电机学-课程实验指导

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1、电动机实验 指导电动机实验指导 实验一 变压空载实验1. 实验目的：（1）掌握变压器空载实验方法（2）测定变压器的变比和损耗（3）测定变压器的励磁参数2. 实验仪器 （1）单相变压器 （2）单相调压器 （3）功率表 （4）电压表 （5）电流表 3. 实验电路 图 1 变压器空载实验电路图 4. 实验步骤 （1）按图 1 变压器空载实验电路连线，将单相调压器调节手柄置于输出 电压为 0 处，经指导教师检查许可后，合上电源开关 S 进行实验。 （2） 实验要求 变压器空载实验在低压侧加额定电压，高压侧开路；目的是为了保证实验 人员安全。 （3） 测量变压器空载实验数据 将自耦调压器调制电源电压的

2、1.11.3 倍，然后逐渐降低实验电压，直至电 源电压U=0 为止，测量并记录 78 组空载实验数据，空载电压U 0 、空载电流 I 0 、空载损耗p 0 ，必须连续降低实验电压进行测量。 注意测量额定电压U e 下的空载实验数据，空载电压U 0 =U e 、空载电流I 0 、 空载损耗p 0 ，空载副边电压U 20 =U 2e 。5. 数据计算 用测得的额定电压参数计算变压器变比及各个励磁参数， K 、p Fe 、Z m 、R m 、X m 。 计算公式： ， ， ；将各个参数折算到原 0 e 2 2m I U Z 2 0 0 2m I p R 2 m 2 m 2m -R Z X 边，计算公

3、式： ，, ， 。 m 2 2 m 1 R K R m 2 2 m 1 X K X m 2 2 m 2 2 m 2 m 1 Z K X R Z 6. 绘制实验曲线 用测量的实验数据绘制实验曲线， ， ； ) ( 0 0 U f I ) ( 0 0 U f p 7. 回答问题 为什么将各个参数折算到原边？ 8. 撰写实验报告 注：见图 2 功率表，功率表有很多的类型。D28-W 型功率表的使用，功率表（又称为 瓦特表或电力表） ，用于测量电路的有功功率，电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联， 量程有多个，测量时要记录各个量程。电流线圈有两组，接法如图 3 所示。串联量程小， 并联量程大，功率表

4、的量程，见表 1。 表 1 D28-W 型功率表的量程 电流量程 0.25 0.5 电压量程 30 75 150 300 30 75 150 300 功率量程 7.5 18.75 37.75 75 15 37.5 75 150 功率表分度值 （W/div ） 0.25 0.5 1 0.2 0.2 0.5 1 2图 2 功率表 （a ）线圈串联 （b）线圈并联 图 3 功率表线圈 实验二 变压短路实验 1. 实验目的：（1）掌握变压器短路实验方法（2）测定变压器的短路参数（3）计算变压器绕组参数，参数折算。2. 实验仪器（1）单相变压器 （2）单相调压器 （3）功率表 （4）电压表 （5）电流表

5、 3. 实验电路 图 4 变压器短路实验电路图 4. 实验步骤 （1）按图 4 变压器短路实验电路连线，将单相调压器调节手柄置于输出电 压为 0 处，经指导教师检查许可后，和上电源开关 S 进行实验。 （2）变压器短路实验在高压侧加低压，约为 0.4U e 左右，即额定电流，低 压侧短路；目的是为了保证实验人员安全。 （3） 测量变压器短路实验数据，方法，将自耦调压器调制 0.4U e 电压的 1.11.3 倍，然后逐渐降低实验电压，直至电源电压U=0 为止，测量并记录 78 组短路实验数据，短路电压U 0 、短路电流I 0 、短路损耗p 0 ，测量绘制实验曲线。 必须连续降低实验电压进行测量

6、。 注意测量电压 0.4U e 下的短路验数据短路压U k 、短路电流I 0 、短路损耗 p 0 ，用 0.4U e 电压参数计算变压器短路（绕组）参数，p Cu、Z k 、R k 、X k 。 5. 数据计算 用测得的 0.4U e 电压数据计算变压器各个短路参数。 计算公式： ， ， ； k k k I U Z 2 k k k I p R 2 k 2 k k -R Z X 由于绕组的电阻大小随温度变化，变压器短路实验时间长短不同，变压器 绕组温度也不同，按国家标准规定，测得及计算出的短路参数，要折算到工作 温度（75 0 C ）度时的数值。即， ， 0 0 k k75 75 0 T T R

7、 R C 2 k 2 C k75 k 0 X R Z 式中：-实验时实验室温度，可采用当日天气预报温度。 k 测量数据。 T 0 常数，变压器为铜线绕组，T 0 =234.5，变压器为铝线绕组，T 0 =225，6. 绘制实验曲线 用测量的实验数据绘制实验曲线， ， ； ) ( k k U f I ) ( k k U f p 7. 回答问题 为什么必须连续降低实验电压进行数据测量？ 8. 撰写实验报告实验三 绕组同名端判别1. 实验目的： （1）掌握判断变压器绕组同名端的方法 （2）掌握判断电动机绕组同名端的方法2. 实验仪器 （1）单相变压器 （2）三相异步电动机 （3）电压表 （4）电流表

8、 （5）万用表、毫安或微安电流表 3. 实验电路 图 5 电压表法测定单相变压器绕组极性接线图（a ） （b） （c ） （d）（e ） 图 6 测定三相交流异步电动机定子绕组同名端 4. 实验步骤 （1）按图 5 实验电路连线，用一根导线将原绕组的末端 1U1 与副绕组的 末端 2U1 短接起来，在原绕组加不大的（不大于额定电压）电压交流电压U 1 ， 用万用表测量U 1 ，U 2 ，U 3 ，U 3 =|U 1 -U 2 | ，则原、副绕组两个短接端 2U1、2U2 为同名端；如果测得原、副绕组两首端等于原、副绕组电压之和，即 U 3 =U 1 +U 2 ，则原、副绕组两个短接端 1U2、

9、2U2 为异名端。 （2）按图 6（a ） （b） （c ）交流法所示，将三相异步电动机的任意两相串 联后接到低压交流电源，如 220V 上，测量第三相绕组的电压（或观察灯是否 发亮）如果第三相绕组的电压为 0（或灯不亮） ，则两串联绕组，是同名端相连， 首端和首端（或末端和末尾端相连。如果第三相绕组电压不为 0（或灯亮） ，则 相串联的绕组是异名端相串联，即首端与末端相连，用相同方法测量第三相绕 组首末端。如图 6（b）及（c） 。 （2）直流法 按图 6（d）先定出任意一相绕组的首端、末端， （如 V 相的首端 V1 ，末端 V2） ，通过开关 S 与直流电源（也可以使用干电池）一端相接，

10、将另一相（如 W 相）绕组的两端接到直流毫安表（万用表的直流毫安档也可以） 。 开关接通采用点接方式，注意观察接通开关 S 的瞬间表针摆动方向，如表 针向右偏转，则万用表负表笔所接出线端与电池正极所接出线端是同名端（同 为首端或末端） 。接通开关 S 的瞬间表针摆动方向向左偏转，则万用表负表笔所 接出线端与电池正极所接出线端是异名端（即一个为首端，另一个为末端） 。 （3）电机旋转法 按图 6（e ）接线，将三个绕组与一个电流表（毫安表、微安表、万用表的 毫安档）并联在一起，用手转动电动机转子，如电流表有读数，则不是同名端， 调换其中一相绕组的两个出线端，直至电流表读数为 0，此时三相定子绕组

11、为 同极性端相连接。 5. 数据记录 将实验数据填入表 2。 表 2 实验数据记录表 相绕组电压 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 第六次 U1-U2 V1-V2 W1-W2 6. 回答问题 为什么三相异步电动机的任意两相串联后接到低压交流电源，如 220V 上， 测量第三相绕组的电压（或观察灯是否发亮） ，如果第三相绕组的电压为 0（或 灯不亮） ，则两串联绕组，是同名端相连？ 7. 撰写实验报告 实验四 三相交流异步电动机的使用 1. 实验目的： （1）掌握测定三相交流异步电动机的起动方法； （2）了解三相交流异步电动机的 Y 起动方法； （3）掌握三相交流异步电动机正方转运行方法；

12、 （4）了解起动电流的测定； （5）比较不同起动方法的起动电流。2. 实验仪器 （1）三相异步电动机 （2）电流表 （3）倒顺开关 （4）Y 起动电路板 3. 实验电路 （a ）星形联接起动（b）三角形联接起动 图 8 三相交流异步电动机直接起动 图 9 星形三角形降压起动 图 10 三相异步电动机正、反转运行 4. 实验步骤（1）三相交流异步电动机起动 按图 8（a ）所示，将三相异步电动机星形联接，直接起动，测量并记录起 动电流。 按图 8（b）所示，将三相异步电动机三角形联接，直接起动，测量并记录 起动电流。 （演示练习） （2）三相交流异步电动机降压起动（演示练习） 按图 9 将三相异

13、步电动机星形三角形联接，降压起动，起动时将开关合 到起动侧，待电动机起动后，再将三相异步电动机合至运行处。 测量并记录起动电流。与三相异步电动机直接起动电流比较。 （3）三相异步电动机正反转运行 按图 10 将三相异步电动机接线，实现三相异步电动机正、反转。 5. 数据记录 将各种起动方法的起动电流填入表 3 中。 表 3 三相异步电动机起动电流对比表 6. 回答问题 为什么三相异步电动机的各种起动方法起动电流不同？ 7. 撰写实验报告 实验五 低压电器的使用 1. 实验目的： （1）了解常用控制电器的结构及其使用方法； （2）掌握自锁和互锁控制原理； （3）初步了解低压控制线路的连接方法；2

14、. 实验仪器 （1）三相异步电动机 （2）热继电器 （3）交流接触器 （4）按钮开关 （5）电流表 （6）万用表 3. 实验电路 起动方法 第一次 第二次 第三次 星形联接直接起动 三角形联接直接起动 星形三角形联接降压起动 图 11 三相交流异步电动机点动控制电路 图 12 三相交流异步电动机自锁控制电路图 13 三相异步电动机正、反转控制电路 4. 实验步骤 （1）三相交流异步电动机点动控制 按图 11 所示，三相异步电动机点动控制电路。接线，运行。 （2）三相交流异步电动机自锁控制 按图 12 所示，三相异步电动机自锁控制电路。接线，运行。 （3）三相异步电动机正、反转控制 按图 13

15、所示，三相异步电动机正、反转控制电路。接线，运行。 5. 回答问题 为什么三相异步电动机的正、反转运行要采用互锁控制？ 6. 撰写实验报告 实验六 低压电器负载实验 1. 实验目的： （1）掌握常用控制电器使用方法； （2）掌握自锁和互锁控制原理； （3）掌握低压控制线路的连接方法；2. 实验仪器（1）三相排灯 （2）热继电器 （3）交流接触器 （4）按钮开关 （5）电流表 （6）万用表 3. 实验电路 图 14 低压电器负载实验 4. 实验步骤 （1）按图 14 低压电器电路连线，将 220V 电源的地线首先接通，经指导 教师检查许可后，合上电源开关 QF1 进行实验。 （2） 实验要求 三相负载排灯全开，记录电流、电压值； 每一相负载排灯单独开，记录电流、电压值；每两相负载排灯开，记录电流、电压值； 每一相负载排灯开一个灯，记录电流、电压值； 每一个灯开，记录电流、电压值； 灯全关，记录参数； 5. 数据记录 将实验数据记录到表 4 中。 表 4 低压电器负载实验数据表 灯 1 灯 2 灯 3 灯 4 灯 5 灯 6 负载灯 亮 不亮 亮 不亮 亮 不亮 亮 不亮 亮 不亮 亮 不亮 U 相电压 U 相电流 V 相电压 V 相电流 W 相电压 W 相电流 6. 回答问题 负载时各相的电压和电流为什么不同？ 7. 撰写实验报告