电机与拖动试验指导书

《电机与拖动》

实 验 指 导 书

（自动化专业） 巫庆辉 编

渤海大学工学院

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目 录

实验前准备.................................................................................................................... 3

第一节 DDSZ-1型电机及电气技术实验装置交流及直流电源操作说明 .......................... 3 第二节 电机与拖动实验的安全守则 ................................................................................... 5 第三节 电机与拖动实验的基本要求 ................................................................................... 6

第一篇 教师指导型实现项目.................................................................................... 8

实验一 单相变压器参数测定实验 ......................................................................................... 8 实验二 三相鼠笼异步电动机的参数测定 ......................................................................... 13 实验三 三相异步电动机的起动 ......................................................................................... 19

第二篇 学生自主型实验项目.................................................................................. 23

实验四 他励直流电动机实验 ............................................................................................... 23 实验五 三相鼠笼异步电动机的工作特性 ......................................................................... 28

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实验前准备

第一节 DDSZ-1型电机及电气技术实验装置交流及直流电源操作说明

实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。开启三相交流电源的步骤为：

1）开启电源前。要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关（右下角）及“励磁电源”开关（左下角）都须在“关”断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位，即必须将它向逆时针方向旋转到底。

2）检查无误后开启“电源总开关”，“关”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。

3）按下“开”按钮，“开”按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔U、V、W及N上已接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可适当旋转调压器旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为0-450V（可调）并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当电压表下面左边的“指示切换”开关拨向“三相电网电压”时，它指示三相电网进线的线电压；当“指示切换”开关拨向“三相调压电压”时，它指示三相四线制插孔U、V、W和N输出端的线电压。

4）实验中如果需要改接线路，必须按下“关”按钮以切断交流电源，保证实验操作安全。实验完毕，还需关断“电源总开关”，并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。将“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到“关”断位置。 开启直流电机电源的操作：

1）直流电源是由交流电源变换而来，开启“直流电机电源”，必须先完成开启交流电源，即开启“电源总开关”并按下“开”按钮。

2）在此之后，接通“励磁电源”开关，可获得约为220V、0.5A不可调的直流电压输出。接通“电枢电源”开关，可获得40～230V、3A可调节的直流电压输出。励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的1只直流电压表指示。当将该电压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时，指示电枢电源电压，当将它拨向“励磁电压”时，指示励磁电源电压。但在电路上“励磁电源”与“电枢电源”，“直流电机电源”与“交流三相调压电源”都是经过三相多绕组变压器隔离的，可独立使用。

3）“电枢电源”是采用脉宽调制型开关式稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了

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不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时的保护电路。所以本电源在开机时，从电枢电源开合闸到直流电压输出约有3～4秒钟的延时，这是正常的。

4）电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢复电压，必须先将“电压调节”旋钮逆时针旋转调低电压到正常值（约240V以下），再按“过压复位”按钮，即能输出电压。当负载电流过大（即负载电阻过小）超过3A时，也会自动切断输出，并告警指示，此时需要恢复输出，只要调小负载电流（即调大负载电阻）即可。有时候在开机时出现过流告警，说明在开机时负载电流太大，需要降低负载电流，可在电枢电源输出端增大负载电阻或甚至暂时拔掉一根导线（空载）开机，待直流输出电压正常后，再插回导线加正常负载（不可短路）工作。若在空载时开机仍发生过流告警，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电耦合器TIL117漏电使过流保护起控点改变所致，一般经过空载开机（即开启交流电源后，再开启“电枢电源”开关）予热几十分钟，即可停止告警，恢复正常。所有这些操作到直流电压输出都有3～4秒钟的延时。 5）在做直流电动机实验时，要注意开机时须先开“励磁电源”，后开“电枢电源”；在关机时，则要先关“电枢电源”而后关“励磁电源”的次序。同时要注意在电枢电路中串联起动电阻以防止电源过流保护。具体操作要严格遵照实验指导书中有关内容的说明。

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第二节 电机与拖动实验的安全守则

电机及拖动实验中，实验设备中既有危害实验人员的动力电源，又有高速运转的电机设备。为了确保人身、设备及实验室的安全、维护工作环境，制定本守则，希望进入实验室人员皆相期许并共同遵守本规则。

（1）首次进入实验室，学生应该接受安全常识教育，了解电机和电源可能对学生造成的伤害。

(2）学生应注意衣着穿戴、头发、及实验用导线等卷入电机转轴。出现此类意外，应果断关闭电源，报告实验指导老师。

（3）禁止在实验室吸烟、打闹、喧哗、随地吐痰、丢弃垃圾或遗弃废物。

（4）电源必须经过开关或接触器或熔断器接入电路，严禁带电接线、改线、拆线，禁止接触裸露带电导体或触摸电机的旋转部件。

（5）实验开始后，学生不得擅自离开实验台，不能做与实验内容无关操作。

（6）实验中，发现保险烧断或仪表、设备失灵或遇到出现烟味、设备异常振动或声响，应迅速关闭电源，报告实验老师处理。

（7）实验操作结束时，应先把设备的功率调到最小状态或关闭电源，让实验老师检查实验数据，经老师同意停止实验，拆实验导线和设备、恢复设备初始状态、收拾实验台，填写实验记录。

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第三节 电机与拖动实验的基本要求

一、实验准备

课前必须预习实验教材和相关实验理论内容，初步了解实验设备的原理、性能；明确实验目的、原理、步骤、方法；明确实验测试数据结果可能的特点及哪些实验操作对实验结果影响较大；准备好实验用笔和纸,作出实验表格。

二、实验过程操作

实验操作过程是在做好实验预习和准备前提下，开展实验过程。实验前，检查仪表是否正常（如仪表无被测量时应显示“0”或无穷等），

（1）实验操作注意事项：按照2~3个人一个实验台分组，并在以后的实验中，同组的人固定与指定的实验台上。实验前,熟悉实验设备, 记录实验设备的铭牌参数，实验中,对连线、实验过程操作、数据记录等操作，分工协作，互相提醒。要调整仪表误差归零。

（2）接线原则：简单明了，布局合理，操作、调整和读数方便。

从电源端出发，对照原理图，按照先接主回路、后接辅助回路，先串联后并联，依次接入设备。如果是直流回路，应该按照电流从正极入负极出的原则连接仪表及设备。注意接线简短，操作方便、读数清楚。线路连接处一定要接实，防止虚接。

（3）接线完毕后,把实验设备初始位置按着实验要求调整好，选择合适的仪表量程，不清楚测量范围时，应宁大勿小或问实验老师。开关一般置断开状态，调压器初始通常置最小。

（4）对照原理图，熟悉设备并检查接线及设备初始位置。正确无误，就可以通电实验或者让实验指导老师帮助检查接线。

检查完接线，即可按照实验步骤进行操作。

三、实验报告

实验报告既是实验过程的总结，也是用电机及拖动中相关理论对实验数据、实验现象的分析总结得出的实验结论。

写实验报告要做到：字迹工整，格式完整，叙述准确，逻辑清楚，图表规范。具体要求如下：

（1）填写实验报告封面，姓名、班级、学号、实验时间、地点、实验名称。

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（2）实验目的。

（3）画实验原理图。

（4）实验设备和仪表。以表格形式，填写实验仪表设备的名称、型号、规格、编号、数量、铭牌等。

（5）实验内容及步骤。简明、有条理地写出实验内容和步骤。

（6）绘图。根据实验数据或计算数据，选择适当范围和合理比例，用坐标纸绘制曲线。

（7）分析。对实验结果进行分析，如方案比较，误差分析或根据实验报告要求得出结论，也可以提出改进建议。

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第一篇 教师指导型实现项目

实验一 单相变压器参数测定实验

一、实验目的

通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 二、预习要点

1、变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？ 2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ 3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。 三、实验项目 1、空载实验

测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。 2、短路实验

测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), cosφK=f(IK)。 四、实验方法 1、实验设备 序号 型 号 名 称 数 量 1 D33 交流电压表 1件 2 D32 交流电流表 1件 3 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1件 4 DJ11 三相组式变压器 1件 5 D51 波形测试及开关板 1件 2、屏上排列顺序

D33、D32、D34-3、DJ11、D51

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图1-1 空载实验接线图

3、空载实验

1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图1-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量 PN=77W，U1N/U2N=220/55V，I1N/I2N=0.35/1.4A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。

2）选好所有电表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。

3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN ，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2UN 的范围内，测取变压器的U0、I0、P0。

4）测取数据时，U=UN点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表1-1中。

5）为了计算变压器的变比，在UN以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表1-1中。

表1-1 序号 U0(V) 实 验 数 据 I0(A) P0(W) UAX(V) 计算数据 cosφ0 9

4、短路实验

1）按下控制屏上的“关”按钮，切断三相调压交流电源，按图1-2接线（以后每次改接线路，都要关断电源）。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。

图1-2 短路实验接线图

2）选好所有电表量程，将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。

3）接通交流电源，逐次缓慢增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN 为止，在(0.2～1.1)IN范围内测取变压器的UK、IK、PK。

4）测取数据时，IK=IN点必须测，共测取数据6-7组记录于表1-2中。实验时记下周围环境温度(℃)。

表1-2 室温 ℃ 序实 验 数 据 计 算 数 据 号 UK（V） IK（A） PK（W） cosφK 五、注意事项

1、在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。 2、短路实验操作要快，否则线圈发热引起电阻变化。

六、实验报告

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1、计算变比

由空载实验测变压器的原副方电压的数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。

K=UAX/Uax

2、绘出空载特性曲线和计算激磁参数

（1）绘出空载特性曲线U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosφ0=f(U0)。 Pcos?0?0式中：

U0I0 （2）计算激磁参数

从空载特性曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式算出激磁参数

P0r?m2 I0U Zm?0I0 X?Z2?r2mmm 3、绘出短路特性曲线和计算短路参数

（1）绘出短路特性曲线UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosφK=f(IK)。 （2）计算短路参数

从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK=IN时的UK和PK值由下式算出实验环境温度

U为θ(℃)时的短路参数。

ZK'?K IK

PrK'?K 2IK

X'?Z'2?r'2KKK 折算到低压方 ZK'Z?K

K2

r' rK?K2K

X'

XK?K K2由于短路电阻rK随温度变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75℃时的阻值。

rK75?C?rK?234.5?75234.5??22ZK75?C?rK75?C?XK11

式中：234.5为铜导线的常数,若用铝导线常数应改为228。 计算短路电压(阻抗电压)百分数

IZ uK?NK75?C?100%UN

Ir uKr?NK75?C?100%UN

INXKu??100%KX UN

IK=IN时短路损耗PKN= IN2rK75℃

4、利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“T”型等效电路。

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实验二 三相鼠笼异步电动机的参数测定

一、实验目的

1、伏安法测绕组电阻。

2、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。 3、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。

二、预习要点

1、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 2、工作特性和参数的测定方法。

三、实验项目

1、测量定子绕组的冷态电阻。 2、空载实验。 3、短路实验。 四、实验方法

1、实验设备

序 号 型 号 名 称 数 量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1件 2 DJ23 校正过的直流电机 1件 3 DJ16 三相鼠笼异步电动机 1件 4 D33 交流电压表 1件 5 D32 交流电流表 1件 6 D34-3 单三相智能功率、功率因数表 1件 7 D31 直流电压、毫安、安培表 1件 8 D42 三相可调电阻器 1件 9 D51 波形测试及开关板 1件 2、屏上挂件排列顺序

D33、D32、D34-3、D31、D42、D51

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三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16 4、测量定子绕组的冷态直流电阻。

将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。 (1) 伏安法

测量线路图为图2-1。直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。开关S1、S2选用D51挂箱，R用D42挂箱上1800Ω可调电阻。

图2-1 三相交流绕组电阻测定

量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约为50毫安，因而直流电流表的量程用200mA档。三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Ω， 因而当流过的电流为50毫安时二端电压约为2.5伏，所以直流电压表量程用20V档。

按图2-1接线。把R调至最大位置，合上开关S1，调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。读完后，先打开开关S2，再打开开关S1。

调节R使A表分别为50mA，40mA，30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表2-1中。

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表2-1 室温 ℃ I（mA） U（V） R（Ω）

注意事项

<1> 在测量时，电动机的转子须静止不动。 <2> 测量通电时间不应超过1分钟。 (2) 万用表测电阻

定子绕组电阻在40—50Ω，旋择合适的欧姆档，直接读数记录表2-2。 表2-2

R（Ω） 6、空载实验

1) 按图2-2接线。电机绕组为Δ接法(UN=220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机DJ23不接。

2) 把交流调压器调至电压最小位置，接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。

3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。

绕 组 Ⅰ 绕 组 Ⅱ 绕 组 Ⅲ 绕 组 Ⅰ 绕 组 Ⅱ 绕 组 Ⅲ 15

图2-2 三相鼠笼式异步电动机试验接线图

4) 调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。

5) 在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7～9 组记录于表2-2中。 表2-2 序 号 UAB U0L（V） UBC UCA U0L IA I0L（A） IB IC I0L PⅠ P0（W） P P0 cosφ0 7、短路实验

1) 测量接线图同图2-2。用制动工具把三相电机堵住。制动工具可用DD05上的圆盘固定在电机轴上，螺杆装在圆盘上。

2) 调压器退至零，合上交流电源， 调节调压器使之逐渐升压至短路电 流到1.2倍额定电流，再逐渐降压至0.3倍额定电流为止。 3) 在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率。 表 2-3

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序 UKL（V） IA IKL（A） IB IC IKL PⅠ PK（W） PⅡ PK 号 UAB UBC UCA UKL cosφK 4) 共取数据5～6组记录于表2-3中。 五、实验报告

1、计算基准工作温度时的相电阻

由实验直接测得每相电阻值，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定子绕组相电阻：

r1ref?r1C235??ref235??C 式中 ｒ1ref —— 换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Ω； ｒ1c ——定子绕组的实际冷态相电阻，Ω； θ θ

ref c

——基准工作温度 ，对于E级绝缘为75℃；

——实际冷态时定子绕组的温度，℃；

2、作空载特性曲线：I0L、P0、cosφ0=f(U0L) 3、作短路特性曲线：IKL、PK=f(UKL)

4、由空载、短路实验数据求异步电机的等效电路参数。 (1) 由短路实验数据求短路参数 短路阻抗： 短路电阻： rK?

PK——电动机堵转时的相电压，相电流，三相短路功率（Δ接法）。

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ZK?PK23IK?UK?IK??3UKLIKLIKL3?PK2IKL UK??UKL , IK??

22短路电抗： XK?ZK ?rK 转子电阻的折合值：

'rK?r1C r 2≈

式中r1C是没有折合到75℃时实际值。 定、转子漏抗：

XK'XX1? ≈ 2 ?≈ 2 (2) 由空载试验数据求激磁回路参数

空载阻抗 Z 0 ?

空载电阻

空载电抗 X0?Z02?r02

式中 U 0? ? U 0L , ? ? I 0L ，P0——电动机空载时的相电压、相电流、三相空载 I03功率（Δ接法）。 激磁电抗 X m?X0?X1?

U0?I0??3U0LI0Lr0?P0P0?223I0I?0LPFePFer?? 激磁电阻 m 2 I23 I0?0L 式中PFe为额定电压时的铁耗，由图2-3确定。

图2-3 电机中铁耗和机械耗

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实验三 三相异步电动机的起动与调速

一、实验目的

通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。

二、预习要点

1、复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。 2、复习异步电动机的调速方法。

三、实验项目

1、直接起动

2、星形——三角形(Y-Δ)换接起动。 3、自耦变压器起动。

4、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。 5、线绕式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。

四、实验方法

1、实验设备

序 号 型 号 名 称 数 量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1件 2 DJ16 三相鼠笼异步电动机 1件 3 DJ17 三相线绕式异步电动机 1件 4 DJ23 校正过的直流电机 1件 5 D31 直流电压、毫安、安培表 1件 6 D32 交流电流表 1件 7 D33 交流电压表 1件 8 D43 三相可调电抗器 1件 9 D51 波形测试及开关板 1件 10 DJ17-1 起动与调速电阻箱 1件 11 DD05 测功支架、测功盘及弹簧秤 1套 19

2、屏上挂件排列顺序

D33、D32、D51、D31、D43 3、三相鼠笼式异步电机直接起动试验

图3-1 异步电动机直接起动

1) 按图3-1接线。电机绕组为Δ接法。异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接负载电机DJ23。

2) 把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。

3) 调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转，(如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“关”按钮，切断三相交流电源)。

4)再按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下 “开”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值(按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量)。

5) 断开电源开关，将调压器退到零位，电机轴伸端装上圆盘（注：圆盘直径为10cm）和弹簧秤。

6) 合上开关，调节调压器，使电机电流为2～3倍额定电流，读取电压值UK、电流值IK，转矩值TK(圆盘半径乘以弹簧秤力)， 试验时通电时间不应超过10秒，以免绕组过热。对应于额定电压时的起动电流ISt和起动转矩TSt按下式计算：

DTK?F?()2UIst?(N)IKUK2IstTst?(2)TKIK20

式中 IK——起动试验时的电流值，A； TK——起动试验时的转矩值，N·m。 表3-1

测 量 值 UK(V) IK(A) F(N) TK(N·m) 计 算 值 ISt(A) Tst(N·m) 4、星形——三角形(Y-Δ)起动

图3-2 三相鼠笼式异步电机星形——三角形起动

1) 按图3-2接线。线接好后把调压器退到零位。

2) 三刀双掷开关合向右边(Y接法)。合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压220伏，打开电源开关，待电机停转。

3) 合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把S合向左边，使电机(Δ)正常运行，整个起动过程结束。观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定性比较。

5、自耦变压器起动。

1) 按图3-3接线。电机绕组为Δ接法。

2) 三相调压器退到零位，开关S合向左边。自耦变压器选用D43挂箱。 3) 合上电源开关，调节调压器使输出电压达电机额定电压220伏，断开电源开关，待电机停转。

4) 开关S合向右边，合上电源开关，使电机由自耦变压器降压起动( 自耦变压器抽头输出电压分别为电源电压的40%、60%和80%)并经一定时间

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图3-3 三相鼠笼式异步电动机自耦变压器法起动

再把S合向左边，使电机按额定电压正常运行，整个起动过程结束。 观察起动瞬间电流以作定性的比较。

五、实验报告

1、比较异步电动机不同起动方法的优缺点。

2、由起动试验数据求下述三种情况下的起动电流和起动转矩： (1) 外施额定电压UN。(直接法起动)

(2) 外施电压为 。 (Y-Δ起动)

UN3 (3) 外施电压为UK/KA,式中KA为起动用自耦变压器的变比。(自耦变压器起动)。

六、思考题

1、起动电流和外施电压成正比，起动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能成立？

2、起动时的实际情况和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？

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第二篇 学生自主型实验项目

实验四 他励直流电动机起动与调速实验

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、校正过的直流电机、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 1 2 3 型 号 DD03 DJ23 DJ25 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 直流他励电动机 数 量 1 台 1 台 1 台 23

4 5 6 7 7 D31 D41 D44 D42 D51 直流数字电压、毫安、安培表 三相可调电阻器 可调电阻器 三相可调电阻器 波形测试及开关板 2 件 1 件 1 件 1 件 1 件 2、控制屏上挂件排列顺序 D44 、D41、D31、D51 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4-1 测电枢绕组直流电阻接线图

（1）按图4-1接线，电阻R用D44上1800Ω和180Ω串联，再与D41上四个90Ω串联，共2340Ω阻值并调至最大。A表选用D31直流、毫安、安培表，量程选用5A档。开关S选用D51挂箱。

注：电阻器的选择以电阻值的估算为依据的，由于电机的内阻很小（一般在0.6Ω左右）可以忽略，当我们需要0.1A的电流，至少需要2200Ω的电阻。

（2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。调节R使电枢电流达到0.3A（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4-1中。

（3）增大R使电流分别达到0.2A和0.17A，用同样方法测取六组数据列于表4-1中。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值

Ra?序号 U（V） I（A） 表4-1 室温 ℃ R（ 平均）（Ω） Ra（Ω） Raref（Ω） 24

1(Ra1?Ra2?Ra3)3

1 2 3 表中：

Ra11= Ra12= Ra13= Ra21= Ra22= Ra23= Ra31= Ra32= Ra33= Ra3= Ra2= Ra1= 1 Ra1?(Ra11?Ra12?Ra13)

311Ra2?(Ra21?Ra22?Ra23)Ra3?(Ra31?RA32?Ra33)33（4）计算基准工作温度时的电枢电阻

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：

Raref?Ra234.5??ref234.5??a 式中Raref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（Ω）。 Ra——电枢绕组的实际冷态电阻。（Ω）。 θ

ref ——基准工作温度，对于

E级绝缘为75 ℃。

θa——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可选用直流电流表的5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，电流表A1选用200mA量程档。 （4）变阻器的选择

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附1

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附2 直流测功机特性方程

一、方程式

T2?CT?IF?T0?a1IF?a2其中，Te?CT?IF 二、最小二乘原理

Jmin???(k)?ξTξ?(z?Φθ)T(z?Φθ)?z?Φθ

k?1N22daTbdaTdbT?b?a dθdθdθ??[ΦTΦ]?1ΦTz θ三、编程

If=[0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0]; T2=[0.182 0.290 0.395 0.505 0.612 0.720 0.828 0.936 1.045 1.155 1.265 1.375 1.482 1.588 1.690 1.789 1.887 1.986 2.08 2.170 2.251]; Y=T2';

one=ones(length(If),1); X=[If' one]; Theta=inv(X'*X)*X'*Y plot(x,y) hold on plot(If,T2,'r*')

结果 Theta = 1.0513 0.1978

四、估计曲线与实验曲线比较

2.521.510.5000.20.40.60.811.21.41.61.82

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