电机实验报告

电机学实验报告 上课时间：周一6，7节，周五10，11节 学号：201103120407 姓名：杜君娥 实验一 三相变压器的联接组 一、实验目的 1.掌握用实验方法测定三相变压器的极性。 2.掌握用实验方法判别变压器的联接组。 二、预习要点 1.联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。 2.如何把Y/Y-12联接组改成Y/Y-6联接组以及把Y/(-11 改为Y/(-5联接组。 三、实验项目 1.测定极性 2.连接并判定以下联接组 (1)Y／Y-12 (2)Y／Y-6 (3)Y／Δ-11 (4)Y／Δ-5 四、实验方法 1.测定极性 (1)测定相间极性 被试变压器选用MEL-02三相组式变压器,用其中高压和低压两组绕组,额定容量PN=152／152/152W，UN=220／55V，IN=0.4／1.6A,Y／Y接法。阻值大为高压绕组，用1U1、1V1、1W1、1U2、1V2、1W2标记。低压绕组标记用3U1、3V1、3W1、3U2、3V2、3W2。 按照图2-8接线，将1U1、1U2和电源U、V相连,1V2、1W2两端点用导线相联，在U、V间施加约50％ UN的电压，测出电压U1V1(1V2、U1W1(1W2，U1V1.1W1,若U1V1(1W1 =│U1V1(1V2-U1W1(1W2│，则首末端标记正确；若U1V1(1W1 =│U1V1(1V2 +U1W1(1W2│，则标记不对。须将B、C 两相任一相绕组的首末端标记对调。然后用同样方法，将V、W两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出每相首、末端正确的标记。 U1v1-1v2 U1w1-1w2 U1v1-1w1 U1v1-1w1=|U1v1-1v1-U1w1-1w2| 53.21 4.82 48.71 48.39 U1u1-1u2 U1w1-1w2 U1u1-1w1 U1u1-1w1= |U1u1-1u2- U1w1-1w2| 29.30 29.40 0.05 0.10 U1u1-1u2 U1v1-1v2 U1u1-1v1 U1u1-1v1=| U1u1-1u2- U1v1-1v2| 4.70 53.08 48.65 48.32 (2)测定原、副方极性 暂时标出三相低压绕组的标记3U1、3V1、3W1、3U2、3V2、3W2，然后按照图 2-9接线。原、副方中点用导线相连，高压三相绕组施加约50%的额定电压，测出电压U1U1(1U2、U1V1(1V2、U1W1(1W2、U3U1(3U2、U3V1(3V2、U3W1(3W2 、U1U1(3U1 、U1V1(3V1 、U1W1(3W1，若U1U1(3U1 = U1U1(1U2 - U3U1(3U2，则U相高、低压绕组同柱，并且首端1U1与3U1点为同极性；U1U1(3U1 = U1U1(1U2 + U3U1(3U2，则1U1与3U1端点为异极性。用同样的方法判别出1V1、1W1两相原、副方的极性。高低压三相绕组的极性确定后，根据要求连接出不同的联接组。 2.检验联接组 (1)Y／Y-12 按照图2-10接线。1U1、3U1两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出U1U1(1V1、U3U1(3V1、U1V1(3V1、U1W1(3W1及U1V1(3W1，将数据记录于表2-1中。 表2-11 实 验 数 据 计 算 数 据 U1U1(1V1 (V) U3U1(3V1 (V) U1V1(3V1 (V) U1W1(3W1 (V) U1V1(3W1 (V) KL U1V1(3V1 (V) U1W1(3W1 (V) U1V1(3W1 (V) 220.0 55.0 165.4 166.1 193.4 4.0 165.0 165.0 198.3 根据Y／Y-12联接组的电动势相量图可知： 图2-10 Y／Y-12联接组 (A)接线图 (B)电动势相量图 若用两式计算出的电压U1V1(3V1，U1W1(3W1，U1V1(3W1的数值与实验测取的数值相同，则表示线连接正常，属Y／Y-12联接组。 (2)Y／Y-6 将Y／Y-12联接组的副方绕组首、末端标记对调，1U1、3U2两点用导线相联，如图2-11所示。 按前面方法测出电压U1U1(1V1、U3U2(3V2、U1V1(3V2、U1W1(3W2及U1V1(3W2， 将数据记录于表2-12中。 根据Y／Y-6联接组的电动势相量图可得 若由上两式计算出电压U1V1(3V2、U1W1(3W2、U1V1(3W2的数值与实测相同， 则线圈连接正确，属于Y／Y-6联接组。 (A)接线图 (B)电动势相量图 图2-11 Y／Y-6联接组 表2-12 实 验 数 据 计 算 数 据 U1U1(1V1 (V) U3U2(3V2 (V) U1V1(3V2 (V) U1W1(3W2 (V) U1V1(3W2 (V) KL U1V1(3V2 (V) U1W1(3W2 (V) U1V1(3W2 (V) 219.7 54.9 274.3 275.2 251.2 4.0 274.5 274.5 256.2 (3)Y／Δ-11 按图2-12接线。1U1、3U1两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取U1U1(1V1、U3U1(3V1、U1V1(3V1、U1W1(3W1及U1V1(3W1，将数据记录于表2-13中 表2-13 实 验 数 据 计 算 数 据 U1U1(1V1 (V) U3U1(3V1 (V) U1V1(3V1 (V) U1W1(3W1 (V) U1V1(3W1 (V) KL U1V1(3V1 (V) U1W1(3W1 (V) U1V1(3W1 (V) 219.9 32.3 193.2 194.4 193.8 6.8 192.4 192.4 192.4 根据Y／Δ-11联接组的电动势相量可得 若由上式计算出的电压U1V1(3V1、U1W1(3W1、U1V1(3W1 的数值与实测值相同,则线 圈连接正确，属Y／Δ-11联接组。 图2-12 Y／Δ-11联接组 (A)接线图 (B)电动势相量图 (4)Y／Δ-5 将Y／Δ-11联接组的副方线圈首、末端的标记对调，如图2-13 所示。实验方法同前，测取U1U1(1V1、U3U2(3V2、U1V1.3V2、U1W1(3W2、U1V1(3W2，将数据记录于表2- 14中。 图2-13 Y／Δ-5联接组 接线图 (B)电动势相量图 表2-14 实 验 数 据 计 算 数 据 U1U1(1V1 (V) U3U2(3V2 (V) U1V1(3V2 (V) U1W1(3W2 (V) U1V1(3W2 (V) KL U1V1(3V2 (V) U1W1(3W2 (V) U1V1(3W2 (V) 219.7 32.3 247.7 6.8 248.1 6.8 248.1 248.1 248.1 根据Y／Δ-5联接组的电动势相量图可得 若由上式计算出的电压U1V1(3V2、U1W1(3W2、U1V1(3W2 的数值与实测值相同，则线圈联接正确，属于Y／Δ-5联接组。 五、实验报告 1.计算出不同联接组时的U1V1(3V2、U1W1(3W2、U1V1(3W2 的数值与实测值进行比较，判别绕组连接是否正确。 答：在Y/Y-12连接实验中，计算出的U1V1(3V2、U1W1(3W2、U1V1(3W2 的数值与实测值进行比较 后，发现其数值相同，所以其绕组连接正确； 同理，在Y/Y-6连接，Y/Y／Δ-11连接，Y／Δ-5连接中，都有计算出的U1V1(3V2、U1W1(3W2、U1V1(3W2 的数值与实测值进行比较后，发现其数值相同，所以其绕组连接正确； 实验四 直流并励电动机 一、实验目的 1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 掌握直流并励电动机的调速方法。 二、预习要点 1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？ 2.直流电动机调速原理是什么？ 三、实验项目 1.工作特性和机械特性 保持U=UN 和If =IfN 不变，测取n、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。 2.调速特性 (1)改变电枢电压调速 保持U=UN 、If=IfN =常数，T2 =常数，测取n=f(Ua)。 (2)改变励磁电流调速 保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。 (3)观察能耗制动过程 四、实验方法 1.并励电动机的工作特性和机械特性 实验线路如图1-5所示。按照实验一方法起动直流并励电动机，其转向应符合要求。将电动机电枢调节电阻R1调至零，调节电枢电压调压旋钮 、MEL-13挂箱上的转矩旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf，调到其电机的额定值U=UN=220V,I=IN =1.1A,n=nN，其励磁电流即为额定励磁电流IfN ，在保持U=UN ，If =IFn 不变的条件下，逐次减小电动机的负载。测取电动机电枢电流 Ia，转速n和转矩T2，共取6-7组数据，记录于表1-6中。 表1-6 U=UN = 220V If=IfN= 0.093A Ra= 24.75Ω 实 验 数 据 Ia（A） 1.1 0.93 0.64 0.41 0.24 0,21 0.1 n（r/min） 1600 1608 1646 1689 1716 1719 1758 T2（N(m） 1.12 0.94 0.63 0.37 0.17 0.13 0 电流与转速 计算 数据 Ia(A） 1.1 0.93 0.64 0.41 0.24 0,21 0.1 P2（W） 187.56 158.21 108.5 65.41 30.53 23.38 0 η（(） 71.46% 70.29% 88.77% 59.11% 41.67% 35.07% 0 效率与电流 2.调速特性 (1)改变电枢端电压的调速 直流电动机起动后，将电阻R1 调至零，同时调节负载、电枢电压及电阻Rf，使U=UN，I=0.5IN，If =IfN，保持此时的T2值和If =IfN，逐次增加R1的阻值，即降低电枢两端的电压Ua，R1从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和电枢电流Ia，共取5-6组数据，记录于表1-7中。 表1-7 If =IfN = 0.093A T2 = 0.55 N·m Ua(V) 221 203 196 191 182 165 n(r/min) 1588 1467 1407 1405 1327 1196 Ia(A) 0.55 0.53 0.52 0.52 0.54 0．56 (2)改变励磁电流的调速 直流电动机起动后,将电阻R1和电阻Rf 调至零，同时调节电枢电压调压旋钮和转矩设旋钮使之加载，使电动机U=UN，I=0.5IN，If=IfN保持此时的T2值和U=UN 的值，逐次增加磁场电阻Rf阻值，直至n=1.3nN，每次测取电动机的n、If和Ia，共取5-6组数据，记录于表1-8中。 表1-8 U=UN = 220 V T2=0.64 N·m （r/min） 1580 1658 1733 1802 1873 2008 If(A) 93 80 70 63 58 48 Ia(A） 0.55 0.58 0.60 0.61 0.7 0.70 (3)能耗制动 按图1-6接线，把S放至“1”档，先合励磁电源，并把Rf调至零，使电机磁场电流最大，再把S合向电枢电压端电机开始起动，起动后，把S拨向空位。由于电枢开路，电机处于自由停机。重复实验，但开关S合向RL 端，并选择不同RL的阻值，观察对停机时间的影响。 图1-6并励电动机能耗制动接线图 五、实验报告 1.由表1-6计算出 P2和η，并绘出n、T2、η=f(Ia )及n=f(T2)的特性曲线。 电动机输出功率 P2 =0.105nT2 式中输出转矩T2 的单位为N·m，转速n的单位为r／min。 电动机输入功率 P1=UI 电动机效率 η= ×100％ 电动机输入电流 I =Ia + INf 由工作特性求出转速变化率： Δn= ×100％ 2.绘出并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。 3.能耗制动时间与制动电阻RL的阻值有什么关系？为什么？该制动方法有什么缺点？ 调电压 调励磁电流 答：改变电枢端电压调速：电枢电流随电压减小而增加，随励磁电流减小而增加。 调压：优点：调速效果明显；稳定性好，范围大；可以进行无级调速。缺点：需要一个可调电压源电枢电流增加，对电动机有损害； 减弱磁通：优点：控制方便可实现无级调速能耗较小；缺点：调速范围比较小。 六、思考题 1.并励电动机的速率特性n=f(Ia)为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为什么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？ 答：对于他励电动机，由于端电压不变，励磁电流不变，所以磁通不变。当负载增加时，电枢电流增加，电枢电阻的压降增加，则Ea减小，所以转速减小，由于电枢电阻很小，所以只是略微下降；可能会出现上翘的情况。 2.当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会引起电动机转速降低？ 答：负载转矩不变，说明电枢电流不变，励磁电流不变则磁通不变，减小电枢端电压时，电枢电动势降低，进而转速降低 3.当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么？ 答：励磁电流减小，每极磁通减小，但是负载转矩和电枢端电压不变，即电枢电动势不变，每极磁通减小，转速增加！ 4.并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”？为什么？ 答：在弱磁调速时，当磁场回路断线时转速会突然增大，有可能会出现飞车现象。 19 _1234567890.unknown