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1、江西师范大学物理与通信电子学院电工实训报告实践三：单相电机的应用与电度表的安装班级：11级电子信息工程姓名：张宗波时间：2012年6月2日 实训名称： 单相电机的应用与电度表的安装实训目的 ： 1、了解单相电机的结构和工作原理； 2、了解单相电能表的结构和工作原理； 3、学会单相电能表及单相电机的安装； 4、学会连接简单的电路实物图。 5、学会电度表的使用及注意事项。实训原理：1、单相电机 ：结构图1单相电机一般是指用单相交流电源（AC220V）供电的小功率单相异步电动机。单相异步电动机通常在定子上有两相绕组，转子是普通鼠笼型的。两相绕组在定子上的分布以及供电情况的不同，可以产生不同的起动特性
2、和运行特性。其结构如图1所示 。 ：工作原理当单相正弦电流通过定子绕组时，电机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子
3、将顺着推动方向旋转起来。 图2电容分相电动机接线图及向量图要使单相电机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场， 在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动，起动后，待转速升到一定时，借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开，正常工作时只有主绕组工作。因此，起动绕组可以做成短时工作方式。但有很多时候，起动绕组并不断开，我们称这种电机为单相电机，要
4、改变这种电机的转向，只要把辅助绕组的接线端头调换一下即可。在单相电动机中，产生旋转磁场的另一种方法称为罩极法，又称单相罩极式电动机。此种电动机定子做成凸极式的，有两极和四极两种。每个磁极在1/3-1/4全极面处开有小槽，把磁极分成两个部分，在小的部分上套装上一个短路铜环，好象把这部分磁极罩起来一样，所以叫罩极式电动机。单相绕组套装在整个磁极上，每个极的线圈是串联的，连接时必须使其产生的极性依次按N、S、N、S排列。当定子绕组通电后，在磁极中产生主磁通，根据楞次定律，其中穿过短路铜环的主磁通在铜环内产生一个在相位上滞后90度的感应电流，此电流产生的磁通在相位上也滞后于主磁通，它的作用与电容式电动
5、机的起动绕组相当，从而产生旋转磁场使电动机转动起来。 2、 单相电能表电能表（电度表）是计量电能的仪表。凡是重要计量用电量的地方，都要使用电能表。电能表可以计量交流电能，也可以计量直流电能；在计量交流电能的电能表中，又可分成计量有功电能和无功电能的电能表两类。本节所要介绍的电能是用量最大的计量交流有功电能的感应式电能表。由于计量对象的特殊性，电能表有它与以前介绍的各类仪表不同的特点。它的活动部分不是线圈，也不是动铁，而是一个可以转动的铝盘。在电能表特有的磁路中，当有一定的电能通过电能表自电源流向负载时，铝盘就会受到一个转矩的作用而不停地旋转。这种工作原理的仪表称为感应式仪表。铝盘的转动既作为电
6、能表正常工作的标志，同时又带动一套齿轮，最后由计数器把铝盘的转数变换成所计量电能的数字。这个数字代表了累计用电量。因此，电能表是一种积算式仪表。交流电能表分为单相电能表和三相电能表两类，分别用于单相及三相交流系统中电能计量。一、单相电能表的接线 单相电能表有四个接线孔，两个接进线，两个接出线。按照进出线的排列顺序不同，单相电能表可分为顺入式接线和跳入式接线，两种接线方式见图2-18及图2-19。 图218 跳入式接线 图219顺入式接线对于一个具体的单相电能表，它的接线方法是确定的，在使用说明书上都有说明，一般在接线端盖的背后印有接线图。另外，还可以用万用表的电阻档来判断电能表的接线。电能表的
7、电流线圈串在负荷回路中，它的导线粗，匝数少，电阻值近似为零；而电压线圈与负荷并联，导线细，匝数多，其电阻值很大。根据使用电压及仪表型号规格不同，此值大约在700至1.6k之间，因此很容易把它们区分开来。如果电能表计量的负荷很大，超过了电能表的额定电流，那就要配用电流互感器。配用电流互感器的电能表的接线图见图2-20。此时，电能表的电流线圈不再串在负载回路中，而是与电流互感器的二次绕组相连接，电流互感器的一次绕组串到负载回路中去。这样，电能表的电压线圈将无法从它邻近的电流接线端上得到电压。因此，电压线圈的进线端必须单引出一根线，接到电流互感器一次回路的进线端上去。要特别注意的是，电流互感器的两绕
8、组的同名端和电能表两个线圈的同名端的接法不可搞错，否则可能引起电能表倒转。二、三相电能表的接线图220三相电能表按其结构的不同，可分成两元件表和三元件表。所谓一个元件，就是指一组电流线圈和一组相关的电压线圈以及它们各自的铁芯。单相电能表只有一组元件，而三相电能表可以有两组或三组元件。其中两元件表用在三相三线制系统中，用来计量三相负载的用电量，也可以用在负载对称的三相四线制供电系统中。而三元件表用在三相四线制的供电系统中，既可计量对称负荷，也可以计量不对称负荷。三相电能表的接线方法见图2-21。如果负荷电流较大，同样要配用电流互感器，配用电流互感器的接线图见图2-22。配用电流互感器时，由于电流
9、互感器的二次电流都5A。因此，电能表的额定电流也应选用5A。这种配合关系称为电能表与电流互感器的匹配。 图221(a) 三相二无件电能表配电流互感器接线图(b) 三相三元件电能表配电流互感器接线图三、电能表的安全要求（一）电能表的选择要使它的型号和结构与被测的负荷性质和供电制式相适应，它的电压额定值要与电源电压相适应，电流额定值要与负荷相适应。（二）要弄清电能表的接线方法，然后再接线。接线一定要细心，接好后仔细检查。如果发生接线错误，轻则造成计量不准或者电表反转，重则导致烧表，甚至危及人身安全。（三）配用电流互感器时，电流互感器的二次侧在任何情况下都不允许开路。二次侧的一端应做良好的接地。接在
10、电路中的电流互感器如暂时不用时，应将二次侧短路。（四）容量在250A及以上的电能表，需加装专用的接线端子，以备校表之用。 实训器材 单相电能表、单相电机、闸刀开关、陶瓷保险、单刀双掷开关等 实训步骤闸刀开关1 在木板上设计并画出布线路径和元件位置( 如图4)。电能表1 2 3 4单相电机保险 图42把元件固定在木板上； 3.接线； 4.自检、互检。请教师检查后接电源；5.用测电笔测闸刀开关出的火线孔位置，试验开关控制电机；6.实验结束先拔插头切断电源然后拆卸整理器材。实训记录：通过此次实训，我学到了许多，感触颇深。首先， 单相电机的应用与电度表的安装该实训项目是一个贴近生活的，在我们的生活中是不可避免的，该实训让我们掌握了基本的知识和实践能力；其次，通过实训克服了我们对家电的一种恐惧心理，让我们在以后的生活中遇见此问题敢于去解决。我发现只要我们在实验中谨记老师的指导，认真操作，正确操作，我们就能安全地，出色地完成老师交给我们的任务；只要我们敢于动手动脑，我们就能完成我们的目标；只要我们能都动手就能一步一步地向一个标准的工科生走近。
