電流為額定勵磁電流不變。調解發電機的負載電阻R ,測定電動機的電樞電流轉速n和發電機的負載電流,并從校正曲線查出電動 機的對應輸出轉矩T2(T2 =0.18 + 1.0251 F),記錄數據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速(r/min)測If(a)數發電機負載電流據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、路串聯的電阻Rfi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起動電阻 Ri調至最 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 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的起動電阻 Ri調回到最大值，勵磁回路串聯的電阻Rfi 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 流調整到校正值額定電流值，以便從校正曲線中查出電動機M的輸出轉矩。 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，輸出轉矩T2的單位為N.m (由幅及If值，從校正曲線T2=f (If)查 得),轉速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速。i0實驗三他勵直流電動機人為機械特性測定實驗目的.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、性預習要點.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 聯的起動電阻R,發電機G的勵磁回路電阻Rf2調到最大位置，電動機 M 的磁場調節電阻Rf1調到最小位置，斷開開關 S,并斷開電樞電源開關，做 好起動準備。.開啟勵磁電源開關，觀察 M及MG的勵磁電流值，調節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，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。.調節電動機的勵磁電阻Rn ,使得電動機的勵磁電流為額定值。.合上開關S,調節負載電阻 弓，使得電動機轉速為額定轉速，電流 為額定電流值，至此成功地找到電動機的穩態運行點： 電壓為額定電壓，電 流為額定電流，轉速為額定轉速，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。調節發電機的 負載電阻耳，測定電動機的電樞電流I ,轉速n和發電機的負載電流If , 并從校正曲線查出電動機的對應輸出轉矩 T2a2 =0

19、.18 + 1.025If),記錄數據11710組于表3.1勵磁電源+220V表3.1電樞回路用電阻Ri,電動機的實驗數據實 驗 所 測 數 據Ia (A)電動機電樞電流轉速(r/min)If(a)發電機負載電流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。 調節發電機的負載電阻 R ,測定電動機的電樞電流Ia,轉速n和發電機的 負載電流IF,并從校正曲線查出電動機的對應輸出轉矩12V312(五=

20、018+1.0251 f),記錄數據710組于表3.2表3.2電動機電樞電壓Ua,電動機的實驗數據實驗Ia (A)電動機電樞電流所轉速(r/min)測數If(a)發電機負載電流據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，須將勵磁回路串聯的電阻Rfi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起動電阻 Ri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Ri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，然后斷開勵磁電源。 同時必須將電樞串聯的起動電阻 Ri調回到最大值

21、，勵磁回路串聯的電阻Rfi 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 流調整到校正值額定電流值，以便從校正曲線中查出電動機M的輸出轉矩。 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測定實驗目的.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，調速以及改變轉向的方法；.測定三相異步電動機的參數(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，在三相間各并聯一塊電壓表。如圖4.1所示圖4.1三相異步電動機參數測定接線圖(2)利用調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 轉向，理解電源相序變化對電機轉向

23、的影響。.參數測定測量定子繞組的冷態直流電組，用數字萬用表測量三個定子繞組 1值, 娶妻平均數，即得冷態電阻。至于異步電動機的參數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.把交流調壓器的電壓調至最小位置，接通電源，逐漸升高電壓，是 電動機旋轉，并注意電機的旋轉方向。若電機的旋轉方向不符合要求，則 需改變任意兩根輸入線即可。c.保持電機在額定電壓下，空載運行數分鐘，使電機的機械損耗達到穩定后，再繼續進行實驗。d.調節電壓有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。在測定空載實驗數據時，可取79組數據，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