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1、电力电子技术综合电机学实验讲义湘南学院物电系电工电子实践教学中心2012年目 录第一章 电机及电气技术实验的基本要求和安全操作规程11.1 实验的基本要求 11.2 实验安全操作规程 2第二章 直流电机实验32.1 认识实验 32.2 直流并励电动机 7第三章 变压器实验113.1 单相变压器 113.2 三相变压器 173.3 三相变压器的联接组和不对称短路 243.5变压器的并联运行 37第四章 异步电机实验394.1 三相鼠笼异步电动机的工作特性和参数测定 394.2 三相异步电动机的起动与调速 47第五章 同步电机实验525.1 三相同步发电机的运行特性 525.2 三相同步发电机的并
2、网运行 575.3 三相同步电动机 625.4 三相同步电机参数的测定 66第一章 电机及电气技术实验的基本要求和安全操作规程1.1 实验的基本要求 电机及电气技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生能根据实验目的，实验内容及实验设备来拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。学生在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程对学生提出下列基本要求。 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
3、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确实作好了实验前的准备，方可开始做实验。 认真作好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。 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
4、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
5、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、专业班级、学号、姓名、实验日期、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）等。 3、列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等。 4、数据的整理和计算 5、按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不小于8cm8cm，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线,不在曲线上的点仍按实际数据标出。 6、根据数据和曲线进行
6、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。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。 7、每次实验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
7、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， 其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。第二章 直流电机实验2.1 认识实验 一、实验目的 1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。 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
8、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、实验项目 1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正直流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。 2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。 四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序1、实验设备 序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机及转速表1 台2DJ23校正直流测功机1 台3DJ15直流并励电动机1 台4D31直流数字电压
9、、毫安、安培表2 件5D42三相可调电阻器1 件6D44可调电阻器、电容器1 件7D51波形测试及开关板1 件2、控制屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44 五、实验说明及操作步骤 1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。2、用伏安法测电枢的直流电阻 图2-1 测电枢绕组直流电阻接线图 （1）按图2-1接线，电阻R用D44上1800和180串联共1980阻值并调至最大。A表选用D31上的直流安培表。开关S选用D51挂箱上的双刀双掷开关。 （2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。调节R使
10、电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U和电流I。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U、I三组数据列于表2-1中。 （3）增大R使电流分别达到0.15A和0.1A，用同样方法测取六组数据列于表2-1中。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值表2-1 室温 序号U（V）I（A）R（ 平均）（）Ra（）Raref（）1Ra11=Ra1=Ra12=Ra13=2Ra21=Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31=Ra3=Ra32=Ra33=表中： （4）计算基准工作温度时的
11、电枢电阻 由实验直接测得电枢绕组电阻值，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电枢绕组电阻值： 式中Raref 换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（）。 Ra电枢绕组的实际冷态电阻。（）。 ref 基准工作温度，对于E级绝缘为75 。 a实际冷态时电枢绕组的温度。（） 3、直流仪表、转速表和变阻器的选择 直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。 （1）电压量程的选择 如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为1000V量程档。 （2）电流量程的选择 因为直
12、流并励电动机的额定电流为1.2A，测量电枢电流的电表A3可选用直流安培表的5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，选用直流毫安表的200mA量程档。 （3）电机额定转速为1600r/min，转速表选用1800r/min量程档。 （4）变阻器的选择 变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路R1可选用D44挂件的1.3A的90与90串联电阻,磁场回路Rf1可选用D44挂件的0.41A的900与900串联电阻。 4、直流他励电动机的起动准备 按图2-2接线。图中直流他励电动机M用DJ15，其额定功率PN=185W，额定电压UN=220V，额定电流IN=1.2A,额定转速nN=1600r/min,额定励磁电流IfN0.16A。校正直流测功机MG作为测功机使用，TG为测速发电机。直流电流表选用D31。Rf1用D44的1800阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。Rf2选用D42的1800阻值的变阻器作为MG励磁回路串接的电阻。R1选用D44的180阻值作为直流他励电动机的起动电阻，R2选用D42上的900串900加上900并900共2250阻值作为MG的负载电阻。 接好线后，检查M、MG及TG之间
