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1、电机实验说明,试验台左边： 1.电源总开关 2.三相交流调压电源旋转调压器旋钮，开始前调到0位,交直流电源,直流高压电源： 励磁电源：220V，不可调，fuse:0.5A 电枢电源：可调，fuse：3A,电压电流表,1.自动换量程。注意所显示的量程 2.功能、量程键不必按,两种电流表量程：05A，01000mA,另一量程电流表,一、实验前的准备,实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书,了解实验目的、 项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题(有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等)，并按照实验项目准备记录抄表等。 实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为
2、确实作好了实验前的准备，方可开始做实验。,二、实验的进行,1、建立小组，合理分工 每次实验都以小组为单位进行,每组由23人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。 2、选择组件和仪表 实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。,3、按图接线 根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，一般按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线。 4、起动电机，观察仪表 在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然
3、后按一定规范起动电机，观察所有仪表是否正常(如指针正、反向是否超满量程等)。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。,5、测取数据 预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。正式实验时,根据实验步骤逐次测取数据。 6、认真负责，实验有始有终 实验完毕，须将数据交指导教师审阅。经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。,三、实验报告,实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。 实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。 实验报告包括以下内容： 1、实验名称、专业班
4、级、学号、姓名、实验日期、实验台号，室温。 2、列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据(PN、UN、IN、nN，UfN，IfN）等。,3、列出实验项目并绘出实验时所用的线路图（可用Microsoft office Visio软件也可用simulink） 4、列出电阻、仪表量程选择计算过程。 5、对各曲线进行MATLAB仿真。给出程序及仿真结果。（附录） 6、数据的整理和计算。 用MATLAB的plot指令画出所测曲线（并进行曲线拟合spline指令）。,6、根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。打印实验报告。 7、每次实验
5、每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。,1-2 实验安全操作规程,为了按时完成电机及电气技术实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程： 1、实验时，人体不可接触带电线路。 2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。 3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。,4、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免损坏仪表或电源。 5、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制，
6、其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。,变阻器 R1,3,5，900，900，0.5A R2,4,6,90，1.5A,1-3 变阻器的接线方法,变阻器的接法有3种，串联、并联和分压式。 串联接线方法如图1-1：,并联接线方法如图1-2：,分压式接线方法如图1-3：,Fuse：0.5A,负载电阻R 三相同轴联动可调电阻 注意应从MX和X之间接线 电阻接线前应确认电路没有断路，阻值变化与旋钮上所标“增大”，“减少”一致。,接线故障检查方法,可以用3种方法来排除。以图1-4为例,1、电流法（判断电路的故障）：从电路图1-4中可知，当闭合电源后电流表A1和电流表A3必须有电流量，如果没有电
7、流说明这两个回路线路不通的是有故障。是导线出问题还是保险丝烧？ 2、电阻法、电压法（排除故障）： 1）电阻法：使用万用表的电阻挡来检查线路的断路点。,2）电压法：使用电压表来逐点检查线路的电压值来判断电路的故障点。以图1-5为例，用电压表两端接在电枢电源两端此时电压表的读数为220V说明电源正常。然后电压表的负极端不动，电压表的正极端逐点检查（如a、b、c、d、 e）并观察电压表的读数变化情况来判定故障点。,测量电路的正确连接,高电压小电流适用,电压线圈电阻有分流作用，所以电压线圈应远离负载。 功率表的读数中除负载所消耗，功率外，还包括消耗在电流表上的功率，当负载电压较高，电流较小时，此项损耗
8、可忽略。,功率表 及 双投开关,单相变压器,空载实验：I2=0的条件下，测取空载特性曲线U0、P0、cos0=f(I0)。 短路实验：在U2=0的条件下，测取三相短路特性曲线Uk、PK、cosk=f(Ik)。 纯电阻负载外特性: 在U1=UN，cos2=1的条件下，测取U2=f(I2) 记录变压器额定值和负载允许电流！,变压器,测量注意,空载特性 1. 电源接低压线圈 2. 仪表接法 3. 测下降段，单向测量 4. 在额定点附近多测几点 5. 1.2UN，UN 这2点必做 短路特性 1. 电源接高压线圈 2. IK=IN0.2IN，Ik=IN点必做 外特性： 1. 电源接低压线圈，高压端接负载
9、 2. 在各点测量时，注意保持U1=UN不变 3. I2=0，I2=IN点必测,三相变压器的连接组,1. 测定原副方极性 2. 连接并判定连接组 Yy0,Yy6,Yd11,Yd5,连接组检验原理,以Y/Y0为例,由几何关系可得 UBb=UCc=UAB-Uab=(K-1)Uab,YD11,三相变压器,1. 测定变比 2. 空载实验I2=0的条件下，测取空载特性曲线U0、P0、cos0=f(I0)。 3. 短路实验在U2=0的条件下，测取三相短路特性曲线Uk、PK、cosk=f(Ik)。 4. 纯电阻负载实验 保持U1=UN，cos2=1的情况下，U2=f（I2） 变压器额定值！RL允许电流！,三
10、相笼型异步电动机工作特性,1. 测定电机的转差率 2. 测量定子绕组冷态电阻 3. 判定定子绕组首末端 4. 空载实验 5. 短路实验 6. 负载实验 电机额定值，绕组接法！,直流测功机原理,由E=Cen，Ia=(EU)/Ra，T=CmIa，得 T= CmIa=Cm (EU)/Ra =CmCen/ RaCmU/Ra =(CmCe2/Ra)n(Cm/Ra) U 机械特性曲线： 电路及机械特性见后,直流电动机的基本工作原理,感应电动势 E=Ce n， Ce是与电机结构有关的常数,电磁转矩 T=CT f Ia， CT是与电机结构有关的常数。设电刷位置使得主磁通不变。,主磁通 If,，,所以，当n=0
11、 时，E=0，电枢电流最大。所以，电枢回路中需要串接起动变阻器R1，使阻值最大，使Ia额定电流IN 。,电枢电流,直流电动机调速及改变转向的方法。,可见， 在T不变的情况下，改变电压U、激磁电流If和电枢回路电阻R可实现调速。 改变端电压U极性或励磁电流If的方向可改变转向。,图20-21,直流它励电动机调速,（20-30）,注意：运行时励磁回路决不能断路，造成失磁 当if=0，=剩磁，E减小，Ia将急剧上升，而T=CTIa，则 1.在轻载时将造成转速急速上升，达到危险的高值，即“飞车”； 2.若为重载，电磁转矩克服不了负载转矩，电机可能停转。 不论哪种情况，电流很大，超过额定电流十几倍，将对
12、电机造成严重损害。,磁场 、负载电阻的选择,Rf2用R4组件上的90与90串联加R6上90与90并联共225阻值,三相同步发电机的励磁绕组电阻：,同步发电机额定负载：实验电机的cos=1,Rf220,记下,直流电动机励磁电阻、电枢绕组串联电阻选择计算,校正过的直流测功机（355w，220V，2.2A，1500r/min，UfN=220V，IfN0.16A）,直流电动机磁场回路Rf2，220/0.16=1375。可选用R3上的900与900串联电阻(1800)。 ？测功机电枢回路额定负载电阻R2220/2.2=100,可选用R2上的90与90,额定数据记下,仪表选择,以直流电机为例,电流表选择：
13、IN=2.2A，选用数模双显智能直流安培表的5A量程档， 额定励磁电流IfN0.16A，选用数模双显智能直流毫安表的200mA量程档,同步发电机实验,？,24V励磁电源,负载电阻RL 接MX和X之间,Fuse：0.5A！,双投开关,空载实验：在n=nN、I=0的条件下，测取空载特性曲线U0=f(If)。 三相短路实验：在n=nN、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线IK=f(If)。 纯电感负载特性：在n=nN、I=IN、cos0的条件下，测取纯电感负载特性曲线U=f(If)。 外特性：在n=nN、If=常数、cos=1和cos=0.8(滞后)的条件下，测取外特性曲线U=f(I)。 调节特性：
14、在n=nN、U=UN、cos=1的条件下，测取调节特性曲线If=f(I)。,空载特性： 1.2UN，UN，If=0 这3点必做 测下降段，单向测量 在额定点附近多测几点 对曲线进行校正 保持额定转速 典型的空载特性（标幺值）表16-1,短路特性：1.2IN开始，IN点，If=0必做，复习不饱和同步电抗xd，短路比计算 零功率负载特性：从UN开始，U=0必做。复习饱和同步电抗xd，漏抗X，保梯电抗xp 外特性：额定点必做，直至I=0，求电压变化率 调整特性：I=0，I=IN点两点必做 注意：参数计算时，电压须是相电压；参数计算所需要的测量点须标出。,同步发电机调节方法,由电机学对称负载时的电枢反
15、应可得磁动势空间分布图,当内功率因数角=0，交轴电枢反应，同步电机处于发电状态，发出有功功率，不发出无功,当内功率因数角=90，直轴电枢反应，起去磁作用，同步电机处于过励状态，向电网输送感性无功,当内功率因数角=180，交轴电枢反应，同步电机处于电动状态，吸收有功,当内功率因数角= - 90，直轴电枢反应，起助磁磁作用，欠励状态，向电网输送容性无功,发电机运行于任意角度时，电枢磁动势分解为交轴和直轴两个分量。 交轴分量滞后于Ff1为发电运行，超前于Ff1为电动运行，它对应于输入和输出有功功率，对应交轴电流分量Iq。 直轴分量起助磁或去磁作用，当去磁作用时，电网上同步电机都系过励状态，不论用作发
16、电机或电动机；当助磁作用时，电网上同步电机都系欠励状态，不论用作发电机或电动机。对应直轴电流分量Id,当发电机要输出有功功率，原动机就必须克服有功电流分量所引起的阻力转矩，这就需要原动机产生更大转矩，以维持发电机转速不变 当发电机输出无功功率，不形成转矩，不需要原动机增加能量，但直轴电枢磁场对发电机转子磁场起去磁或助磁作用，为维持一定的电枢电压，发电机转子直流励磁也就应该相应增加或减少。 所以，实验中在负载改变时， 为保持发电机转速不变，应调节直流电动机（原动机）的输出转矩。调Raj及Rf （实验电路中的Ra及Rf） 为保持发电机电压不变，应调节同步发电机的励磁电流。,同步发电机额定值：PN=3UN*IN 同步发电机额定运行点的获得:从空载调起，逐步增加负载，调到额定工作点。可以获得调节规律。 但测取曲线时，应从重载到轻载逐点测取，避免电机过热。,满足电动机稳定运行条件 dT/dndTL/dn,纯电感负载
