电机与拖动基础实验指导书

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1、电机与拖动基础实验指导书实验要求与注意事项一：实验之前必须进行充分的预习，初步明确实验的目的、要求、方法和步骤。画出实验线 路图，经老师检查合格后才可以到实验室做实验。二：由于本实验是220 伏直流电，交流电，并且都是高速旋转的电机，所以一定要有安全意 识，遵守实验室规则，确保人身安全。三：实验之前应对所实验的电机作一般性的检查，如电机的装配质量，名牌数据，测试中仪 表量程的选择等。以便保护设备的完好。爱护实验仪器和设备。四：实验线路接好之后，同学先自己检查是否接线正确，然后再由老师检查，无误后，方可 通电进行实验。五：实验过程中，调节负载或者改变电阻、电压、转速、等量时，必须先考虑其它量的变

2、化 关系，并随时注意转速和电流是否超过额定值。六：实验中要仔细观察，正确的操作，完整的纪录，深入的分析研究。实验过程中如发生故 障，应立即切断电源，分析故障原因，设法排除故障。七：实验后，要写出实验报告。其内容根据每个实验的要求而定。除了列出实验结果之外， 还要有分析和结论。计算内容必须列出所有的公式，并以一组数据为例进行计算，其它可直 接列入数据表格中。目录实验一：直流电动机的机械特性. 1实验二：三相异步电动机的机械特性-.7实验三：异步电动机的M-S曲线测绘.11实验一 直流电动机的机械特性一、实验目的（一）测定直流他激电动机的固有特性和人为特性。（二）了解直流电动机在各种运行状态下的接

3、线方法、启动方式和运行状况。（三）用理论计算的方法求出所测取的机械特性，并与实验结果作分析比较从 而加深对理论知识的理解。二、预习要点（一）改变直流他激电动机机械特性有哪些方法？（二）直流他激电动机在什么情况下，从电动运行状态到回馈制动状态？（三）直流他激电动机回馈制动的能量传递关系、电势平衡方程式及机械特性。（四）直流他激电动机反接制动的能量传递关系、电势平衡方程式及机械特性。三、实验项目（一）测定直流他激电动机在电动状态时的固有特性（Ra= 0）。（二）测定直流他激电动机在电动、反接、再生、能耗、状态下的人为机械特性四、实验仪器与设备（一）MEL 系列电机教学实验台主控制屏（二）电机导轨及

4、测功机、转矩测速测量组件（NMEL-13）、电机 导轨、转速表（三）直流并励电动机M03、M01、（接成他励方式）（四）直流稳压电源（NMEL-18A）（五）直流电压表、毫安表、安培表（MEL-001E）（六）波形测试及开关板（ NMEL-5）（七）三相可调电阻900欧姆（NMEL-3）（八）三相可调电阻90欧姆（NMEL-4）（九）电机启动箱（ NMEL-09）五、实验线路、原理、说明及操作步骤图 1-1 直流他励电动机机械特性实验线路图中：M：直流并励电动机 MOI, PN=100W, Un=220V, In=0.5A, nN=1600r/min,励 磁电压Uf=220V、额定励磁电流1仮

5、 0.13A,（接成他励接法）G：直流并励电动机 M03, Pn=185W, Un=22OV, In=1.1A,nN =1600r/min,励磁电压Uf=220V、额定励磁电流1仮 0.16A,（接成他励接法）S、S2、S3：双刀双掷开关、位于NMEL-05mA. A：为直流毫安表和直流安培表、位于直流电源上NMEL-18mA2、A2：为直流毫安表（量程选200 mA）和直流安培表（量程选5A）,位于MEL-OO1EUi、U2：为可调直流稳压电源和直流电动机励磁电源Vi：可调直流电压表、直流稳压电源自带V2：直流电压表（量程选300V）、位于MEL-001ERa：电动机电枢（armature）

6、串入电阻、360Q （四只90Q串联）位于NMEL-04Rf1:电动机磁场调节电阻、900Q变阻器、位于NMEL-03Rf2：负载机磁场（magnetic field）调节电阻、3000Q/200 mA、位于 NMEL-09Rl：电动机负载（load）调节电阻、用NMEL-03中间端和下端变阻器、串并 联接法、阻值为2250C （两个900Q串联加上两个900C并联）。调节时先调节 串联部分,当串联电阻部分调到最小还需继续调节时,必须用导线将串联电阻 部分短接（防止负载电流过大烧毁熔断器）,然后继续调节并联电阻部分。 RL 的联接如图1-2。0.41A900Q0.41AI900图 1-2负载

7、RL 的联接图（一）固有特性测试 实验之前，检查开关、电阻等所处的位置：1、接通励磁直流电源，调节Rfi、Rf2使电动机（M）和负载电 动机（G）加入适当的励磁电流，励磁电流额定值分别小于0.13A 和 0.16A 。2、S2、S3、均合向左方，Ra、Rl均至于最大位置。Rm Rf2于最小位置。3、接通可调直流电源，使电动机电枢电压为U=Un=220V,电机开始起动。4、调节Ra至零，电动机转速升高。分别调节磁场电阻Rfi、Rf2、和负载电阻Rl、 使电动机达到额定励磁对应的转速，n=nN，If +Ia = IN = 0.5A，（如：此时的 励磁电流 If = IfN= 0.085A 则 0.

8、085+0.42=0.5A）记录此值。调Rl时先调节串联部分，当串联电阻部分调到最小还需继续调节时，必须用 导线将串联电阻部分短接（防止负载电流过大烧毁熔断器），然后再继续调节并oiaii_ik联电阻部分。5、保持U=Un=220V和上面测出的If = IfN不变，增加 Rl的阻值逐渐减小负载，测取电动机从额定负载到空载 范围的转速n和电枢电流Ia，取56组数据列入表格并 作曲线。图 1-3 直流他励电动机固有机械特Ra = 0U=Un=220VIfN = ( ) AIa (A)n (r/min)注意：测完之后负载Rl退回最大位置，后面的实验均如此。二） 人为特性测试（电枢串接电阻 Ra 36

9、0 ） 1、电动状态特性（负载电动机 G 处于发电状态运行）通电之前，Rl置最大，Ra为360Q，其余电阻 均不变，S3合向右方。此时负载电机G的转向要与被 测电机G的转矩相反（可改变S3电源极性来判断）。 由于电动机电枢串接电阻，所以通电后转速明显下 降，约在850 r/min左右，特性变软，逐渐减小RL， 测取在第一象限的 45个 n、Ia 的值，直到电动机 堵转n=0,（此时Ia约为0.5A）,特性在第一象限。图 1-4 直流他励电动机人为机械特性Ra = 360QUN=220VIfN = 0.085AIa（A）n （r/min）2、反接制动状态特性电机转速下降到堵转（n=0）继续减小R

10、l则电机反转，进入第四象限，在堵 转点至额定电流点范围测取23个n、Ia的值（la v0.6A）。Ra = 360QUN=220VIfN = （ ） AIa（A）n （r/min）3、回馈制动状态特性将S3电源接线极性接为电动机和负载机的转矩方向相同。逐渐减小Rl， 则 Ia 减小、转速升高，直到Ia = 0、n = n0 （理想空载转速点）。继续减小Rl到最小, 电流反向，转速升高，若还达不到n0,可增大负载机励磁电阻Rf2继续升高电动 机的转速，测取理想空载转速点以上的23个n、Ia的值。（n 1900 r/min）Ra = 360QUN=220V IfN = （） AIa（A）n （r/

11、min）4、能耗制动状态特性此时负载电机 G 处于电动状态，被测电机 M 处于制动状态，其转矩为阻力矩，负载机产生原 动力矩。S3 仍置于右方， S2 再合向右方，当 S2 合向 右方时电动机立刻制动，逐渐减小Rl,转速逐渐 上升，电枢电流Ia反向增大（la V0.5A）,测取在图 1-5 直流他励电动机能耗制动特性第二象限的 4 5 个 n、Ia 的值。Ra = 360QUN=220VIfN = () AIa（A）n (r/min)调节Ra = 180Q，再做出另一组能耗制动的特性。Ra =180QUn=220VIfN = （） AIa（A）n (r/min)由上面几种运行状态的实验，可将几

12、种状态的特性会在一个坐标系中，从而可以方便的和理论计算出来的机械特性相比较、进行分析。六、思考题（一）回馈制动实验中如何判断理想空载转速点？（二）第一象限运行到第二象限旋转方向不变，电磁转矩的方向是否也不变？七、实验报告（一）用理论计算的方法求出所测取的机械特性，并与实验结果作分析比较。（二）根据实验数据绘出电动机运行在第一、第二、第四象限的制动特性 n=（f Ia）a 及能耗制动特性 n=f（Ia）实验二 三相异步电动机的机械特性一、实验目的（一）测定交流异步电动机的固有特性和人为特性。（二）了解交流电动机在各种运行状态下的接线方法、启动方式和运行状况二、预习要点（一）如何利用现有设备测定三

13、相线绕异步电动机的机械特性？（二）测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题？（三）如何由所测的数据计算被测电机在各种运行状态下的机械特性？三、实验项目（一）测定三相交流异步电动机的固有机械特性。（二）测定三相交流异步电动机在电动运行状态和反接制动、再生发电制动状态下的人为机械特性，（考虑如何测定能耗制动状态下的机械特性）。四、实验仪器与设备（一）EL系列电机教学实验台主控制屏（二）机导轨及测功机、转矩测速测量组件（NMEL-13）（三）直流并励电动机M03、三相线绕异步电动机M09（四）直流稳压电源NMEL-18A （位于主控制屏下部）（五）直流电压表、毫安表、安培表（MEL-001E） 六

14、）波形测试及开关板（ NMEL-5）（七）三相可调电阻900欧姆（NMEL-3）（八）三相可调电阻90欧姆（NMEL-4）五、 实验线路、原理、说明及操作步骤实验线路如图 2-1三相交就电源 主控屏可调直涼稳压电源直涼电机励醯电源图中：M：三相线绕异步电动机 M09, PN=100W, Un=220V, In=0.55A,气=1420r/min, 定子、转子三相绕组均为Y接法，E级绝缘。G： 直流并励电动机 M03, Pn=185W, Un=220V, In=1.1A,人=1600r/min,励 磁电压Uf=220V、额定励磁电流1仮 0.16A,（接成他励接法）S2、S3：双刀双掷开关、位于MEL-05mA、A_：为直流毫安表、直流安培表、位于MEL-06V_： 直流电压表、位于直流电源上。U、U2：为可调直流稳压电源和直流电动机励磁电源。Vi、A. A2、A3： Wi、W2：为交流电压表、电流表、功率表，位于主控屏上。Rs：转子串入电阻、三组90Q,位于nMEL-04Rf：磁场（magnetic field）调节电阻、30000/200 mA、位于 NMEL-09R