实验一 认识实验

实验一 认识实验

一、实验目的

1. 了解实验基本要求和安全操作规程； 2. 了解实验台构造及使用方法；

3. 认识各种组件，掌握基本组件的使用方法； 4. 掌握仪表的选择方法和使用方法； 5. 了解各种变压器和旋转电机的基本结构。

二、实验设备

DDSZ-1型电机及电气技术实验装置，各种组件，各种变压器、电机

三、实验内容

1. 学习实验基本要求和安全操作规程 2. 实验装置基本组件的使用

（1） DJ11三相组式变压器 （2） DJ12三相芯式变压器

（3） DJ16三相鼠笼式异步电动机 （4） DJ19单相电容起动异步电动机 （5） DJ20单相电容运转异步电动机 （6） DJ22双速异步电动机 （7） DJ23校正直流测功机

（8） DD03导轨、测速发电机、及转速表 （9） D31直流数字电压、毫安、安培表 （10） D32交流电流表 （11） D33交流电压表

（12） D34-3单、三相智能功率及功率因数表 （13） D42三相可调电阻器 （14） D44可调电阻器、电容器 （15） D51波形测试及开关板

3. 电源的调试

（1）三相交流电源

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（右下方）及“励磁电源”开关（左下方）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”，“停止”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“启动”按钮，“启动”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三相四线制插孔中取得。输出线电压为0~450V(可调)并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的输出端的线电压。

④ 实验中如果需要改接线路，必须按下“停止”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“直流机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到关断位置。 （2）直流电源

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“启动”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，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，从电枢电源开关合闸刀直流电压输出约有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。当输出电压出现过电压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢复输出，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）预热几十分

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启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。

4. 各种仪表的使用

（1）电流表、电压表

电流表、电压表是有源仪表，使用时应接入电源。按接线图接好线路后，要正确选择量程，然后打开电源开关进行测量。要注意直流表的极性。

（2）智能功率及功率因数表

智能功率及功率因数表是有源仪表，使用时应接入电源。线路接好后打开电源开关进行测量。注意，电流线圈和电压线圈的公共端一定要连接起来。

测功率：按复位键→按功能键→显示P→按确认键→显示功率测量值。

测功率因数：按复位键→按功能键→显示cos→按确认键→显示功率因数测量值。 ① 三相有功功率的测量

三相对称电路中，只要用一块单相瓦特表测量任一相的功率，然后将结果乘以３既得三相负载的总功率。

三相不对称线路中，三相四线制和三相三线制要用不同的方法测量三相总功率。三相四线制线路可采用三块单相瓦特表同时或一块单相瓦特表分别测取各相功率，它们读数的和就是负载总功率。三线制线路一般使用两块单相瓦特表法测量三相功率，三相总功率等于两瓦

图1－1 两瓦特表法测三相功率

特表读数的代数和。用两瓦特表法测量三相功率的接线方法如图1－1所示，其规则为： A．两块单相瓦特表的电流线圈分别串入三相线路中的任意两相，其同名端都接于电源侧，每块单相瓦特表中通过的均为线电流。

B．每块单相瓦特表的电压线圈的同名端接至各自电流线圈所在线，而另一端均接在未接瓦特表电流线圈的线上。

② 三相无功功率的测量

三相对称线路中，可以利用瓦特表测量无功功率，方法有两种。

图1－2 用一只瓦特表测量三相无功功率

A．单瓦特表法

接线如图1－2所示，利用这种方法将瓦特表的读数乘上3就得到三相线路的无功功率。

B．两瓦特表法

根据测量三相有功功率的两瓦特表的读数，可以计算得出相应的三相无功功率：

Q=3UIsinj=3(PII-PI)

需要说明的是，一般三相线路的无功功率是用无功功率表测量的。 （3）绝缘电阻的测量

绝缘电阻的测量是电机电器绝缘重要检验项目之一。通过绝缘电阻的测定可以检查绝缘是否受潮，或有无局部缺陷或损坏等。

绝缘电阻一般用兆欧表（又称摇表）测定。所用兆欧表的规格应根据被测电机的额定电压按表1－1选用。

电力变压器应按种类选用不同规格的兆欧表，如10000伏电压以下的Ⅰ、Ⅱ类变压器选用1000伏的兆欧表。

电机各相（或各种）绕组分别有出线端引出时，应分别测量各绕组对机壳（或铁芯）及各绕组之间的绝缘电阻。若各绕组已在电机内部连接起来，允许仅测量所有相连绕组对机壳的绝缘电阻。

表1－1 兆欧表的规格选用

电机额定电压 500伏以下 500～2000伏 3000伏以上 兆欧表规格 500伏 1000伏 2500伏 目前常用的手摇兆欧表，表内有一手摇发电机，发电机发出的电压与转速有关，因此为了维持加在被测设备上的电压一定，测量时应以兆欧表规定的转速均匀地摇动兆欧表手柄，待指针稳定后方可读数。

根据国家标准规定，电机绕组的绝缘电阻在热态时，应不低于下式确定的数值

R=UNP1000+N100 （MΩ）

式中 UN—— 电机绕组的额定电压（V）

PN—— 电机的额定功率，对直流电机和交流电动机为千瓦，对交流发 电机和同步补偿机单位为千伏安。

由上式可知，500伏以下的低压电机电器，热态时其绝缘电阻应不低于0.5兆欧，如果低于这个数值，应分析原因，采取相应措施，以提高绝缘电阻。否则，强行投入运行，可能会造成人身或设备损坏事故。

（4）转速的测定 ① 离心式转速表

离心式转速表是利用离心原理制成的测速仪表，使用时将转速表的端头插入电机转轴的中心孔内，当指针稳定后即能直接读出转速。其缺点是测量精度较低且容易损坏，使用此种转速表时，要注意以下事项：

A．选择合适的量程，应使量程的最大读数稍大于电机的最高转速，若量程选择太大，则读数刻度太小，影响读数的准确度，而量程选择太小，则读数将超出量程并容易损坏转速表。

B．在测量过程中决不允许改变转速表的量程，以免将齿轮打坏，如需改变量程，必须将转速表取出后，待停转后再行更改。

C．转速表端头插入电机转轴中心孔前，应注意清除中心孔中的油污，转速表测转速时应保持其轴与电机转轴同心，且不可上下左右偏斜，否则不仅容易将转速表轴损坏，而且影响读数的准确性。

D．转速表不可长时间持续工作，每次读数后应立即取下，以减少齿轮磨损与发热。 E．转速表不适合测量小型及微型电机，因为转速表本身将会成为电机不能忽视的负载。

② 数字测速仪

随着电子技术的不断发展，精度较高的集成电路数字测速仪早已问世，这种仪器是通

过适当的传感器，将转速信号转变为电信号，并经模－数转换以测量转速。此种仪器采用的方法有两种：测频法（测出转速信号的频率再转换成转速）和测周法（测出转速信号的周期再转换成转速）。

③ 测速发电机

用测速发电机测量电机转速，被测电机轴端需联有一台测速发电机，由于测速发电机的感应电势Ea=Cefn，式中Ce为电势常数，故在磁通量一定时，感应电势与转速成正比。可将测速发电机输出电压接入直流电压表，电压表刻度换算成转速单位后，即可直接读出转数；或采用模－数转换电路，将测速发电机输出的模拟电压量转换成数字量，由数码显示器直接显示转数。

5. 认识各种变压器和旋转电机

观察各种变压器和旋转电机的结构，拆装可拆变压器和三相异步电动机。

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