电机与拖动实验报告

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电 机 与 拖 动 实 验 报 告

学习中心： 奥鹏教育 层 次： 专升本 专 业： 电气工程及其自动化

学 号： 201303548581 学 生： 于长发 完成日期： 2014年 02 月12日

实验报告一

实验名称： 单相变压器

实验目的： 1. 通过空载个短路实验测定变压器的变化和参数。 2. 通过负载实验测取变压器的运行特性。

实验项目：1. 空载实验 测取空载特性U0=f(I0), P0=f(U0)

2. 短路实验 测取短路特性Uk=f(Ik), Pk=f(I)

3. 负载实验 保持U1=U1N，cos?2?1的条件下，测取U2=f(I2)。

（一）填写实验设备表

名称 电机教学实验台 三相组式变压器 三相可调电阻器 功率表、功率因数表 交流电压表、电流表 旋转指示灯及开关板

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型号和规格 NMEL-II NMEL-03 NMEL-20 MEL-001C NMEL-05 用途 使用注意事项 为实验提供电源和实验前调节输出电固定电机 压到零 实验使用变压器 改变输出电流大小 短路实验时操作要快，防止线路过热 测量功率及功率因不得超过量程，线数 不能接错 测量交流电压及交适当选择量程且注流电流值 意正反接线 通断电 电路连完后闭合，拆电路前断开 （二）空载实验

1．填写空载实验数据表格 表1-1 序 号 1 2 3 4 5 6 7 实 验 数 据 U0(V)??105.2 131.9 69.1 119.9 92.4 112.0 109.9 I0(A)??0.066 0.484 0.031 0.135 0.048 0.084 0.075 计算数据 U1U1。1U2 196.8 246.9 128.8 224.3 173.4 209.8 205.9 cos?2 P0(W) 1.31 3.65 0.54 3.69 1.04 1.64 1.47 2. 根据上面所得数据计算得到铁损耗PFe、励磁电阻Rm、励磁电抗Xm、电压比k 表1-2 序 号 1 2 3 4 5 6 7

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实 验 数 据 I0(A)?? U0(V)??70.0 131.9 92.3 105.1 119.9 119.6 111.5 0.032 0.484 0.047 0.066 0.077 0.134 0.087 计 算 数 据 P0(W) 0.53 3.68 1.05 1.31 1.48 3.71 1.60 U1U1。1U2 128.9 246.9 173.6 196.7 206.0 224.6 209.6 PFe Rm Xm k 1.59 561.90 2156.9 60.52 15.59 271.6 3.39 451.40 1870.9 5.62 300.76 1565.2 6.99 249.62 1406.6 12.34 202.62 869.8 7.56 240.93 1343.2 （三）短路实验

1. 填写短路实验数据表格

表2 室温θ= 25 OC 序 号 1 2 3 4 5 6

（四）负载实验

1. 填写负载实验数据表格

表3 cos?2=1 U1=UN=110V 序 号 1 2 198.5 0.205 3 189.0 0.441 4 196.2 0.254 5 200.6 0.144 6 196.0 0.304 7 193.3 0.353 实 验 数 据 U(V)??16.87 8.20 15.79 10.04 13.68 11.79 I(A)??0.429 0.213 0.404 0.259 0.348 0.301 P(W)??7.15 1.67 6.25 2.54 4.63 3.49 计算数据 cos?k 0.984 0.966 0.978 0.978 0.980 0.976 U2（V） 189.9 I2（A） 0.405

（五）问题讨论

1. 在实验中各仪表量程的选择依据是什么？

电压表量程的选择依据UN的大小，电流表、功率表的量程是依据仪器本身的电阻、电感、电抗关系选取的。 2. 为什么每次实验时都要强调将调压器恢复到起始零位时方可合上电源开关或断开电源开关？

尽可能避免因万一链接错误而造成短路，烧毁电源。

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3. 实验的体会和建议

体会：通过实验我对变压器的参数有了进一步的认识和理解，对变压器的特性有了更具体深刻的体会，同时学会了在实验室应根据需要正确选择各仪表量程保护实验设备。

建议：数据的处理只用表格来进行了，显得比较粗糙，可以用图表来处理，结果会更直观。

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实验报告二

实验名称： 直流发电机实验

实验目的： 掌握用实验的方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运

行特性评定该被测电机的有关性能。

实验项目： 1.他励发电机的空载特性：保持n=nN， 使I=0， 测取U0=f(If)。

2.他励发电机的外特性：保持n=nN， 使If =IfN， 测取U=f(I)。

3.他励发电机的调节特性：保持n=nN， 使U=UN， 测取If=f(I)。

（一）填写实验设备表

序号 1 名称 电机教学实验台 型号和规格 NMEL-II 用途 为实验提供电源和固定电机使用前调节电压为0 2 3 4 5 转矩、转速测量及控制平台 三相可调电阻器 电机起动箱 直流电机仪表，电源 NMEL-13 NMEL-03 NMEL-09 NMEL-18 测量调节转矩 调节负载大小 启动电机 提供电压、不可短路 6 旋转指示灯及开关板 NMEL-05 用于通断电，电路连完后闭合、拆电路前断开 7

直流电压表、直流电流表 NMEL-06 测量电压电流 5

（二）空载特性实验

填写空载特性实验数据表格

表2-1 n=nN=1600r/min UO（V） 230 220 210 88.5 205 83.3 200 79.3 190 71.9 150 47.3 If2（mA） 109.1 98.6

（三）外特性实验

填写外特性实验数据表格

表2-2 n=nN=1600r/min If2=If2N U（V） 200 203 206 210 212 218 224 I（A） 0.498 0.449 0.399 0.330 0.280 0.200 0.100

（四）调整特性实验

填写外特性实验数据表格

表2-3 n=nN=1600r/min,U=UN=200V I（A） 89.2 91.4 98.9 95.8 106.3 103.2 110.1 If2（A） 0.112 0.153 0.261 0.258 0.378 0.374 0.459

（五）实验注意事项：

1.起动直流电动机时，先把R1调到最大，R2调到最小，起动完毕后，再把R1调到最小。 2.做外特性时，当电流超过0.4安时，R2中串联的电阻必须调至零，以免损坏。

（六）问题讨论

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1. 什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取？

衡量直流发电机的性能，通常用其特性曲线来断定。包括空载特性、外特性、效率性。

直流发电机保持的速度旋转，负载电流时，改变励磁电流的大小，端电压将跟着变化。这个变化关系 曲线被称为直流发电机的空载特性曲线，该曲线可以看出电机运行点的磁路饱和程度。

若保持直流发电机的转速，保持励磁回路电阻不变，调节直流发电机的负载电流，端电压 随负载电流 变化的关系称为直流发电机的外特性。直流发电机的主要运行性能指标之一------电压调整率，可由曲线查得。采用不同的励磁方式，其外特性是不同的，他励直流发电机的，并励发电机的外特性曲线比他励式下降程度大，是因为无论是他励式或者并励式直流发电机都有电枢电阻压降的存在和电枢反应去磁的影响，使得端电压下降，但并励直流发电机的励磁绕组是并联在电枢两端，那么由于前述原因使电枢端电压下降而使得励磁电流将进一步下降，其结果就必然造成并励式电流发电机的端电压又进一步下降。所以并励式比他励式直流发电机的外特性曲线下降程度大。

直流发电机保持的速度旋转，负载电流时，改变励磁电流大小，端电压，将跟着变化。这个变化关系 曲线被称为直流发电机的空载特性曲线，该曲线可以看出电机运行点的磁路饱和程度。

2. 做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？

防止在电流换向时出现电流为零的时刻，直流电动机时绝对不允许在电流为零

的时候运行，防止飞车。

3. 实验的体会和建议

通过实验掌握了发电机的运行特性。发电机的转速由原动机决定，一般认为转速恒定。除了转速N外，发电机的外部可测量有三个，即端电压U、负载电流I、励磁电流。当发电机正常状态运行时，三个无力量中一个保持不变，另外两个之

间的关系称为发电机的运行特性。不同励磁方式之发电机的运行特性有所不同。

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实验报告三

实验名称： 三相鼠笼异步电动机实验

实验目的： 1.掌握三相异步电机的负载实验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数。

实验项目： 1.测定定子绕组的冷态电阻。 2.判定定子绕组的首末端。 3.测取三相异步电动机的运行特性。

（一）填写实验设备表

序号 1 名称 电机教学实验台 型号和规格 NMEL-II 用途 提供电源、步进电机 2 3 4 5 三相笼型异步电动机 电机导轨及测功机 转矩、转速测量及控制平台 交流表 M04 NMEL-13 NEEL-001 试验设备 测量数据 测量和调节转矩 提供实验所需电压表、电流表 6 7 8 9

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三相可调电阻器 直流电压、毫安、安培表 直流电机仪表电源 旋转指示灯及开关 NMEL-03 NMEL-06 NMEL-18 NMEL-05 调节负载的大小 测量电压和电流 提供电压 用于通断电

（二）测量定子绕组的冷态直流电阻

填写实验数据表格

表3-1 室温 20 ℃ （ImA） 50 U（V） 2.35 R（Ω） 5.06

绕组I 40 1.89 3.96 30 1.41 4.7 50 2.35 4.7 绕组Ⅱ 40 1.88 4.65 30 1.41 4.7 50 2.36 4.72 绕组Ⅲ 40 1.88 4.70 30 1.41 4.7 （三）测取三相异步电动机的运行特性

填写实验数据表格

表3-2 UN=220V(?) 序号 IA 0.557 0.530 0.468 0.423 0.369 0.320 IOL（A） IB 0.566 0.536 0.476 0.426 0.382 0.386 IC 0.535 0.506 0.448 0.395 0.356 0.318 I1 0.552 0.528 0.467 0.412 0.368 0.356 -14.9 PI 43.10 36.74 27.93 17.99 PO（W） T2（N.m） n（r/min） P2（W） PII 113.1 107.0 92.38 79.46 6 42.58 P1 78.1 71.87 60.16 48.73 31.43 13.84 0.86 0.80 0.66 0.53 0.40 0.17 1410 1418 1433 1450 1465 1486 1 2 3 4 5 6

4.99 57.8（四）问题讨论

1.如何判断出定子三相绕组的首末端？

1.先用万用表测出各相绕组的两个线圈，将其中的任意两相绕组串联。 2.将调压器调压旋钮退至零位，合上绿色“闭合” 按钮开关，接通交流电源，调节交流电源，在绕组端以单相低电压U=80~100V，注意电流不应超过额定值，

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测出第三相绕组的电压，如测得的电压有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相连；反之，如测得电压近似为零，则两相绕组的末端与末端（或首端与首端）

相连，用同样方法测出第三相绕组的首末端 3.极相组接错的检查方法 2. 三相笼型异步电动机的起动方法有几种？ 1.直接启动、 2.降压启动 （1）星形-三角形启动器启动。（2）软启动启动 （3）自耦变压器启动 （4）三相电阻降压启动 3. 三相异步电动机的运行特性是指哪些特性？

答：异步电动机的工作特性是指在额定电压及额定频率下，电动机的主要物

理量（转差率，转矩电流，效率，功率因数等随输出功率变化的关系曲线）。

4. 实验的体会和建议

直接启动时，转差率为1，转子中感应电动势很大，转子电流也很大。当电动机在额定电压下启动时，启动电流为额定电流的5-7倍。一般来说额定功率为7.5KW以下的可以直接启动。直接启动要掌握好而定电流的计算。

降压启动，既要保证有足够的启动转矩，又要减少启动电流，还要避免时间过长。一边将启动电流限制在电动机额定电流的2-2.5倍范围内。启动时降低了电压，转矩减小，因此降压启动要在电动机轻载状态下进行。

随着电力电子技术和微处理技术不断发展，应采用变频软启动设备，能系统可靠的智能化启动电机，是一种可靠经济实用的方式。

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实验报告四

实验名称： 三相同步发电机的并联运行实验

实验目的： 1.掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。 2.掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。

实验项目： 1.用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 2.三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。 3.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。

（一）填写实验设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 电机教学实验台 电机导轨及转速测量 同步电机励磁电源 直流电机仪表、电源 三相同步电机M08 三相可调电阻器900Ω 直流并励电动机M03 三相可调电阻器90Ω 功率表、功率因数表 交流电压表、电流表 旋转指示灯及开关板 型号和规格 NMEL-II NMEL-19 NMEL-18 M08 NMEL-03 M03 NMEL-04 NMEL-20 MEL-001C NMEL-05 用途 提供电源、步进电机 测量调节转矩 提供动力 提供电源（不可短路） 提供动力 调节电阻 提供动力 调节电阻 测量功率及功率因素 测量电压及电流 用于指示相系以及通断电

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（二）三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节

填写实验数据表格 表4-1

U=220V（Y）

If=If0= A

计 算 值 I 测 量 值 序 号 1 2 3 4 5 6

输出电流I（A） 输出功率P（W） P2 IA IB IC 0.43 1.06 1.82 3.62 4.21 3.92 PI 9.87 19.79 30.68 50.12 54.18 52.49 PII 0.89 0.94 0.94 0.90 0.88 0.89 （A） （W） 0.52 1.15 1.22 3.70 4.31 4.02 10.67 20.76 31.62 51.02 55.06 53.38 cos? 0.64 0.50 1.28 1.11 2.04 1.86 3.83 3.67 4.46 4.26 4.17 3.97 （三）三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节

填写实验数据表格

表4-2 n=1500r/min U=220V P2?0W 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 三 相 电 流 I（A） 励磁电流If(A)?? 1.63 1.40 1.22 1.10 1.00 0.85 0.64 0.50 0.27 IA IB IC I 0.381 0.365 0.384 0.377 0.292 0.277 0.294 0.288 0.211 0.199 0.217 0.209 0.160 0.147 0.164 0.157 0.103 0.091 0.106 0.100 0.032 0.022 0.029 0.277 0.101 0.108 0.094 0.101 0.217 0.224 0.210 0.217 0.366 0.371 0.358 0.365 12

（四）问题讨论

1.三相同步发电机投入电网并联运行有哪些条件？不满足这些条件将产生什么后果？

答：同步发电机投入电网并联运行时，要求不产生有害的冲击电流，合闸后转子能很快地拉入同步，并且转速平稳，不发生震荡， 并列的条件是：;1. 发电机的频率和电网频率要相同； 2. 发电机和电网电压大小、相位要相同； 3. 发电机和电网的相序要相同。

2. 三相同步发电机与电网并联的方法有哪些？

答：同步发电机的并列方法有准同步和自同步法两种，准同步法是调整发电机至完全符合并联条件时，迅速合闸使发电机与电网并联。自同步法是将未加励磁的发电机由原电动机带到同步转速附近件就进行合闸，然后加以励磁，利用同

步发电机的自整步作用将发电机自动拉入同步。 3. 实验的体会和建议

通过实验，自己也了解许多。同步发电机励磁自动控制系统通过系统不断调节励磁电流来维持机端电压给定水平。发电机并网后的功率调节同步发电机并网，常常属要改变他的有功功率和无功功率。如果希望增加发电机输出的有功功率，更具功率平衡的观点，只要增加原电机的输入功率。根据直流电动机的理论，若转速不变，要提高直流电动机的输出功率应减少直流电动机的励磁电流或升高直流电动机的电枢电压。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sabw.html