课程名称：
专 专
业：
班
级：
学
号：
学生姓名：
电气与电子信息工程学院
湖 湖 北 理 工 学 院 实验报告
实验一
直流电动机的运行特性
实验时间：
实验地点：
同组人：
一、实验目的：
1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。
2、掌握直流并励电动机的调速方法。
二、预习要点
1、如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表电流表的量程。
2、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器? 不串接会产生什么严重后果?
3、直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置? 为什么? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果?
4、直流电动机调速及改变转向的方法。
三、实验主要仪器与设备：
序号 型
号 名
称 数 量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1 台 2 DJ23 校正直流测功机 1 台 3 DJ15 直流并励电动机 1 台 4 D31 直流电压、毫安、电流表 2 件 5 D42 三相可调电阻器 1 件 6 D44 可调电阻器、电容器 1 件 7 D51 波形测试及开关板 1 件 四、实验原理 工作特性：电源电压一定，励磁电阻一定时，η、n、T em =f(P 2 )的关系曲线。
（一）并励电动机 （U N
I fN 条件下）（并励电动机励磁绕组绝对不能断开）
1． 速率特性 n=f(P 2 )
ea aCR I Un
转速调整率 % 1000 NNnn nn
2． 转矩特性 T em =f(P 2 )
02020 2602TnPTPT T T em 3． 效率特性η=f(P 2 ) （75~95）% 实验原理图见图 1-1
图 1－1 直流并励电动机接线图 五、实验内容及步骤
1、实验内容：
工作特性和机械特性
保持 U=U N 和 I f =I fN 不变，测取 n、T 2 、η=f（I a ）、n=f（T 2 ）。
2、实验步骤：
（1）并励电动机的工作特性和机械特性
1）按图 1-1 接线。校正直流测功机 MG 按他励发电机连接，在此作为直流电动机 M 的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。R f1 选用 D44 的 1800Ω阻值。R f2
选用 D42 的 900Ω串联 900Ω共 1800Ω阻值。R 1 用 D44 的 180Ω阻值。R 2 选用 D42 的 900Ω串联 900Ω再加900Ω并联 900Ω共 2250Ω阻值。
2）将直流并励电动机 M 的磁场调节电阻 R f1 调至最小值，电枢串联起动电阻 R 1 调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。
3）M 起动正常后，将其电枢串联电阻 R 1 调至零，调节电枢电源的电压为 220V，调节校正直流测功机的励磁电流 I f2 为校正值（50mA 或 100 mA），再调节其负载电阻 R 2 和电动机的磁场调节电阻 R f1 ，使电动机达到额定值：U＝U N ，I＝I N ，n＝n N 。此时 M 的励磁电流 I f 即为额定励磁电流 I fN 。
4）保持 U＝U N ，I f =I fN ，I f2 为校正值不变，逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流 I a ，转速 n 和校正电机的负载电流 I F 。
表 1－1
U＝U N ＝
220
V
I f =I fN = 100 mA
I f2 =
81.4
mA
实验数据
I a （A）
n（r/min）
计算数据 U 2
I 2
P 2
六 、实验 注 意 事 项
要注意须将 R 1 调到最大，R f1 调到最小，先接通励磁电源，观察到励磁电流 I f1 为最大后，接通电枢电源。起动完毕，应将 R 1 调到最小。
七、实验数据处理和结论
成绩评定：
日
期：
实验二
直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性
实验时间：
实验地点：
同组人：
一、实验目的
了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性 二、预习要点
1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？
2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？
3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。
三、实验项目
电动及回馈制动状态下的机械特性
四、实验方法
1、实验设备 序 号 型 号 名
称 数 量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1 件 2 DJ15 直流并励电动机 1 件 3 DJ23 校正直流测功机 1 件 4 D31 直流电压、毫安、安培表 2 件 5 D41 三相可调电阻器 1 件 6 D42 三相可调电阻器 1 件 7 D44 可调电阻器、电容器 1 件 8 D51 波形测试及开关板 1 件
2、屏上挂件排列顺序
D51、D31、D42、D41、D31、D44
图
2-1 他励直流电动机机械特性测定的实验接线图
按图 2-1 接线， 图中 M M 用编号为 5 DJ15 的直流并励电动机( ( 接成他励方式) ) ，G MG 用编号为 为 3 DJ23 的校正直流测功机，直流电压表 V V 1 1 、V V 2 2 的量程为 1000V ，直流电流表 A A 1 1 、A A 3 3 的量程为 为 200mA ，A A 2 2 、A A 4 4 的量程为 5A 。R R 1 1 、R R 2 2 、R R 3 3 、及 R R 4 4 依不同的实验而选不同的阻值。
3、R 2 =0 时电动及回馈制动状态下的机械特性
(1)
R R 1 1 、R R 2 2 分别选用 4 D44 的 1800 Ω和 180 Ω阻值，R R 3 3 选用 2 D42 上 4 只 900 Ω 串联共 3600 Ω阻值，R R 4 4
选用 D42 上 1800 Ω再加上 D41 上6 6 只 90 Ω 串联共 2340 Ω阻值。
(2) R 1 阻值置最小位置，R 2 、R 3 及 R 4 阻值置最大位置，转速表置正向 1800r/min 量程。开关 S 1 、S 2 选用 D51 挂箱上的对应开关，并将 S 1 合向 1 电源端，S 2 合向 2"短接端(见图 2-1)。
(3) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“开”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查 R 2 阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机 M 起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V；
调节 R 2 阻值至零位置，调节R 3 阻值，使电流表 A 3 为 100mA。
(4) 调节电动机 M 的磁场调节电阻 R 1 阻值，和电机 MG 的负载电阻 R 4 阻值(先调节D42 上 1800Ω阻值，调至最小后应用导线短接)。使电动机 M 的 n=n N =1600r/min，I N =I f +I a =1.2A。此时他励直流电动机的励磁电流 I f 为额定励磁电流 I fN 。保持 U=U N =220V ，I f =I fN ，A 3 表为 100mA。增大 R 4 阻值，直至空载(拆掉开关 S 2 的 2"上的短接线)，测取电动
机 M 在额定负载至空载范围的 n、I a ，共取 8-9 组数据记录于表 2-1 中。
(5) 在确定 S S 2 2 上短接线仍拆掉的情况下，把 R 4 调至零值位置(其中 D42 上 1800Ω阻值调至零值后用导线短接)，再减小 R 3 阻值，使 MG 的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在开关 S 2 两端测)，并且极性相同，把开关 S 2 合向 1 " 端。
(6) 保持电枢电源电压 U=U N =220V，I f =I fN ，调节 R 3 阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当 A 2 表的电流值为 0A 时，此时电动机转速为理想空载转速（此时转速表量程应打向正向 3600r/min 档），继续增加 R 3 阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为 1900 r/min，测取 M 的 n、I a 。共取 8～9 组数据记录于表 2-2 中。
(7) 停机（先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关， 并将开关 S 2 合向到2"端）。
表 2-1
U N =220V
I fN =
mA
I a （A）
n（r/min）
表 2-2
U N =220V
I fN =
mA I a （A）
n（r/min）
五、实验报告 根据实验数据，绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性 n=f(I a )(用同一座标纸绘出)。
六、思考题
1、回馈制动实验中，如何判别电动机运行在理想空载点？
2、直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变，试问电磁转矩的方向是否也不变？为什么？
成绩评定：
日
期：
实验三
变压器参数测定及负载特性
实验时间：
实验地点：
同组人：
一、实验目的：
1、测定变比
2、空载实验
测取空载特性 U 0L =f(I 0L )，P 0 =f(U 0L ),
cosφ 0 =f(U 0L )。
3、短路实验 测取短路特性 U KL =f(I KL )，P K =f(I KL ) ，cosφ K =f(I KL )。
4、纯电阻负载实验
保持 U 1 =U N ，cosφ 2 =1 的条件下，测取 U 2 =f(I 2 )。
二、预习要点
1、如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。
2、三相心式变压器的三相空载电流是否对称，为什么？
3、如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。
4、变压器空载和短路实验时应注意哪些问题？一般电源应加在哪一方比较合适？ 三、实验主要仪器与设备：
序号 型 号 名
称 数
量 1 D33 交流电压表 1 件 2 D32 交流电流表 1 件 3 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1 件 4 DJ11 三相心式变压器 1 件 5 D42 三相可调电阻器 1 件 6 D51 波形测试及开关板 1 件 四、实验内容及步骤 1、测定变比
DD01三相调压交流电源UVWDD01三相调压交流电源UVWabcxyzXYZABCV V U 1U 2
图 3-1 三相变压器变比实验接线图 实验线路如图 3-1 所示，被测变压器选用 DJ12 三相三线圈心式变压器，额定容量P N =152/152/152W，U N =220/63.6/55V，I N =0.4/1.38/1.6A， Y/△/Y 接法。实验时只用高、低压两组线圈,低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到输出电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，调节外施电压 U=0.5U N ＝27.5V 测取高、低线圈的线电压 U AB 、U BC 、U CA 、U ab 、U bc 、U ca ，记录于表 3-1 中。
表 3-1 高压绕组线电压(V) 低压绕组线电压(V) 变比(K) U AB
110 U ab
27.5 K AB
4 U BC
109 U bc
27 K BC
4 U CA
110 U ca
27.4 K CA
4 计算：变比 K：
caCACAbcBCBCUUK
UUK
abABABUUK
平均变比：
) (31CA BC ABK K K K
2、空载实验
图 3-2 三相变压器空载实验接线图 1) 将控制屏左侧三相交流电源的调压旋钮调到输出电压为零的位置，按下“关”按钮,在断电的条件下，按图接线。变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。
2) 按下“开”按钮接通三相交流电源，调节电压，使变压器的空载电压 U 0L =1.2U N 。
3) 逐次降低电源电压，在(1.2～0.2)U N 范围内， 测取变压器三相线电压、线电流和功率。
4) 测取数据时，其中 U 0 =U N 的点必测,且在其附近多测几组。共取数据 4-5 组记录于表 3-2 中。
DD01三相调压交流电源UVWUVWabcxyzXYZABCV 2V 1 V 3W 2W 1A 2A 1A 3****
表 3-2 序 号 实
验
数
据 计
算
数
据 U 0L (V) I 0L (A) P 0 (W) U 0L
(V) I 0L
(A) P 0
(W) cosΦ 0
U ab
U bc
U ca
I a0
I b0
I c0
P 01
P 02
1
2
3
4
5
3、短路实验
1) 将三相交流电源的输出电压调至零值。按下“关”按钮，在断电的条件下，按图2-3 接线。变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。
2) 按下“开”按钮，接通三相交流电源，缓慢增大电源电压，使变压器的短路电流I KL =1.1I N 。
3) 逐次降低电源电压，在 1.1～0.2I N 的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率。
图 3-3
三相变压器短路实验接线图
4) 测取数据时，其中 I KL =I N 点必测，共取数据 5-6 组。记录于表 2-3 中。实验时记下周围环境温度(℃)，作为线圈的实际温度。
表 3-3
室温
24
℃
序 号 实
验
数
据 计
算
数
据 U KL (V) I KL (A) P K (W) U KL
(V) I KL
(A) P K
(W) cosΦ K
U AB
U BC
U CA
I AK
I BK
I CK
P K1
P K2
1
2
3
4
5
UVWUVWABCXYZxyzacV 2V 1 V 3W 2W 1A 2A 1A 3****
4、纯电阻负载实验
图 3-4 三相变压器负载实验接线图 1) 将电源电压调至零值，按下“关”按钮，按图 3-7 接线。
变压器低压线圈接电源, ,高压线圈经开关 S S 接负载电阻 R R L L ，R R L L 选用 2 D42 的 的 1800 Ω变阻器共三只，开关 S S 选用 1 D51 挂件。将负载电阻 R L 阻值调至最大，打开开关 S。
2) 按下“开”按钮接通电源，调节交流电压，使变压器的输入电压 U 1 =U N 。
3) 在保持 U 1 =U 1N 的条件下，合上开关 S，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，
测取三相变压器输出线电压和相电流。
4) 测取数据时，其中 I 2 =0 和 I 2 =I N 两点必测。共取数据 7-8 组记录于表 3-4 中。
表 3-4
U 1 =U 1N =
V；
cosφ 2 =1 序号 U 2 （V）
I 2 （A）
U AB
U BC
U CA
U 2
I A
I B
I C
I 2
五 、实验 注 意 事 项
在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置。做短路实验时操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。
UVWabcxyzXYZABCV V U 2 U 1A 1A 2A 3SR L
六、实验报告
1、计算变压器的变比
根据实验数据，计算各线电压之比，然后取其平均值作为变压器的变比。
2、根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数
(1) 绘出空载特性曲线 U 0L
=f(I 0L )，P 0 =f(U 0L )，cosφ 0 =f(U 0L )
表 3-7 中
(2)计算激磁 参数
从空载特性 曲线查出对应于 U 0L =U N 时的 I 0L 和 P 0 值，并由下式求取激磁参数。
式中 0L 000I I
,
3 LUU
，P 0
—— 变压器空载相电压，相电流，三相空载功率（注：Y Y 接法，以后计算变压器和电机参数时都要换算成相电压，相电流）。
3、绘出短路特性曲线和计算短路参数
(1) 绘出短路特性曲线 U KL =f(I KL )，P K =f(I KL )，cosφ K =f(I KL ) 式中
(2) 计算短路参数
从短路特性曲线查出对应于 I KL =I N 时的 U KL 和 P K 值，并由下式算出实验环境温度θ℃caCACAbcBCBCabABABUUKUUKUUK , ,OL OLc b aLca bc abLI UPP P PI I IIU U UU3cos330002 01 000 2 2000200330m m mLLmmr Z XIUIUZIPr KL KLKKK K KCK BK AKKLCA BC ABKLI UPP P PI I IIU U UU3cos332 1
C K N KNr I P7523时的短路参数
式中
, P K —— 短路时的相电压、相电流、三相短路功率。
折算到低压方
换算到基准工作温度下的短路参数 ｒ K75 ℃ 和 Z K75 ℃ ，(换算方法见 3-1 内容)计算短路电压百分数
计算 I K =I N 时的短路损耗
4、根据空载和短路实验测定的参数， 画出被试变压器的“T”型等效电路。
5、变压器的电压变化率
(1) 根据实验数据绘出 cosφ 2 =1 时的特性曲线 U 2 =f(I 2 )，由特性曲线计算出 I 2 =I 2N 时的电压变化率
(2) 根据实验求出的参数，算出 I 2 =I N ，cosφ 2 =1 时的电压变化率
2 " 2 " ""2"33K K KKLKLKKKKKKr Z XIUIUZIPr I I I
,
3N KL K KLKUU% 100202 20 UU Uu% 100% 100% 1007575 NK NKXNC K NKrNC K NKUX IuUr IuUZ Iu2"2"2"KXXKrrKZZKKKKKK
6、绘出被试变压器的效率特性曲线
(1) 用间接法算出在 cosφ 2 =0.8 时，不同负载电流时变压器效率，记录于表 3-5 中。
表 3-5
cosφ 2 =0.8
P 0 =
W
P KN =
W I 2 * P 2 (W) η 0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
式中
I* 2 P N cosφ 2 =P 2
P N 为变压器的额定容量
P KN 为变压器 I KL =I N 时的短路损耗
P 0 为变压器的 U 0L =U N 时的空载损耗
(2) 计算被测变压器η=η max 时的负载系数β m 。
成绩评定：
日
期：
) sin cos (2 2 KX Kru u u % 100 )cos1 (2 *2 0 2*222 0 KN NKNP I P P IP I PKNmPP 0
实验四
变压器联结组别及极性测定
实验时间：
实验地点：
同组人：
一、实验目的：
1、掌握用实验方法测定三相变压器的极性。
2、掌握用实验方法判别变压器的联接组。
二、预习要点
1、联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。
2、如何把 Y/Y-12 联接组改成 Y/Y-6 联接组以及把 Y/Δ-11 改为 Y/Δ-5 联接组。
三、实验主要仪器与设备：
序号 型 号 名
称 数
量 1 D33 交流电压表 1 件 2 D32 交流电流表 1 件 3 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1 件 4 DJ11 三相组式变压器 1 件 5 DJ12 三相心式变压器 1 件 6 D51 波形测试及开关板 1 件 屏上排列顺序
D33、D32、D34-3、DJ12、DJ11、D51
四、实验内容及步骤
1、测定极性
(1) 测定相间极性
器 被测变压器选用三相心式变压器 DJ12 ，用其中高压和低压两组绕组，额定容量P P N N =152/152W ，U U N N =220/55V ，I I N N =0.4/1.6A ，Y Y/Y 接法。测得阻值大的为高压绕组，用 A A 、B B 、C C 、X X 、Y Y 、Z Z 标记。低压绕组标记用 a a 、b b 、c c 、x x 、y y 、z z 。
1) 按图 4-1 接线。A A 、X X 接电源的 U U 、V V 两端子，Y Y 、Z Z 短接。
2) 接通交流电源，在绕组 A、X 间施加约 50%U N 的电压。
3) 用电压表测出电压 U BY 、U CZ 、U BC ，若 U BC =│U BY -U CZ │，则首末端标记正确；
若U BC =│U BY +U CZ │，则标记不对。须将 B、C 两相任一相绕组的首末端标记对调。
4) 用同样方法，将 B、C 两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出每相首、
末端正确的标记。
图 4-1 测定相间极性接线图
(2) 测定原、副方极性
图 4-2 测定原、副方极性接线图
1) 暂时标出三相低压绕组的标记 a 、b 、c 、x 、y 、z, 然后按图 4-2 接线，原、副方中点用导线相连。
2) 高压三相绕组施加约 50%的额定电压，用电压表测量电压 U AX 、U BY 、U CZ 、U ax 、U by 、U cz 、U Aa 、U Bb 、U Cc ，若 U Aa =U Ax -U ax ，则 A 相高、低压绕组同相，并且首端 A 与 a端点为同极性。若 U Aa =U AX +U ax ，则 A 与 a 端点为异极性。
3) 用同样的方法判别出 B、b、C、c 两相原、副方的极性。
2、连接并判定以下联接组
(1) Y/Y-12
图 4-3
(α)接线图
(ｂ)电势相量图 UVWABCXYZxyzabcDD01三相调压交流电源UVWABCXYZxyzabcDD01三相调压交流电源
abABLL L ab Bcab L Cc BbUUKK K U UU K U U 1) 1 (2
按图 4-3 接线。A A、、a a 两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出 U U AB 、U U ab 、U U Bb 、U U Cc 及 及 U U Bc ，将数据记录于表 4 4- -1 1 中。
表 4-1
实 验 数 据 计 算 数 据 U AB
(V) U ab
(V) U Bb
(V) U Cc
(V) U Bc
(V)
U Bb
(V) U Cc
(V) U Bc
(V)
根据 Y/Y-12 联接组的电势相量图可知：
为线电压之比
若用两式计算出的电压 U Bb ，U Cc ，U Bc 的数值与实验测取的数值相同，则表示绕组连接正确，属 Y/Y-12 联接组。
(2) Y/Y-6
图 4-4
(α)接线图
(ｂ)电势相量图
将 将 Y/Y- -2 12 联接组的副方绕组首、末端标记对调 ,A、、a a 两点用导线相联，如图 4-4 所示。
按前面方法测出电压U AB 、U ab 、U Bb 、U Cc 及U Bc ，将数据记录于表 4- 2 中。
表 4-2
实 验 数 据 计 算 数 据 U AB
(V) U ab
(V) U Bb
(V) U Cc
(V) U Bc
(V)
U Bb
(V) U Cc
(V) U Bc
(V)
abLUUKABabLUUKABXYZBCb EabE ABUVWABCXYZxyacDD01三相调压交流电源****aAcz*(a)(b)
根据 Y/Y-6 联接组的电势相量图可得
若由上两式计算出电压 U Bb 、U Cc 、U Bc 的数值与实测相同，则绕组连接正确，属于 Y/Y-6联接组。
(3)Y/△-11
按图 3-5 接线。A、a 两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取 U AB 、U ab 、U Bb 、U Cc 及 U Bc ，将数据记录于表 4-3 中
图 4-5
(α)接线图
(ｂ)电势相量图 表 4-3
实 验 数 据 计 算 数 据 U AB
(V) U ab
(V) U Bb
(V) U Cc (V) U Bc
(V)
U Bb
(V) U Cc (V) U Bc
(V)
根据 Y/Δ-11 联接组的电势相量可得
若由上式计算出的电压 U Bb 、U Cc 、U Bc 的数值与实测值相同，则绕组连接正确，属 Y/Δ-11联接组。
(4) Y/Δ-5
将 将 Y/ Δ-11 联 联 接组的副方绕组首、末端的标记对调，如图 4-6 所示。实验方法同前，测取 U AB 、U ab 、U Bb 、U Cc 和 U Bc ，将数据记录于表 4-4 中。
) 1 () 1 (2 L L ab Bcab L Cc BbK K U UU K U UabLUUKAB1 32 L L ab Bc Cc BbK K U U U U
图 4-6
(α)接线图
(ｂ)电势相量图 表 4-4
实 验 数 据 计 算 数 据 U AB
(V) U ab
(V) U Bb
(V) U Cc
(V) U Bc
(V)
U Bb
(V) U Cc
(V) U Bc
(V)
根据 Y/Δ-5 联接组的电势相量图可得
若由上式计算出的电压 U Bb 、U Cc 、U Bc 的数值与实测相同，则绕组联接正确，属于 Y/Δ-5 联接组。
五 、实验 注 意 事 项
每次改接线之前要断电。
成绩评定：
日
期：
abLUUKAB1 32 L L ab Bc Cc BbK K U U U UXYZBCbE ABUVWABCXYZacDD01三相调压交流电源****aAc*(a)(b)*E ab
实验五
三相异步电动机参数测定
实验时间：
实验地点：
同组人：
一 、实验目的：
1、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。
2、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。
二、预习要点
1、用日光灯法测转差率是利用了日光灯的什么特性？
2、异步电动机的工作特性指哪些特性？
3、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 三、实验主要仪器与设备：
序 号 型
号 名
称 数 量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1 件 2 DJ23 校正过的直流电机 1 件 3 DJ16 三相鼠笼异步电动机 1 件 4 D33 交流电压表 1 件 5 D32 交流电流表 1 件 6 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1 件 7 D31 直流电压、毫安、安培表 1 件 8 D42 三相可调电阻器 1 件 9 D51 波形测试及开关板 1 件 四、实验原理
图 5-1
三相鼠笼式异步电动机试验接线图 实验原理图见图5-1。
五、实验内容及步骤 1、空载实验
1) 按图 5-1 接线。电机绕组为Δ接法(U N =220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机 DJ23 不接。
2) 把交流调压器调至电压最小位置，接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。
3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。
4) 调节电压由 1.2 倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。
5) 在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据 4～5 组记录于表 5-1中。
表 5-1 序 号 U 0L （V）
I 0L （A）
P 0 （W）
cosφ 0
U AB
U BC
U CA
U 0L
I A
I B
I C
I 0L
P Ⅰ
P
P 0
1
2
3
4
5
2、短路实验
1) 测量接线图同图 5-1。用制动工具把三相电机堵住。
2) 调压器退至零，合上交流电源， 调节调压器使之逐渐升压至短路电流到 1.2 倍额定电流，再逐渐降压至 0.3 倍额定电流为止。
3) 在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率。
表 5-2 序 号 U KL （V）
I KL （A）
P K （W）
cosφ K
U AB
U BC
U CA
U KL
I A
I B
I C
I KL
P Ⅰ
P Ⅱ
P K
1
2
3
4
5
六 、实验报告
1、计算基准工作温度时的相电阻
由实验直接测得每相电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室
温。按下式换算到基准工作温度时的定子绕组相电阻：
式中
ｒ 1ref —— 换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Ω；
ｒ 1c ——定子绕组的实际冷态相电阻，Ω；
θ ref
——基准工作温度 ，对于 E 级绝缘为 75℃；
θ c
——实际冷态时定子绕组的温度，℃；
2、作空载特性曲线：I 0L 、P 0 、cosφ 0 =f(U 0L )
3、作短路特性曲线：I KL 、P K =f(U KL ) 4、由空载、短路实验数据求异步电机的等效电路参数。
(1) 由短路实验数据求短路参数
短路阻抗：
短路电阻：
短路电抗：
式中
，P K —— 电动机堵转时的相电压，相电流，三相短路功率（ Δ接法）。
转子电阻的折合值：
≈
式中 r 1C 是没有折合到 75℃时实际值。
定、转子漏抗：
≈
≈
(2) 由空载试验数据求激磁回路参数
空载阻抗
空载电阻 CrefC refr r2352351 1KLKLKKKIUIUZ3 2 23KLKKKKIPIPr 2 2K K Kr Z X 3I
, KKLKL KIU U "2rC Kr r1 1X"2 X2KXLLIUIUZ000003 20020003LIPIPr
空载电抗
式中
，P 0 —— 电动机空载时的相电压、相电流、三相空载功率（ Δ 接法）。
激磁电抗
激磁电阻
式中 P Fe 为额定电压时的铁耗，由图 5-2 确定。
图 5-2
电机中铁耗和机械耗
七、实验 注 意 事 项
1、短路实验时间不能太长。
2、调节负载电阻R L 应先调节1800Ω电阻，调至零值后用导线短接再调节450Ω电阻。
成绩评定：
日
期：
2020 0r Z X 3II
,
0L0 0 0 LU U 1 0X X X m 20203LFe FemIPIPr
实验六
三相异步电动机的起动与调速
实验时间：
实验地点：
同组人：
一、实验目的：
1、通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。
二、预习要点
1、复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。
2、复习异步电动机的调速方法。
二、实验主要仪器与设备：
序 号 型
号 名
称 数 量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1 件 2 DJ16 三相鼠笼异步电动机 1 件 3 DJ17 三相线绕式异步电动机 1 件 4 DJ23 校正过的直流电机 1 件 5 D31 直流电压、毫安、安培表 1 件 6 D32 交流电流表 1 件 7 D33 交流电压表 1 件 8 D43 三相可调电抗器 1 件 9 D51 波形测试及开关板 1 件 10 DJ17-1 起动与调速电阻箱 1 件 11 DD05 测功支架、测功盘及弹簧秤 1 套 三、实验原理 1、直接起动实验：
图6-1
异步电动机直接起动 VUVWA
2、星形－三角形起动实验：
图 6-2 三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动 3、自耦变压器起动
图 6-3
三相鼠笼式异步电动机自耦变压器法起动 4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动 电机定子绕组 Y 形接法
图 6-4 线绕式异步电机转子绕组串电阻起动 四、实验内容及步骤 1、三相鼠笼式异步电机直接起动试验
1) 按图 6-1 接线。电机绕组为Δ接法。异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接负载电机 DJ23。
2) 把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。
3) 调节调压器，使输出电压达电机额定电压 220 伏，使电机起动旋转，(如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“关”按钮，切断三相交流电源)。
4)再按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“开”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值(按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量)。
5) 断开电源开关，将调压器退到零位。
6) 合上开关，调节调压器，使电机电流为 2～3 倍额定电流，读取电压值 U K 、电流值I K ，转矩值 T K (圆盘半径乘以弹簧秤力)， 试验时通电时间不应超过 10 秒，以免绕组过热。
表 6-1 测 量 值 U K (V) I K (A) 220 0.65 2、星形——三角形(Y-Δ)起动
1) 按图 6-2 接线。线接好后把调压器退到零位。
2) 三刀双掷开关合向右边(Y 接法)。合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压 220 伏，打开电源开关，待电机停转。
3) 合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把 S 合向左边，使电机(Δ)正常运行，整个起动过程结束。观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定性比较。
3、自耦变压器起动。
1) 按图 6-3 接线。电机绕组为Δ接法。
2) 三相调压器退到零位，开关 S 合向左边。自耦变压器选用 D43 挂箱。
3) 合上电源开关，调节调压器使输出电压达电机额定电压 220 伏，断开电源开关，待电机停转。
4) 开关 S 合向右边，合上电源开关，使电机由自耦变压器降压起动( 自耦变压器抽头输出电压分别为电源电压的 40%、60%和 80%)并经一定时间再把 S 合向左边，使电机按额定电压正常运行，整个起动过程结束。
观察起动瞬间电流以作定性的比较。
4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动
1) 按图 6-4 接线。
2)
转子每相串入的电阻可用 DJ17-1 起动与调速电阻箱。
3) 调压器退到零位，轴伸端装上圆盘和弹簧秤。
4) 接通交流电源，调节输出电压(观察电机转向应符合要求)，在定子电压为 180 伏，转子绕组分别串入不同电阻值时，测取定子电流和转矩。
5) 试验时通电时间不应超过 10 秒以免绕组过热。数据记入表 6-2 中。
表 6-2 R st (Ω) 0 2 5 15 I st (A)
5、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速
1) 实验线路图同图6-4。同轴联接校正直流电机MG作为线绕式异步电动机M的负载。电路接好后，将 M 的转子附加电阻调至最大。
2) 合上电源开关，电机空载起动， 保持调压器的输出电压为电机额定电压 220 伏，转子附加电阻调至零。
3) 调节校正电机的励磁电流 I f 为校正值(100mA 或 50mA)，再调节直流发电机负载电流，使电动机输出功率接近额定功率并保持这输出转矩 T 2 不变，改变转子附加电阻(每相附加电阻分别为 0Ω、2Ω、5Ω、15Ω)， 测相应的转速记录于表 6-3 中。
表 6-3
U=220V
I f =
100
mA
r st (Ω) 0 2 5 15 n(r/min)
五 、实验 注 意 事 项
直接起动时，合上开关，调节调压器，使电机电流为 2～3 倍额定电流， 试验时通电时间不应超过 10 秒，以免绕组过热。
成绩评定：
日
期：
没有一点不足。