电机学实验指导书(所有实验和附录)

电机及拖动基础实验指导书

目 录

概 述 ..............................................................................................2 实验一 变压器实验 ..........................................................................6 （一）单相变压器的特性 ..................................................................6 （二）学习校核变压器联接组号的方法 ...................................... 10 实验二 三相异步电动机实验....................................................... 14 实验三 异步电动机拖动实验....................... 错误！未定义书签。 实验四 直流电动机实验 ............................................................... 21 实验五 直流电动机拖动实验....................... 错误！未定义书签。 附录一 LDSP转矩转速测试仪使用说明 .................................... 25 附录二 MDB630/120多功能表使用说明 ................................... 32 附录三 实验电源使用说明........................................................... 35 附录四 实验负荷箱使用说明....................................................... 39 附录五 直流电机使用说明书....................................................... 41 附录六 三相交流同步发电机使用维护说明 ................................ 43 附录七 三相异步电动机使用说明 ................................................ 45

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概 述

一、HDDJ-Ⅱ型电机教学实验台简介

HDDJ-Ⅱ型电机教学实验台是用于学习研究电机理论的重要实践环节，其目的在于通过实验验证和研究电机理论，使学生掌握电机实验的基本方法和基本技能，培养学生严肃认真和实事求是的科学作风。

电机实验课是电机学课程的重要组成部分，电机实验台是完成电机实验课的重要工具。通过《电机实验指导书》中阐述的实验方法可掌握电机实验的一些基本内容，再结合《电机学》中阐述的电机理论和知识来分析、研究实验中的各种问题，得出必要的结论，从而达到培养学生在电机这门学科中具备分析问题和解决问题的初步能力。

《电机实验指导书》中阐述的电机实验方法与工厂、科研单位所采用的方法基本是一致的，但又具有教学上的要求和特点。

HDDJ-Ⅱ型电机教学实验台可以开展与电机学课程有关的实验，可进行异步电动机、同步电动机、直流电动机的启动、调速、带负荷实验；直流发电机实验；三相同步发电机调压、并网、解列及有功、无功负荷实验。可以做电动机和发电机的特性实验以及组式变压器的接法和特性实验等。实验者通过电机组合和实验台接插线方式变化，就可以方便地进行上述实验。

电机教学实验台可供高等学校电机、工业自动化、发电及其他电类专业学生作电机实验教学内容，也可以供从事电机实验工作的人员和工程技术人员进行电机相关类的实验活动，还可以作为以电机为控制目标的科研工作提供相关的研究平台。

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二、HDDJ-II型电机教学实验台基本组成

操作台

组合电机台

实验负荷箱

图1 HDDJ-Ⅱ型电机教学实验台 调压器

HDDJ-Ⅱ型电机教学实验台由以下几个基本单元组成：

1．操作台：包含实验操作所需要的控制开关、可调节电源、测量仪表、变压器、操作接口等设备，提供实验操作平台。

2．组合电机台：底座上安装三台电机，分别是：① 2.2KW三相鼠笼异步电动机；② 2.2KW直流电机；③ 2.5KVA三相交流同步电机。将各种电机分别组合，可以完成不同的实验内容。底座上有丝杠导轨，摇动手柄可移动直流机。

3．实验负荷箱：由7组，每组3个100W灯泡组成发电机的负荷，每组灯泡由开关控制，可通过开关分、合闸调节负荷大小。更换不同瓦数的灯泡可改变负荷箱的功率。

4．调压器：15KVA调压器提供电机和变压器实验的电源。

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5．附件：①全套实验导线；②导线架；③ 电阻盒（300欧姆/400W）； ④ 3A交流电流表。

实验台的操作面板附后，标明了各相关器件及接口的位置。

三、注意事项及实验要求

1．考虑到在进行发电机输出过载20%实验，以及异步电动机堵转实验时电流特别大，同时要留有一定的安全余度，要求HDDJ-Ⅱ型电机教学实验台的输入电源的电流不低于15A。

2．总电源输入应有隔离开关，为三相四线，有明显的相位标记，并配有安全地线。

3．注意：实验台内部有漏电保护开关。实验前，先合上漏电保护开关后，才能操作面板上的总电源开关和操作电源开关，然后进行实验。实验结束，应将所有电源开关断开。

4．实验前学生必须熟悉与本次实验内容相关的所有仪器设备的操作使用方法，并写出相关的预习报告。

5．实验接线前，针对具体的实验内容了解熟悉实验操作台的结构特点和测量仪表及设备的分布配置情况。

6．结合实验说明书中给出的实验原理接线图进行电机实验的线路连接，在没有通电的状态下结合电机实验指导书中阐述的实验方法和步骤了解操作过程及需要注意的问题。

7．由实验指导老师检查线路并同意后才能合上实验电源进行电机实验。 8．实验过程中需要改动接线时必须先将电机停止，并断开所有电源后才能够进行线路的变动改接。

9．实验过程中必须监视相关的测量仪表，并注意听取电机旋转时的噪音变化，一旦发现有异常情况应迅速切断总电源，分析产生异常现象的原因。若实验人员无法自行解决就要报告指导老师，由老师来处理。 10．实验完成后应清理实验操作台，将所有工具放置整洁。

四、电机实验安全规则

为了保证试验者的生命安全、试验设备不受损坏，每一个要进行试验

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的人员都必须事先学习本规则，并在工作过程中严格遵守：

1．试验时必须严肃认真，振作精神，不得开玩笑。进行试验时，与试验无关的人员不得进入实验室。

2．在下列情况下，不得进行试验：

（1）神经不正常、酒后、精神萎缩、情绪恍惚者。 （2）对将要使用的设备性能与安全技术尚未掌握者。

3．电源及线路周围必须保持整洁、干燥。实验场地留有安全空间。 4．电机运转前须用手盘车，若电机卡死请不要试验。电机运转过程中，若出现异常，立即按“急停”按钮切除电机电源。

电机运转时，不要将长发或衣袖靠近电机，以免发生意外。 5．使用调压器试验时，合闸前请先将调压器恢复到初始位置。 6．试验中发生异常现象，应立即停止试验，切断电源，检查线路，找出原因，妥善处理后，再继续进行试验。

7．试验结束后，将所有电源全部切断，包括电源箱的电源开关。并将调压器处于初始状态。

8．当不幸发生人身事故时，必须立即断开全部电源，一方面用人工呼吸的方法进行急救，一方面派人请医生。人工呼吸要持续到受电者恢复知觉为止，不得中途停止。 附：符号说明

由于直流机在实验中既可以用做直流电动机，又可以用做直流发电机；同步机在实验中既可以用做电动机或同步电动机，又可以用做同步发电机，本实验指导书实验接线原理图中用M表示作为电动机使用；用G表示作为发电机使用。交流一般为三相，符号省略。

G —— 表示直流发电机

▔ M —— 表示直流电动机

▔ G —— 表示交流发电机

～

M —— 表示交流电动机

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实验一 变压器实验 （一）单相变压器的特性

一、实验目的

通过变压器的空载实验和短路实验，确定变压器的参数、运行特性和技术性能。

二、实验内容

1．空载实验

（1）测取空载特性I0、P0、cos?0=f(U0) （2）测定变比

2．测取短路特性：UK=f(IK)，PK=f(IK)

三、实验说明

1．实验之前请仔细阅读附录中交流功率表（ZDL-565）的使用说明。 2．实验所用单相变压器的额定数据为：SN=1KVA，U1N/U2N=380/127V。

3．调压器的n端和电网的n端短接。

单相变压器空载实验 （2） 测空载特性

图1-1为单相变压器空载实验原理图，高压侧线圈开路，低压侧线圈经调压器接电源。本实验采用交流功率表测量电路中的电压、电流和功率。接线时，功率表A相电流测量线圈串接在主回路中，功率表Ua接到三相调压器输出端a端上，功率表Ub、Uc和Un

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图1-1 单相变压器

空载实验接线原理图 ?6?

W A4 a x A X 合 调压器

K2 分 a b c n V4 电机及拖动基础实验指导书

短接后接到三相调压器输出端n端上。

实验步骤：

① 请参照图1-1正确接线

② 合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。

③ 检查三相调压器在输出电压为零的位置，然后合上实验台上调压器开关，逐渐升高调压器的输出电压，使U0（低压侧空载电压）由0.7U2N（U2N=127V）变到1.1U2N，分数次（至少7次）读取空载电压U0，空载电流I0及空载损耗P0，在额定电压附近多做几点，测量数据记入表1-1。

* 注意实验时空载电压只能单方向调节。 ④ 实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。 （2）测定变比

变压器副线圈开路，原线圈（此时一般用低压线圈作为原线圈）接至电源，经调压器调到额定电压，用电压表测出原、副边的端电压，从而可确定变比。

K?

单相变压器短路实验

UAX Uax实验接线原理如图1-2所示，低压线圈短路，高压线圈经调压器接至电源。交流功率表接线与空载实验类似，只是将功率表Ua的接线从调压器a端改接到变压器A端即可。

实验步骤：

① 请参照实验接线图1-2正确接线 ② 合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。

③ 检查三相调压器在输出电压为零的位北方工业大学自动化系

a x V4 A X 调压器 K2 合 分 a b c n A4 W 图1-2 单相变压器短路 实验接线原理图 ?7? 电机及拖动基础实验指导书

置，然后合上实验台上调压器开关，调节电压，使短路电流由1.2I1N（I1N=2.63A）变到0.5I1N，分数次（至少5次）读取短路电压UK，短路电流IK，短路损耗PK，及功率因数cos?，测量数据记入表1-2中。

④ 实验完毕后，调压器归零，断开调压器开关。

* 实验时，为减少因线圈发热引起线圈电阻值的变化而产生误差，短路实验应尽快进行，记下室温? ℃。

表1-1 序号 1 2 3 4 5 6 7

表1-2 室温?℃= 序号 1 2 3 4 5 UK(V) IK(A) PK(W) cos? U0(V) I0(A) P0(W) cos? 四、思考题

1．在空载实验及短路实验的接线原理图中，为什么将电压表、电流表及功率表的前后位置作这样的布置，试说明其原因。在空载和短路实验中

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选择仪表量程时应注意什么问题。

2．为什么空载实验要用低功率因数瓦特表？

3．为什么做空载实验时电压常常加在低压边？而短路实验时电压加在高压边？

五、实验报告要求

1．作出单相变压器空载特性曲线。

I0、P0、cos?0=f(U0)，曲线中各量最好用标么值（以下同）。 2．作出单相变压器线圈温度为室温?℃时的短路特性曲线。 3．计算线圈温度为75℃时的参数。

根据短路试验数据，计算线圈温度为?℃时的参数（对应IK=IN，在短路特性曲线上取UK、PK）。

Zk??Uk （2-1） INPk （2-2） 2INrk??Xk?Zk2??rk2? （2-3）

将参数值折算到75℃：

rk75?C?rk?235?75?C （2-4）

235???CZk75?C?rk275?C?Xk2 （2-5）

2Pk?INrk75?C

对铝线线圈，（2-4）式中的铜线线圈对应常数235应换成228。相应有

Uk?INZk75?C?100% （2-6） UN?9?

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Ukr?INrk75?C?100% （2-7） UNINXk?100% （2-8） UNUkx?2Pk?INrk75?C （2-9）

cos?k?rk75?C （2-10） Zk75?C4．根据短路数据，算出额定负载（满载）及cos?2=1时的电压变比率?U%。（选做）

?U%?(Ukrcos?2?Ukxsin?2)?100% （2-11）

5．根据空载数据及对应75℃时的PK，算出cos?2=1时的变压器效率曲线。（选做）

Po??2Pk (2-12) ??1??SNcos?2?Po??2PK取??I2=0.2，0.4，0.8，1.0，1.2，算出各效率，作出效率曲线。 I2N6．计算额定电压对应的励磁参数（有关数据从空载特性上取得）

（二）学习校核变压器联接组号的方法

一、实验内容

1．校核单相变压器线圈的极性

2．将三相变压器联成Y/Y-12（Y，yo）、Y/Y-6（Y，y6）、Y/?-11（Y，

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d11），分别用实验方法校核其联接组号是否正确。

二、实验说明

1．单相变压器线圈的极性，就是要确定其同名端（同极性端）。 检验的方法：

如图1-3所示，以较低交流电压加在变压器的高压线圈A、X上，并将端点X、x联接起来。用电压表测量出UAX、Uax及UAa的大小，若UAa=UAX?Uax，则为减极性（I/I-12），表明A,a是同名端。

三相变压器联接组号的校核：

待校核的三种联接组号的线圈联接图及相量图如图1-4。实验时将高、低压线圈的A、a两端点相联，相当于将高、低压线圈电压相量的A、a两点重合。

电压UCc及UBb的大小，决定于高、低压线

A X V4 a x 合 分 a b c n 调压器

图1-3交流电压表法校极性

圈各电压相量的相对位置（各线圈电压大小一定时），联接组号不同，各电压相量的相对位置则不同，从而可根据UCc及UBb之值确定其联接组号，由相量图所示相互关系，可得下列计算公式：

Y/Y-12（Y，yo） UBb?UCc?Uab(K?1)

UCb?UBc?Uab1?K?K2

Y/Y-6（Y，y6）

UBb?UCc?Uab(K?1)

UCb?UBc?Uab1?K?K2

Y/?-11（Y，d11）

UBb?UCc?UBc?Uab1?3K?K2 UCb?Uab1?K2

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合分合分合分调压器调压器调压器A*B*C*A*B*C*A*B*C*XYZXYZXYZa*b*c*x*y*az**b*c*xyzabcxyzBBBbbCcaAAacCAacCb

图1-4 测定三相变压器连接组号的接线图（交流电压表法）

其中K?UAB，此处的K不是变比，而是高、低压线圈对应线电压之Uab比。显然，线圈接法不同，其K值是不同的。

校核联接组号时，先在高压线圈加一定大小的交流电压，测出UAB和Uab，算出K值，再计算UBb和UCc，与测量值相比较，如相等，即证明线圈联接正确。为核实判断的正确与否，还可再将UCb和UBc的计算值与测量值比较。

测量和计算所得数据，记入表1-3。 表1-3 序号 联接组 UAB Uab K UBb UCc UCb UBc ?12?

计算值 测量值 计算值 测量值 计算值 测量值 计算值 测量值 北方工业大学自动化系

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三、思考题

1．用交流电压表法测定单相变压器线圈的极性时，如何判断是加极性或减极性？为什么？

2．如果已将一台三相变压器联接Y/?-5，怎样校核其联组号？ 3．如何将一台端头标记不明的变压器联成所需的组号？

四、实验报告要求

列出用交流电压表法校核变压器联接组号的计算值与测量值的比较表。

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实验二 三相异步电动机实验

一、实验目的

学习异步电动机参数测定方法。

二、实验内容

1．做空载实验，测取空载特性I0、P0=f(U0)； 2．做短路实验，测量取短路特性IK、PK=f(UK)；

三、实验线路

图2-1 异步电动机实验线路原理

四、实验说明

实验之前先仔细阅读附录中直流电源，转矩/转速测量表和三相多功能表（特别注意三相多功能表的3相3线制和3相4线制接法和设置的不同）的有关内容。

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空载实验 实验步骤：

请参照实验图2-1正确接线。

（2）盘车检查，确认电机没有卡住或异常响声。

（3）合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。

（4）调压器输出电压置零，按下实验台调压器合闸按钮以接通调压器，并升高其输出电压，直至380V（如果调压器有输出电压而电机不转或电流过大，如大于5A，则应立即将调压器回零检查），注意电动机的转向应与标定方向一致。

（5）使U1从1.2U1N（U1N=380V）逐步下降至100V左右，中间测取5~7点，读取I0、U0、P0记录于表2-1中。

注意：实验过程中电压U1应单方向调节。 实验后，把调压器电压调到零，断开电源停机。 表2-1

U0

I0 P0 短路试验

试验前，将异步电动机的转子堵住，检查调压器输出电压为零，合上调压器开关，逐步升高电压U1，使I1≈2I1N（≤10A），然后减小电流I1（减小调压器输出电压），中间测取4~5点，读取UK、IK、PK记、录于表2-2中。

注意：由于电机不旋转，过电流造成发热量大，该实验应该尽快进行。

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表2-2

UK IK PK * 注意记下异步电动机的定子相电阻及室温?℃。

五、实验报告要求

1．计算、分析空载实验数据，作出特性曲线，并从特性曲线上求出U1=UN

时的I0、P0、PFe及Pmec。

（1）各量的计算

2PCu0?3I0R0——Y接法。

2PCu0?I0R0——?接法。

式中R0为空载后立即测得的定子绕组相电阻，I0为空载时线电流。

（2）在U1=UN时，I0、P0、PFe的确定由实验求得的数据，在坐标纸上逐点描绘出I0、P0=f(U1)及Po??P0?Pcuo?f(U1?2)曲线上将PFe和Pmec分开，如图4-2所示。

在各曲线中，对应于U1=UN的I0、P0、PFe为被试电动机在额定电压时空载电流、空载损耗和铁耗，对应于U1=0的损耗为机械损耗。

P?0

PFe 0 0.5 Pmec 1.0 U1*2

图4-2 分离铁耗与机械损耗

2．计算、分析短路实验数据，作短路特性

ZK?UK/3IK rK?ZKcos?K XK?ZKsin?K

3．利用空载、短路实验数据，计算参数，绘出异步电动机简化“Г”形等

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效电路，并标上各参数的值。

六、预习要求及思考题

1．什么是异步电动机的空载运行状态？在空载实验时转子绕组应该开路还短路？什么是异步电动机的短路状态？短路实验时为什么要将转子堵住？

2．为什么做空载试验时，当电压降得太低，而使转速发生明显下降时所测得的数据没意义？

3．若实验时电源的频率低于额定频率的允许偏差（即低于额定频率1%），这将对电机的空载电流、空载损耗有何影响？

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实验三 三相同步电动机

一、实验目的

掌握三相同步电动机的异步起动方法，测取三相同步电动机的V型曲线及工作特性。

二、实验内容

1．同步电动机的异步起动；

2．同步电动机的V型曲线，即在U=UN，f=fN，输出功率P2=常数的条件下，测取定子电流与励磁电流的关系曲线I=f(If)。

三、实验接线原理图

调压器

直流机励磁电源 220V/2A 合 分 a b c V4 W 合 分 + - V2 A2 W A4 M ～ 外接电阻盒 320Ω/400W 直流接触器 A3 G — V1 A1 V3

+ - 合 分 + - 实验负荷箱 同步机励磁电源 40V/4A

图6-1 同步电动机实验接线原理图

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四、实验步骤

1．同步电机异步起动

同步电机异步起动前，先检查同步电动机励磁绕组是否已与外接的电阻盒（400W/320欧）连接好（因为电机转动后励磁绕组上会感应较高的电压，励磁电压表和指针摆动剧烈。并联该电阻盒起保护同步机励磁电源的作用）。将三相调压器置输出电压为零的位置，然后合上三相调压器的电源开关，慢慢增加调压器的输出电压，电机转动时注意观察电机的转向是否符合电机规定的旋转方向。随着三相电压的升高，电机转速增加，定子电流也会上升，当外加电压升高到一定值时，电机定子电流在达到最大值后会回落，在电机转速升到额定转速附近时（此时外加电压约为320V），定子电流已从较大值减小到很小。接通转子绕组励磁电源，同时断开励磁绕组的外接电阻盒，给转子绕组送入励磁电流，电机牵入同步，电压表不再摆动。调节电源电压至额定值（即调节调压器的输出电压到380V），同时调节同步机励磁电流，使定子电流达到最小值。这时同步电机异步起动即告结束。 2．V形曲线测定

1）测量P2=0时的V形曲线

同步电动机运行在空载状态下，U=UN，f=fN，P2=0（直流发电机空载运行，且不加励磁），增大同步电动机励磁电流，使定子电流增加到额定值（3.6A）为止，然后慢慢减小励磁电流，直到定子电流达到其最小值（此点数据必须记录），再继续减小励磁电流，定子电流又上升，但必须注意定子电流不要超过其额定值。在过励与欠励情况下各测取5~6组数据，记录在表6-1中。

表6-1 P2=0时V形曲线测量记录表 I If 2）测量P2=0.5PN时的V形曲线

合上直流发电机的负载开关，使直流发电机输出一定的电功率，使同

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步电动机输出功率P2=0.5PN，保持此功率不变，重复上述实验步骤，将测量数据记录在表格6-2中。

表6-2 P2=1100W时V形曲线测量记录表 I If

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1．与转矩转速测试仪接口的多功能测试仪采用武汉华大MDB630/120型三相智能表；

2．华大MDB630/120型三相智能表的通信规约设置： （8） 通讯波特率为9600。

（9） 采用MODBUS(RTU)规约。

五、显示数据

本仪器可根据电机的电压电流等相关参量测出直流电机，异步电机的转矩和转速。显示参数（显示内容）可通过面板上的▲键、▼键来切换（按切换键时，手按的时间需持续0.5秒以上），当前的测试状态由面板上的指示灯指示，测试结果由两行数码显示。

仪器测试状态及内容如下： 当指示灯①亮时显示内容： * * * * 直流电机转矩(T/N.m) * * * * 直流电机转速(n/r.min-1)

当指示灯②亮时显示内容： * * * * 直流电机电枢电压(U/V) * * * * 直流电机电枢电流(I/A)

当指示灯③亮时显示内容： * * * * 异步电机转矩(T/N.m) * * * * 异步电机转速(n/r.min-1)

当指示灯④亮时显示内容： * * * * 异步电机功率(P/W) * * * * 异步电机电流(I/A)

附：测试仪背面接线图：

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10987654321LNOUT2COMOUT120191817VCCGNDHSI0RS485-bRS485-aIL+IL-16151413UL+UL-1211

说明：

1．L、N为测试仪供电端(220V交流)；

2．VCC为红外测速模块供电端(+5V)，GND为地，HSI0为红外脉冲输入接口； 3．RS485-a(TX+)、RS485-b(TX-)为RS485接口；

4．UL+、UL-为直流电机电枢绕组电压接入端，IL+、IL-为直流电机电枢绕组电流接入端；

5．OUT1、OUT2、COM为继电器输出接口，OUT1-COM为常闭节点，OUT2-COM为常开节点。

附录二 MDB630/120多功能表使用说明

一、全屏显示及按键定义

MDB630/120 第一行显示 第二行显示 第三行显示 第四行显示 A KV JA JV W Var VA KWH Hz Har Cos KVarH RXD TXD ?——▲——ESC——ENTER——● MC U I PQS.E f.pf SET Har 鄂制01000399MC 电流告警继电器 电压告警继电器 量纲显示 通讯显示 北方工业大学自动化系 K1 K2 K3 K4 K5 ?32? 电机及拖动基础实验指导书

二、仪表通电

显示全部LED，同时蜂鸣且继电器闭合，检查接入是否成功。 2秒后停止蜂鸣，继电器断开并出现默认界面：（仪表默认1，2，3行分别表示为A相，B相，C相）。

第1行显示Ua（三相四线）或 线电压Uab（三相三线） 第2行显示Ub（三相四线）或 线电压Ubc（三相三线） 第3行显示Uc（三相四线）或 线电压Uca（三相三线） 第4行前四位显示频率f，后三位显示合相功率因数Pf

三、操作按键

◆ K1（U）：循环显示相电压或线电压，量纲V。当三相四线接入，相电压为实际值，线电压为计算值（二者互为√3），反之亦然。

复合键K5+K1(同时按下K5 K1键，下同)：电压相序检测开关（按下为开，释放为关），如相序错误或接线制式与设置不符（如三相四线接入，设置为三相三线；反之亦然），电压显示闪烁并蜂鸣；如相序正确，第4行闪烁显示“123”字符。

注意：如为三相三线制接法，则需将表的B相和N相短接。 ◆ K2（I）：显示电流，量纲A。

复合键K5+K2：电流相序检测开关（按下为开，释放为关），如相序错误，电流显示闪烁并蜂鸣；如相序正确，第4行闪烁显示“123”字符。

注：当电流互感器进出线接法错误，也被判定电流相序不正确。 ◆ K3（PQS.E;Har）：第4行依次循环显示：

合相有功功率P，量纲W （+，-） 合相无功功率Q，量纲Var（+，-） 合相视在功率S，量纲VA。 合相有功电度Ep，量纲KWH 合相无功电度Eq，量纲KvarH

复合键K5+K3：依次循环显示ABC各相P,Q,S（三相四线）。 复合键K3+K1或K3+K2：谐波检测开关（按下为开，释放为关）。显示ABC各相谐波电压或电流（须延时2-5秒），谐波提示Har亮。

◆ K4（f.Pf）：第4行前四位显示頻率，后三位显示合相功率因数，量纲Hz，COS。 三相四线接入：复合键K5+K4，显示ABC各相功率因数。 三相三线接入：复合键K5+K4无效。 ◆ K5(SET)：依次巡环显示设置内容。 电压设置内容如： 北方工业大学自动化系

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第1行显示过压告警值NNNN 第2行显示接线制式3——3/4 第3行显示欠压告警值NNNN 第4行显示PT变比值NNN 电流设置内容如：

第1行显示过流告警值NNNN 第2行显示5―――

第3行显示CT变比值NNNN 第4行显示仪表通信地址NNN

四、设置

长按复合键K3+K4+K5，当第4行闪烁显示“―――”，表示密码输入无误后，进入设置状态。此状态下按键操作定义：

K1（）：数字循环移位(当前位闪烁) K2（）：0---9数字循环 K3（ESC）：不保留当前值退出 K4（ENTER）：保留当前值退出

电压设置界面：

第1行显示过压告警值NNNN供修改(出厂默认：270V) 第2行显示接线方式3—3/4供修改（出厂默认三相四线） 第3行显示欠压告警值NNNN供修改(出厂默认：150V)

第4行显示PT变比值NNN供修改(出厂默认：001；表示一次值0—500V可直接输入)

注：

1．当PT变比不是001；仪表电压单位为KV。 PT变比值一次值/100，如一次值6KV的PT =6K/100=60； 10KV的PT=10K/100=100等；

2．在此状态下，按复合键 K5+K1为EpEq电度清零。仪表在第2行显示E000。 注意：

清零后数据不可恢复。 电流设置界面：

第1行显示过流告警值NNNN供修改(出厂默认：500A) 第2行显示5 — — —

第3行显示CT变比值NNNN供修改（出厂默认：100，表示500 A：5 A） 第4行显示通信地址NNN供修改(出厂默认：001)

注：

1．CT变比值=一次值/5，如一次值500A的CT =500/5=100；1500的CT=1500/5=300北方工业大学自动化系

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电机及拖动基础实验指导书

等；

2．在此状态下，按复合键 K5+K1为修改密码(出厂默认：000)。仪表在第2行显示P000供修改。若忘记密码，可将仪表断电，重新通电的同时，长按K5键，密码将恢复出厂默认：000

五、告警

当某相电压或电流高于设置值，即发生吿警事件。若是电压吿警，仪表将自动切换到电压显示界面。电流吿警亦然。同时量纲闪烁并蜂鸣，继电器闭合(选配) 且动作指示灯JA或JV亮；任意键关闭蜂鸣，但其他吿警状态保持直至吿警事件撤除。 注：

当接线制式为三相四线，电压告警只对相电压值判断； 当接线制式为三相三线，电压告警只对线电压值判断。

六、EpEq电度清零

详见如上“4.设置：电压设置界面”部份。

附录三 实验电源使用说明

电机试验台提供3种实验电源，其中40V直流稳压电源提供同步发电机励磁电源，他是由脉宽调制形成的可调直流稳压电源。250V/2A可控硅整流电源用做直流电动机的励磁电源，250V/20A可控硅整流电源用做直流电动机的电枢电源。三种电源的原理各有不同，但面板及操作基本相同。

一、操作面板

________直流稳压电源 电源开 电压表自动 电流表 电压调节 自动 ?35? 手动北方工业大学自动化系 增 减 保护 解除保护 零输出

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⑴ 表计

直流电压表、直流电流表：指示输出的直流电压和电流值。 ⑵ “电源”指示灯

当电源开关拨上，该指示灯延时1秒后亮，表示操作电源正常，否则不正常，将电源开关拨下，断电检查。

⑶ “保护”指示灯

当输出电压超过设计允许，或电流超过设计允许时，“保护”指示灯会亮，同时切断输出功率电源并闭锁，不允许继续工作。即使按“保护解除”按钮，也无法解除保护。确认过压、过流故障排除以及“零输出”按钮复归后（注意：“零输出”按钮是带锁的，再按一下，可弹起（释放）复归），再按“解除保护”按钮，才能解除保护，重新开始操作。初始设定为：同步发电机励磁电源在45V或4.3A以上时自动保护。直流电机电枢电源在250V或18A以上时自动保护。直流电机励磁电源在250V或1.3A以上时自动保护，并切断直流电机电枢电源。

⑷ 操作开关及按钮

电源开关：拨上接通电源，拨下断开电源。 熔丝：3A玻璃管保险丝，操作电源保险。

自动/手动选择开关：当开关拨上时选择自动方式，利用“增”、“减”按钮调节输出电压大小，并自动将输出电压稳定在该刻度附近，稳压范围（失灵区）2%左右。

当开关拨下时选择手动方式，利用“增”、“减”按钮调节输出电压。在负载不变的情况下，输出电压的波动小，但在负载变化时，不能自动稳定输出电压，需要手动调节。

可以使用的操作：

“增”按钮：按“增”按钮，输出电压增加。 “减”按钮：按“减”按钮，输出电压降低。

“零输出”按钮：按“零输出”按钮，输出电压为零，切断功率电源，即切断输出，控制复位，同时“保护”指示灯亮。如果需要重新操作，将“零输出”按钮复归，再按“解除保护”按钮，待“保护”指示灯熄灭后重新调节输出电压。“零输出”的设置是在紧急情况下的一种应急措施。

“暂停”按钮：按下此按钮，输出电压为0，再按一下释放此按钮，输出电压恢复到原来的电压值。

“解除保护”按钮：当出现过流或过压时，电源保护，输出0，并切断功率电源。当过流或过压因素消除后，功率电源依旧断开，需要按一下“解除保护”按钮，恢复功率电源，才能继续操作。如果当过流或过压因素没有消除，即使按下“解除保护”按钮，功率电源依旧断开，直到真正消除过流过压因素。

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二、背板

输入输出连接：插头或接线端子，包括交流电源和大地以及输出的直流电源的正、负端，用于连接用电器。发电机励磁电源和直流电动机励磁电源插头采用20芯矩形插头，可直接插拔，直流电动机电枢电源电流大，采用接线端子，外接电源和电枢时注意标记。

三、检查

⑴ 将电源开关拨下（断开），自动/手动开关选择“手动”方式，面板所有按钮处于释放状态。插入电源插头并接上接线端子。

⑵ 开电源（电源开关拨上），如果电压表指针指示电压超过规定，“保护”灯亮，表示电源调整管损坏了，需要修理，关电源。

⑶ 开电源后，“电源”指示灯亮，表示操作电源正常。 ⑷ “电源”指示灯亮且“保护”指示灯熄灭，表示可以调节输出电压。带负载后，按“增”按钮，电压表指示输出电压增加，按“减”按钮，输出电压减小。注意：电机绕组是感性负载，可控硅整流电源在不同性质的负载下输出不同，感性负载时可能输出“-”电压（逆变），多按几次“增”按钮，电压表指示输出电压过0后才增加。

⑸ 在有电压输出的状态下，按下“暂停”按钮，输出电压应降到0（在空载或负荷很轻时，电压下降会很慢），松开按钮，电压立刻恢复到原来水平。

⑹ 带负载检查，对发电机励磁电源，可以在输出端用一50欧姆，50W电阻接上，观察输出电压是否稳定，去掉负载是否稳定。瞬时加减负荷会有波动，应能迅恢复速稳定。再用一20欧姆，100W电阻接上，观察输出电压是否稳定，去掉负载是否稳定。同时电压调到40V，观察电流是否2A？以校核电流表准确度。还可以再用10欧姆电阻，轻轻并接一下20欧姆的负载，模拟过流，此时电流超过4A，电流表应迅速上升然后下降到0，电压表也下降到0，“保护”灯亮。

对于直流电动机电源，可以根据不同的电源功率选择适当的电阻进行检查，励磁电源220V，2A，电枢电源220V，20A。（注：直流电机电源是可控硅整流，输出端不能为空载，必须有一定的电流。如果没有条件或没有把握，此项目可以不做）

⑺ 输出电压后，按下“零输出”按钮，“保护”指示灯亮，输出停止。 ⑻ 释放“零输出”按钮，再按“保护解除”按钮，“保护”指示灯熄灭，恢复功率电源。 检查完毕，关电源开关。方式选择为“自动”，再进行上述操作，检查。 注意：工作方式的选择必须在操作开始时进行，操作进行中有电压输出情况下不要进行工作方式转换。

四、使用

⑴ 所有电源面板上的“零输出”和“暂停”按钮必须在释放状态。电源工作方式北方工业大学自动化系

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可通过“方式选择”开关选择自动或手动方式。开电源，“保护”指示灯熄，“电源”指示灯亮，电压表、电流表都指示0，表示没有大问题，关电源，准备接负载。

如果开机电压表指示超过铭牌，且保护没有动作，表示电源有问题，不要使用，需要修理。

⑵ 将标有“+”、“-”两个插孔，连接用电器。开电源，调节到需要的电压就可以了。由于调节有一个失灵区，是稳压的范围，如果超过此范围，可以手动调节来补偿一下。

⑶ 本电源为直流电机控制而设计的，开机不允许突然加电压，即只允许从0开始逐步增加。关机时逐步减小输出电压，然后关电源。

⑷ 考虑到学生误操作造成过流，本电源有过流保护，切断输出电压，“保护”指示灯亮，为避免再次故障，只有排除了过流故障， “保护解除”按钮才有效，才能开始重新加电压。

⑸ “零输出”是在某些情况下需要突然切断可控硅电源，按下此按钮，输出电压为0，“保护”指示灯亮。想要重新输出电压同样不允许突然加电，须按“保护解除”按钮，“保护”指示灯熄灭后，才允许慢慢增加电压。如果指示灯亮，调节是无效的。

⑹ 如果用户希望直接上电，例如给某一电路板直接加20V直流电源，可以这样做：在空载情况下，在自动方式下，调节到20V，然后按下“暂停”按钮，输出为0，接上负载，松开“暂停”按钮，电压可以直接上升到需要的20V。

⑺ 任何情况下，“保护”指示灯亮，都会切断输出，必须解除保护后，才能重新从0开始操作，避免突然上电。“保护”指示灯亮，表示有故障或有操作错误，需要根据上面介绍的加以判别，然后再继续使用。

⑻ 操作时请注意：电源使用的“增”、“减”按钮是带保护的，为了防止接点粘黏或操作失误，不允许长时间按住不放，避免电压拼命上升或下降。出现这种情况，操作时按钮需要“点动”，时间在1秒以内，如果持续按住不放，则自动停止增、减电压。此时，须放开按钮，再按下按钮，才能继续增、减电压。

⑼ 电源本身限制过电压，如果一开机输出电压表指示超过铭牌标注，“保护”指示灯亮，说明电源内部的调整管击穿，不能稳压，需要更换调整管，暂时不要使用，以免损坏用电器。如果输出电压表指示为0，“保护”指示灯亮，需查看“零输出”按钮是否释放。

当过电压或过电流出现，会自动切断功率电源，使输出为0，并且“保护”指示灯持续亮，直到故障消除后，按下“保护解除”按钮，才能恢复功率电源，重新操作。

“保护”指示灯涵义为过电流或过电压，只要有其中一条或两条，该指示灯亮，且一直保持，直到过流和过压解除，且按“保护解除”按钮才能解除。如果指示灯还亮，表示故障没有解除或“零输出”按钮未复归，仔细检查一下。

提示：直流电机实验时，必须先对电机加励磁电压到额定，才允许加电枢电压。如果励磁电源没有或消失，会切断电枢电源的控制电源。即在没有励磁电源时，电枢电源是无法操作的。这样做，是为了保护电机不意外飞车。检查电枢电源时请注意这一特点。

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附录四 实验负荷箱使用说明

实验负荷箱是提供三相交流同步发电机或直流发电机做负荷实验时的负载，共分为7组，每组额定负载为300W，由三个100W灯泡组成。操作台面有7个带有指示灯的控制按钮，每按下一个控制按钮，指示灯亮，接通一组负载。在做三相交流同步发电机负荷实验时，每组的三个灯泡分别对应发电机输出的A、B、C各相电压。在做直流发电机负荷实验时，每组的三个灯泡并列，对应直流电压“+”、“-”。

操作时请注意：

当用做三相交流同步发电机负荷实验时，如果每组负载中有一个灯泡损坏不亮，会造成发电机三相不平衡。同样，当用户认为2100W负荷小了，可以更换大功率灯泡，但需要三个灯泡同时更换为同一功率灯泡，以保持三相负荷平衡。

当用做直流发电机负荷实验时，最好在发电机建压前将负载按钮按下，再逐渐升高电压。因为负载的连通与断开是由接触器控制的，众所周知，直流电源的闭合与断开会产生强烈的电弧，对接触器的接点不利，因此，应尽量避免在直流220V时改变负荷的操作。

负荷箱配有两台～220V冷却风扇，只要接通任意一组负载，风扇就会启动。如果风扇停转，请检查并排除故障，否则负荷温度升高会影响负荷箱的安全使用。 实验负荷箱原理图：

L +24V AN1 KM1 COM N

FAN1 FAN2 AN2 KM2 AN7 KM7 A (+) B (+) C (+) 0 (-) 北方工业大学自动化系 G

KM1 KM2 KM7 ?39?

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