电机学实验教学课件

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1、电机学实验,目录,实验一 单相变压器,实验前言,实验二 三相变压器,实验三 三相变压器的联接组,实验四 三相变压器的不对称短路,实验五 单相变压器的并联运行,实验六 三相变压器的并联运行,实验七 三相鼠笼异步电动机工作特性,实验八 三相异步电动机的综合实验,实验九 三相同步发电机的运行特性,实验十 三相同步发电机的并联运行,实验十一 三相同步电机参数的测定,实验十二 直流发电机实验,实验十三 直流电动机实验,实验前言,电机实验室简介： 电机实验室是根据电机学等课程设置，由于本课程横跨“电力系统”、“电机”，“热能集控”与“智能建筑”多个领域，是电力系统及自动化专业的基础课程之一，广泛应用在工农

2、业生产、国防、交通等各个领域，有着广阔的应用前景。因此通过本课程的实践环节，可使学生对单相变压器、三相变压器、异步电动机、同步发电机、同步电动机、直流电动机与直流发电机等内容的学习有更进一步的深入了解，使学生具有初步分析、调试、维护电机装置等方面的能力。,实验一 单相变压器,d测量数据以后，断开电源，为下次实验作好准备。,2短路实验,实验线路如图。,实验时，变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。,c合上S1、S2，在保持U1=U1N及 条件下，逐渐增加负载，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2，共测取数据6-7组记录于表4中，其中I2=0和I2=I2N两点必测。,实验二 三相变压

3、器,实验三 三相变压器的联接组,(3)Y-11,按图接线。1U1、3U1两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取U1U11V1、U3U13V1、U1V13V1、U1W13W1 U1V13W1 U1W13V1，将数据记录于表3中,实验四 三相变压器的不对称短路,实验五 单相变压器的并联运行,实验六 三相变压器的并联运行,实验七 三相鼠笼异步电动机的工作特性,测量线路如图。,(a),(b),实验八 三相异步电动机的综合实验,一.实验目的,1.熟悉三相异步电动机几种常见起动方法。,2.了解电机调速及改变转向的方法 。,3.了解三相异步电动机的某些非正常运行现象,探讨产生这些现象的原因。,4.掌

4、握力矩与电压平方成正比的关系。,二.实验内容,1.测定三相异步电动机定子绕组的首末端。,2.三相异步电动机的起动。,3.三相异步电动机的调速和逆转。,4.三相异步电动机的非正常运行 。,5.验证力矩与电压平方成正比的关系。,实验九 三相同步发电机的运行特性,2空载试验,（4）保持这时的同步发电机励磁电流If恒定不变，调节负载电阻RL和可变电抗器XL使负载电流改变而功率因数保持不变为0.8，测同步发电机端电压和相应的平衡负载电流，测出整条外特性。记录6-7组数据于表7中。,实验十 三相同步发电机的并联运行,实验十一 三相同步电机参数的测定,实验十二 直流发电机实验,一实验目的 1通过实验观察并励

5、发电机的自励过程和自励条件； 2掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被测试电机的有关性能。 二预习要点 1什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取； 2做空载实验时，励磁电流为什么必须单方向调节？ 3并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？,三实验项目 他励发电机 1空载特性：保持n=nN，使I=0，测取U0=f(If)； 2外特性：保持n=nN，使If =IfN，测取U=f(I)； 3调节特性：保持n=nN，使U=UN，测取If =f(I)。 四实验设备及仪器 1DTSZ-2系列电机系统教学

6、实验台主控制屏，包括直流励磁电源、直流电枢电源、单相可调电阻器等； 2直流电动机发电机机组； 3直流电压、安培表。,实验十二 直流发电机实验,五实验说明及操作步骤 1他励发电机。 按图7-1接线 G：直流发电机，PN=1.5KW，UN=230V，IN=6.52A，nN=1500r/min，Uf=220V，If=0.49A。 M：直流电动机，PN=2.2KW，UN=220V，IN=12.5A，nN=1500r/min，Uf=220V，If=0.61A。 S1：双刀双掷开关，位于BMEL-30。 U1：直流电机电枢电源 U2、U3：直流电机励磁电源 V：直流电流、电压表（BMEL-34C）,实验十

7、二 直流发电机实验,实验十二 直流发电机实验,（1）空载特性 a打开发电机负载开关S1并把负载调至最大，励磁电源和电枢电源的电压都调至零位（注意选择各仪表的量程）； b缓慢调节直流电机电枢电源使电动机旋转；。 c从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则电机转向应符合正向旋转的要求； d调节直流电机励磁电流至0.61A，再调节直流电动机电枢电压，使电动机转速达到1500r/min（额定值），并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速；,实验十二 直流发电机实验,e调节发电机励磁电源，使发电机空载电压达U0=1.2UN（264V）为止； f在保持电

8、机额定转速（1500r/min）条件下，从U0=1.2UN开始，单方向调节，使发电机励磁电流逐次减小，直至If2=0； 每次测取发电机的空载电压U0和励磁电流If2,只取几组数据，填入表7-1中，其中U0=UN和If2=0两点必测，并在U0=UN附近测点应较密。,实验十二 直流发电机实验,实验十二 直流发电机实验,（2）外特性 a在空载实验后，把发电机负载电阻R调到最大值，合上负载开关S1 ； b同时调节直流电动机励磁电压，发电机励磁电压和负载电阻R，使发电机的n=nN , U=UN（220V），I=IN（6.52A），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定励磁电流If2N= A ； c

9、在保持n=nN和If2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载电阻，即减少发电机负载电流，在额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，直到空载（断开开关S1），共取几组数据，填入表7-2中。其中额定和空载两点必测。,实验十二 直流发电机实验,实验十二 直流发电机实验,（3）调整特性 a断开发电机负载开关S1，调节发电机励磁电压，使发电机空载电压达额定值（UN=220V） b在保持发电机n=nN条件下，合上负载开关S1，调节负载电阻R，逐次增加发电机输出电流I，同时相应调节发电机励磁电流If 2，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电

10、流I和励磁电流If2，共取几组数据填入表7-3中。,实验十二 直流发电机实验,实验十二 直流发电机实验,实验十二 直流发电机实验,六注意事项 1. 起动直流电动机时，先加励磁电压，再加电枢电压； 2. 做实验过程中，励磁电流和电枢电流都不能超过额定值1.2倍以上。,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 1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？ 2.直流电动机调速原理是什么,实验十三 直流电动机实验,三.实验项目 1.直流电动机工作特性和机械特性 保持U=UN 和If =IfN 不变，测取n、T2 、n=f(Ia

11、)及n=f(T2)。 2.调速特性 (1 )改变电枢电压调速 保持U=UN 、If=IfN =常数，T2 =常数，测取n=f(Ua)。 (2)改变励磁电流调速 保持U=UN，T2 =常数，Ra =0，测取n=f(If) (3)观察能耗制动过程,实验十三 直流电动机实验,四实验方法及步骤,1并励电动机的工作特性和机械特性实验 接线图2-1 1.M为直流并励电动机M12（接成他励方式），UN=220V，IN=0.55A，nN=1500r/min，PN=80W；励磁电压Uf=220V，励磁电流If 0.13A,( IfN=90mA).,实验十三 直流电动机实验,M：直流并励(他)电动机M03 U1;

12、直流可调稳压电源; V1直流稳压电源电压表 A可用直流电源自带电流表 Ra电枢调节电阻 900 Rf:磁场调节电阻 3000 V2:直流电压表 300V, mA：直流毫安表 G:涡流测功机 IS：电流源，位于MEL-13，由“转矩设定”电位器进行调节 。,实验十三 直流电动机实验,步骤：,a将Ra调至最大，Rf调至最小，毫安表量程为200mA，电流表量程为2A档，电压表量程为300V档，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底，缓慢提高直流电源电压，起动并调整电机的旋转方向，使电机正转。 b直流电机正常起动后，将电枢串联电阻Ra调至零，调

13、节直流可调稳压电源的输出至220V，再分别调节磁场调节电阻Rf和“转矩设定”电位器，使电动机达到额定值：U=UN=220V，Ia=IaN，N=nN=1600r/min，此时直流电机的励磁电流If=IfN（额定励磁电流）。 c在保持U=UN， If=IfN 不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即逆时针调节“转矩设定”电位器，测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2，共取数据组填入表中,实验十三 直流电动机实验,表1 U=UN=220V If=IfN= A Ra= ,实验十三 直流电动机实验,.调速特性,（1）改变电枢端电压的调速 a按上述方法起动直流电机后，将电阻Ra调至零，并同时调节负载，电枢

14、电压和磁场调节电阻Rf，使电机的U=UN，Ia=0.5IN，If=IfN，记录此时的T2= N.m b保持T2不变，If=IfN不变，逐次增加Ra的阻值，即降低电枢两端的电压Ua， Ra 从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和电枢电流Ia，共取7组数据填入表2中。,实验十三 直流电动机实验,表2 改变电枢端电压调速 If=Ifn = A T2= N.m,实验十三 直流电动机实验,(2)改变励磁电流调速,a直流电动机起动后，将电枢调节电阻和磁场调节电阻Rf调至零，调节可调直流电源的输出为220V，调节“转矩设定”电位器，使电动机的U=UN，Ia=0.5IN，记录此时的T2= N.m

15、 b保持T2和U=UN不变，逐次增加磁场电阻Rf阻值，直至n=1.3nN，每次测取电动机的n、If和Ia，共取7组数据填写入表中。,实验十三 直流电动机实验,改变励磁电流调速 n，.m,实验十三 直流电动机实验,.能耗制动,能耗制动按左图接线 RZ:采用两900欧的电阻并联, 其余的部份采用与前图中相同的器件;,实验十三 直流电动机实验,步骤： a.将开关S合向”1”端Ra调至最大,Rf调至最小起动电动机; b.在电动机运行正常后,断开电枢电源,记录电动机自由停机时间; c.重新起动电动机,待运行正常后,将S合向”2”端,记录能耗制动停机时间. d.选择不同的RZ阻值,记录相应的停机时间.并将

16、数据记录下表中,实验十三 直流电动机实验,表4 直流电动机能耗制动实验,实验十三 直流电动机实验,六实验报告要求,.由表计算和 并绘出n,T2, =f(Ia) n=f(T2)的特性曲线 P2=0.105nT2 P2(w) n(r/min), T2(N.m) P1=UI I=Ia+If =P2/P1*100% n=(n0-nN)/Nn*100% 2.绘出并励直流电动机调速特性曲线nf(Ua)和 nf(If) 分析恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规率及其优缺点 能耗制动时间与制动电阻值有何关系？,实验十三 直流电动机实验,七.思考题 1.并励电动机的速率特性n=f(Ia)为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为什么？上翘的