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1、电机与电力拖动基础课程设计报告 专业：班级：姓名：学号：一.课程设计说明：目的和意义：在国民经济各部门中广泛应用各种各样的生产机械。各种生产机械都需要原动机拖动才能正常工作，以电动机拖动生产机械的拖动方式称为“电力拖动”。电机与电力拖动此门课是工业自动化及相近专业的一门重要的技术基础课，本门课的任务是使学生掌握常用交、直流电机、控制电机及变压器的基本结构和工作原理，以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择及试验方法，本课程研究电机与电力拖动系统的基本理论，为学习“电气控制”、“自动调速系统”等课程准备必要的基础知识。电机与电力拖动此门课在专业学习中占有相当重要的地位。同时，又可以作为一门
2、独立的技术应用课，直接为工业生产服务。电机与电力拖动基础课程设计是掌握电机与电力拖动基础知识的重要实践环节，通过这一课程要求掌握基本的变压器、电机的操作方法和操作技能；学会根据设计目的拟定设计路线，选择所需仪器和设备，确定操作步骤，测取数据，进行分析研究得出必要的结论，进而完成完整的设计报告。整个设计过程中训练者必须集中精力、严肃认真。这一课程的开设有利于培养实训参加者分析问题、解决问题的能力，提高实训参加者全局考虑问题、应用所学知识的能力，对培养和造就应用性工程技术人才将起到较大的促进作用。 为了加强对学生工程应用能力的训练与培养，更好实现理论与实践的结合，真正做到增长知识与发展能力的统一，
3、我们为学生开设了电机与电力拖动基础课程设计，该课程设计是在完成电机与电力拖动的理论教学之后安排的一个实践教学环节，目的是让本专业在掌握基本理论的基础上，立足于实践应用，通过完成两、三个设计项目巩固和加深电机与电力拖动课程中所学的理论知识和实验能力，为以后专业课程的学习打下良好的基础。二.课程设计项目名称： 三相变压器的参数实验 同组人： 时间： 2016年1月6日 室温： 15 摄氏度 （一）.课题分析：变压器是用来变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。变压器的工作原理是建立在电磁感应原理基础之上的。变压器铁芯内产生的总磁通分为两个部分，其中主磁通是以闭合铁心为路径，它同时匝链原、副
4、绕组，分别感应电势，磁通是变压器传递能量的主要因素。还有另一部分磁通通过非磁性物质而形成闭合回路，变压器负载运行时，原、副方都存在这部分磁通，分别用和表示。而变压器空载运行时仅原方有，这部分磁通属于非工作磁通，其量值约占总磁通的，故把这部分磁通称为漏磁通。漏磁通和分别单独匝链变压器的原绕组和副绕组，并在其中感应电势和。实际变压器中既有磁路问题又有电路问题，这样将会给变压器的分析、计算带来困难。为此，对变压器的电压、电流和电势的关系进行等值变换（即折算），可将同时具有电路和磁路的问题等值简化为单一的电路问题，以便于计算。图为双绕组变压器的“型”等值电路。变压器的参数即为图中的等。因此，等值电路中
5、所有参数包括各电压、电流、电势的值均为单相数值。变压器归算的基本方程式为：式中分析变压器性能的方法通常使用等效电路、方程式和相量图。一般若作定性分析，用相量图较方便；若作定量计算，则用等值电路较方便，故通常就是利用等效电路来求取变压器在不同负载时的效率、功率因数等指标的。要得到变压器的等效电路，一般是通过变压器的空载实验和负载损耗实验（也叫短路实验），再经计算而得出其参数的。由变压器空载实验，可以测出变压器的空载电流和铁心损耗，以及变压器的变比，再通过计算得到变压器励磁阻抗。空载时变压器的损耗主要由两部分组成，一部分是因为磁通交变而在铁心中产生的铁耗，另一部分是空载电流在原绕组中产生的铜耗。由
6、于空载电流数值很小，此时铜耗便可以略去，而决定铁耗大小的电压可达到正常值，故近似认为空载损耗就是变压器的铁耗。空载实验为考虑安全起见，一般都在低压侧进行，若要得到折算到高压侧的值，还需乘以变比平方。由变压器负载损耗实验可以测出变压器阻抗电压、短路电流和变压器铜损耗。再通过一些简单计算可求出变压器一次和二次侧绕组的电阻和漏电抗。负载损耗实验时的损耗也由两部分组成，一部分是短路电流在一次和二次侧绕组中产生的铜耗，另一部分是磁通交变而产生的铁耗。由于短路实验所加电压很低，因此这时铁心中磁通密度很低，故铁心损耗可以略去，而决定铜耗大小的电流可达正常值，所以近似认为负载损耗就是变压器铜耗。电力供电系统为
7、三相电，所以我们多用的是三相变压器，三相变压器铭牌上的额定电压、和额定电流、分别指线电压和线电流的数值，所以三相双绕组变压器的额定容量为。1.三相变压器空载实验 三相变压器空载实验接线图实验线路如图，为安全起见，将低压侧经调压器和开关接至电源，高压侧开路。本实验要求电源频率应等于或接近被试变压器的额定频率，允许偏差规定不超过，三相电压基本对称，且电压波形应是实际正弦波。 接线无误后，调压器输出调零，闭合电源开关S1和S2，调节调压器使输出电压为低压测额定电压，记录该组数据于表4-2中，然后逐次改变电压，在（1.20.5）的范围内测量三相空载电压、电流及功率，共测取79组数据，记录于表中。2.三
8、相变压器短路实验三相变压器短路实验接线图三线变压器短路实验操作接线图（二）.设备清单：序号型号名称数量1D33数/模交流电压表1件2D32数/模交流电流表1件3D34-3智能型功率、功率因数表1件4DJ12三相心式变压器1件5D42三相可调电阻器1件6D51波形测试及开关板1件（三）.操作过程:1、空载试验（1）按空载试验接线图接线（高压侧开路）（2）接线无误后，调压器输出调零，闭合开关，调节调压器使输出电压为低压侧额定电压,记录于表中。（3）逐次改变电压，在19.938.16V的范围内测量空载电压电流功率，共测数组数据记录于表中。2、短路试验（1）变压器低压侧用较粗导线短路，高压侧通过以低电
9、压。（2）接线无误后，将调压器输出端可靠地调至零电位，合上开关，监视电流表指示，微微增加调压器输出电压，使电流达到高压侧额定值 。（3）缓慢调节调压器输出电压，使短路电流在0.20.44A的范围内，测量输入电流，功率和电压，记录数组数据，记于表中。（四）.原始数据、现象记录（包括各种图表） 1.三相变压器三相变压器短路实验数据三相变压器三相变压器短路实验数据次数UABUBCUCAIAIBICP1P2Pk功率因数1功率因数214.34.34.30.0870.0870.0870.200.20126.96.96.90.1420.1420.1420.80.10.90.111310.210.210.20
10、.2110.2120.2111.70.32.00.151414.414.414.40.2990.2990.2993.60.64.20.140.94519.319.319.30.4050.4050.4056.61.07.60.140.962.三相变压器空载实验数据三相变压器空载实验数据次数UabUbcUcaIaIbIcP1P2功率因数1110.510.5420.010.010.0100121515580.0130.0130.0130.10.11325.425.41000.0210.0210.0210.10.21430.230.21200.0250.0250.0250.10.31538.338.3
11、1510.0250.0250.0340.30.51（五）.数据处理与故障分析：1.三相变压器功率的分配解：（1）变压器由电源输入的有功功率：2.变压器输出的有功功率： 。（1）三相变压器的损耗分配解：（1）总损耗： ；（2）铜损耗： ；（3）铁损耗： 。3. 的最大值解：当铜损等于铁损时 最高三.课程设计项目名称：直流电机的启动与调速同组人： 时间： 2015年1月6日 室温： 15摄氏度 （一）课题分析：通过本次的课程设计更进一步的掌握和了解异步电动机的调速方法。这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中，使我们在学习中起到主导地位，是我们在实践中掌握相关知识，能够培养我们的职业技能
12、，课程设计是以任务引领，以工作过程为导向，以活动为载体，给我们提供了一个真实的过程，通过设计和运行，反复调试、训练、便于我们掌握规范系统的电机方面的知识，同时也提高了我们的动手能力。（二）.设计电路图及分析：直流电机是电机的主要类型之一。直流电动机以其良好的启动性和调速性能著称，直流发电机供电质量较好，常作为励磁电源。与交流电机相比直流电机的结构较复杂，成本较高，可靠性较差，使它的应用受到限制。近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电机有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值。直流电动机的励磁方式不同会使直流电动机的运行性能产生很大差异。按照励
13、磁方式的不同，直流电动机可分为他励、并励、串励、复励电动机。直流电动机的机械特性是指电动机处于稳态运行时，电动机的转速与电磁转矩之间的关系：n f(Tem)。 电力拖动系统的调速可以采用机械调速、电气调速或二者配合调速。通过改变传动机构速比进行调速的方法称为机械调速；通过改变电动机参数进行调速的方法称为电气调速。改变电动机的参数就是人为地改变电动机的机械特性，使工作点发生变化，转速发生变化。调速前后，电动机工作在不同的机械特性上，如果机械特性不变，因负载变化而引起转速的变化，则不能称为调速。当电磁转矩与转速的方向相同时，电机运行于电动机状态，当电磁转矩与转速方向相反时，电机运行于制动状态。电枢电源图- 他励直流电动机机械特性测定的实验接线图1.起动特性直流电动机接通电源以后，电动机的转速从零达到稳态转速的过程称为起动过程。对于电动机来讲，我们总希望它的起动转矩大，起动电流小，起动设备简单、经济、可靠。直流电动机开始起动时，转速n=0，此时直流电动机的反电动势(E=KEn)还没有建立起来，由电枢电阻Ra较小，Ia=uR。，所以此时电枢电流最大。另外，根据转矩公式T=KTI可知，由于电枢电流非常大，此时的起动转矩也非
