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电机拖动实验报告——有图有数据有 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 完整版.doc 实 验 报 告 本 课程名称:电机拖动实习报告 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 广东石油化工学院自动化专业实验室 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 目 录 实验一 „„ 页;成绩: 实验二 „„ 页;成绩: 实验三 „„ 页;成绩: 实验四 „„ 页;成绩: 实验五 „„ 页;成绩: 实验六 „„ 页;成绩: 课程实验成绩: 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 实验一 认 识 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 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 3( 熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。 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( 直流他励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器,不连接会产生什么严重后果, 答:直流他励电动机启动时转速n=0，反电动势E=0，电枢绕组电阻E很小，导致了启a动电流很大，所以在电枢回路中需要串联起动变阻器，限制启动电流。不连接会容易损坏电机，缩短使用寿命。 3( 直流电动机起动时，励磁回路连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, 答:励磁回路连接的磁场变阻器应调至电阻最大值，使启动转矩足够大。 4( 直流电动机调速及改变转向的方法。 答:直流电动机调速:1、串电阻调速 2、调电压调速 3、弱磁调速 , 改变转向的方法:1、改变电流I的方向 2、改变磁通的方向 s 三(实验项目 1( 了解MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。 2( 用伏安法测直流电动机和直流发电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(实验设备及仪器 1(MEL-I系列电机系统教学实验台主控制屏 2(电机导轨及测功机、转速转矩测量(MEL-13)或电机导轨及校正直流发电机 3(直流并励电动机M03 4(220V直流可调稳压电源(位于实验台主控制屏的下部) 5(电机起动箱(MEL-09)。 6(直流电压、毫安、安培表(MEL-06)。 五(实验说明及操作 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 1(由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法，注意 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 事项。 2(在控制屏上按次序悬挂MEL-13、MEL-09组件，并检查MEL-13和涡流测功机的连接。 3(用伏安法测电枢的直流电阻，接线原理图见图1-1。 U:可调直流稳压电源 R:3000Ω磁场调节电阻(MEL-09) V:直流电压表(MEL-06)20V档或万用 表 直流20V档 A:直流安培表(MEL-06)2A档 M:直流电机电枢 图1-1 测电枢绕组直流电阻接线图 (1) 经检查接线无误后，逆时针调节磁场调节电阻R使至最大。 (2)按顺序按下主控制屏绿色“闭合”按钮，可调直流稳压电源的船形开关以及复位开关，建立直流电源，并调节直流电源至80V左右输出。(注:刚打开直流稳压电源的船形开关及按下复位开关就已经建立了80V左右的电压) 调节R使电枢电流达到0.2A(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。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U、I，填入MaMa表1-1。 (3)增大R(逆时针旋转)使电流分别达到0.15A和0.1A，用上述方法测取六组数据，填入表1-1。 1Ra，Ra2，Ra3取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=。 3 表1-1 室温 30 ? 序号 U(V) I(A) R(Ω) R平均(Ω) R(Ω) Maaaref 4.33 0.2 21.65 20.85 23.20 1 4.12 20.60 21.10 4.21 21.05 3.16 0.15 21.07 2 3.26 21.73 21.07 3.06 20.40 2.02 0.1 20.20 3 2.11 21.10 20.37 1.98 19.80 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 表中R=(R+R+R)/3 a1a11a12a13 R=(R+R+R)/3 R=(R+ R+ R)/3 a2a21a22a23aa1a2a3 R=(R+R+R)/3 a3a31a32a33 (4)计算基准工作温度时的电枢电阻 由实验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: 235，,refR=R arefa235，,a 式中R——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。(Ω) aref R——电枢绕组的实际冷态电阻。(Ω) a θ——基准工作温度，对于E级绝缘为75?。 ref θ——实际冷态时电枢绕组的温度。(?) a 4(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300V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1.1A，测量电枢电流的电表可选用2A量程档，额定励磁电流小于0.16A，测量励磁电流的毫安表选用200mA量程档。 (3)电机额定转速为1600r/min，若采用指针表和测速发电机，则选用1800r/min量程档。若采用光电编码器，则不需要量程选择。 (4)变阻器的选择 变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定。在本实验中，电枢回路调节电阻选用MEL-09组件的100Ω/1.22A电阻，磁场回路调节选用MEL-09的3000Ω/200mA可调电阻。 5(直流电动机的起动 R:电枢调节电阻(MEL-09) 1 R:磁场调节电阻(MEL-09) f M:直流并励电动机M03: G:涡流测功机 I:电流源，位于MEL-13，S 由“转矩设定”电位器进行调节。 实验开始时，将MEL-13“转速控 制”和“转矩控制”选择开关板 向“转矩控制”，“转矩设定”电 图1-2 直流他励电动机接线图 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 位器逆时针旋到底。 U:可调直流稳压电源 1 U:直流电机励磁电源 2 V:可调直流稳压电源自带电压表 1 V:直流电压表，量程为300V档，位于MEL-06 2 A:可调直流稳压电源自带电流表 mA:毫安表，位于直流电机励磁电源部。 (1)按图1-2接线，检查M、G之间是否用联轴器联接好，电机导轨和MEL-13的连接线是否接好，电动机励磁回路接线是否牢靠，仪表的量程，极性是否正确选择。 (2)将电机电枢调节电阻R调至最大，磁场调节电阻调至最小，转矩设定电位器(位1 于MEL-13)逆时针调到底。 (3)开启控制屏的总电源控制钥匙开关至“开”位置，按次序按下绿色“闭合”按钮开关，打开励磁电源船形开关和可调直流电源船形开关，按下复位按钮，此时，直流电源的绿色工作发光二极管亮，指示直流电压已建立，旋转电压调节电位器，使可调直流稳压电源输出220V电压。 (4)减小R电阻至最小。 1 6(调节他励电动机的转速。 (1)分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R和励磁回路的调节电阻R 1f (2)调节转矩设定电位器，注意转矩不要超过1.1N.m，以上两种情况可分别观察转速变化情况 7(改变电动机的转向 将电枢回路调节电阻R调至最大值，“转矩设定”电位器逆时针调到零，先断开可调直1 流电源的船形开关，再断开励磁电源的开关，使他励电动机停机，将电枢或励磁回路的两端接线对调后，再按前述起动电机，观察电动机的转向及转速表的读数。 六(注意事项 1(直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻R调到最小，先接通励磁电源，f 使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻R调至最大，然后方可接通电源，使电动1 机正常起动，起动后，将起动电阻R调至最小，使电机正常工作。 1 2(直流他励电机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时，必须将电枢串联电阻R调回最大值，励磁回路串联的电阻R调到最小值，给下次起动作好准备。 1f 3(测量前注意仪表的量程及极性，接法。 七(实验报告 1. 画出直流并励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻R1和 磁场调节电阻Rf应调到什么位置,为什么, 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 答:励磁回路串联的电阻R调到最小，先接通励磁电源，使励磁电流最大，同时必须将电f 枢串联起动电阻R调至最大，然后方可接通电源，使电动机正常起动，起动后，将起动电1 阻R调至最小，使电机正常工作。 1 2. 增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化,增大励磁回路的调节电阻，转速 又如何变化, 答:增大电枢回路的调节电阻，电枢回路的电流减弱，电机的转矩减小，电机的转速变小; 增大励磁回路的调节电阻，电枢回路的电流增强，电机的转矩变大，电机的转速变大。 3.用什么方法可以改变直流电动机的转向, ,答:1、改变电流I的方向 2、改变磁通的方向 s 4.为什么要求直流并励电动机磁场回路的接线要牢靠, 答: 直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠，绝不能断开。一旦励磁电流 If = 0， 则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”;若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩， 使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大， 超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。 实验二 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。 2.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, U,,220V答:(1)直流电动机的工作特性:是指端电压，电枢电路无外串UN 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 电阻，励磁电流时，电动机的转速n、电磁转矩T和效率η三者与输出,IIffN 功率P之间的关系。在实际运行中，电枢电流Is可直接测量，并且Is差不多和2 P成正比。所以往往将工作特性表示为n、T、η=f(Is)关系曲线。 2 U,IsRsURs?转速特性n=f(Is)= ， ,,Is,,,nn0Ce,Ce,Ce,2，IRPSS0?转矩特性T=f(Is), , ,9.55 ， ,,,(1)CCIISSMeUI S,URRUUTRIISS,,,,?效率特性η=f(P)=f(Is)= 22,,,,CCCCeeeeCC,eM (2)机械特性:是指端电压，电枢电路无外串电阻，励磁电流U,,220VUN 时，电动机的转速n与电磁转矩T的关系:n,f(T),2IIffN 0.105n,,n, 。 CTI2Se 2. 直流电动机调速原理是什么, ,，,U()UR答:根据公式 IRRISS串S,,n ,,CCee 改变直流电动机的工作速度的原理如下: (1)改变电枢电路电阻R调速;(2)改变电枢供电电压U调速;(3)改变磁通φ调速。 三.实验项目 1.工作特性和机械特性 保持U=UNf=IfN不变，测取n、T2、n=f(Ia)及n=f(T2)。 和I 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(实验设备及仪器 1(MEL系列电机教学实验台的主控制屏(MEL-I、MEL-IIA、B)。 2(电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量(MEL-13)或电机导轨及编码器、转速表。 3(可调直流稳压电源(含直流电压、电流、毫安表) 4(直流电压、毫安、安培表(MEL-06)。 5(直流并励电动机。 6(波形测试及开关板(MEL-05)。 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 7(三相可调电阻900Ω(MEL-03)。 五(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1-6所示 U:可调直流稳压电源 1 R、R:电枢调节电阻和磁场1f 调节电阻，位于MEL-09。 mA、A、V:直流毫安、电2 流、电压表(MEL-06) G:涡流测功机 I:涡流测功机励磁电流调S 节，位于MEL-13。 a(将R调至最大，R1f 调至最小，毫安表量程为 200mA，电流表量程为2A档， 电压表量程为300V档，检查 图1-6 直流并励电动机接线图涡流测功机与MEL-13是否 相连，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底，打开船形开关，按实验一方法起动直流电源，使电机旋转，并调整电机的旋转方向，使电机正转。 b(直流电机正常起动后，将电枢串联电阻R调至零，调节直流可调稳压电源的输出至1 220V，再分别调节磁场调节电阻R和“转矩设定”电位器，使电动机达到额定值:U=U=220V，fNIa=I，n=n=1600r/min，此时直流电机的励磁电流I=I(额定励磁电流)。 NNffN c(保持U=U，I=I不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即逆时针调节“转矩设NffN 定”电位器，测取电动机电枢电流I、转速n和转矩T，共取数据7-8组填入表1-8中。 a2 实 I(A) 1.1 1.0 0.9 0.7 0.5 0.4 0.3 0.2 a验 n(r/min) 1600 1619 1634 1666 1689 1706 1726 1749 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 数 (N.m) 1.23 1.16 1.06 0.86 0.63 0.53 0.42 0.30 T2据 P(w) 206.64 197.19 181.86 150.44 111.73 94.94 76.12 55.09 2计 算 P(w) 256.96 234.96 212.96 168.96 124.96 102.96 80.96 58.96 1 数 η(%) 80.4% 83.9% 85.4% 89.0% 89.4% 92.2% 94.0% 93.4% 据 ?n(%) 0% 1.19% 2.12% 4.13% 5.56% 6.63% 7.88% 9.31% 表1-8 U=U=220V I=I=0.068 A R=20.85 Ω NffNa 2(调速特性 (1)改变电枢端电压的调速 a(按上述方法起动直流电机后，将电阻R调至零，并同时调节负载，电枢电压和磁场1 调节电阻R，使电机的U=U，I=0.5I，I=I，记录此时的T= N.m fNaNffN2 b(保持T不变，I=I不变，逐次增加R的阻值，即降低电枢两端的电压U，R从零2ffN1a1调至最大值，每次测取电动机的端电压U，转速n和电枢电流I，共取7-8组数据填入表aa 1-9中。 表1-9 I=I= 1.068 A,T= 0.64 N.m ffN2U(V) 220 209 201 193 184 174 161 144 a n(r/min) 1737 1668 1597 1535 1453 1370 1247 1106 I(A) 0.550 0.556 0.568 0.582 0.604 0.630 0.672 0.736 a (2)改变励磁电流的调速 a(直流电动机起动后，将电枢调节电阻和磁场调节电阻R调至零，调节可调直流电源f 的输出为220V，调节“转矩设定”电位器，使电动机的U=U，I=0.5I，记录此时的T= NaN2N.m b(保持T和U=U不变，逐次增加磁场电阻R阻值，直至n=1.3n，每次测取电动机2NfN的n、I和I，共取7-8组数据填写入表1-10中。 fa 表1-10 U=U=220V，T= 0.78 N.m N2n(r/min) 1396 1348 1302 1234 1169 1104 982 867 I(A) 0.110 0.112 0.110 0.110 0.111 0.110 0.112 0.112 f I(A) 0.550 0.558 0.570 0.591 0.615 0.638 0.691 0.753 a (3)能耗制动 按图1一7接线 U:可调直流稳压电源 1 R、R:直流电机电枢调节1f 电阻和磁场调节电阻 (MEL-09) 图1-7 直流并励电动机能耗制动接线图 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 R:采用MEL-03中两只900Ω电阻L 并联。 S:双刀双掷开关(MEL-05) a(将开关S合向“1”端，R调至最大，R调至最小，起动直流电机。 1f b(运行正常后，从电机电枢的一端拨出一根导线，使电枢开路，电机处于自由停机， 记录停机时间。 c(重复起动电动机，待运转正常后，把S合向“2”端记录停机时间。 d(选择不同R阻值，观察对停机时间的影响。 L 六(实验报告 1.由表1-8计算出P2和η，并绘出n、T2、η=f(I)及n=f(T)的特性曲线。 a2 电动机输出功率 P=0.105nT 22 式中输出转矩T的单位为N?m，转速n的单位为r,min。 2 电动机输入功率 P=UI 1 电动机效率 P2η=×100, P1 电动机输入电流 I=I +I afN 由工作特性求出转速变化率: n,nONΔn= ×100, nN 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 2.绘出并励电动机调速特性曲线n=f(U)和n=f(I)。 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 在恒转矩负载时两种调速的电af 枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。 答:调压调速时，电压越大，转速越快，电枢电流越小。调磁调速时，励磁电流越大，转速越慢，电枢电流越小。 一，改变电压。这种调速方法有下列优点:1机械特性较硬，并且电压降低后硬度不变，稳定性较好。2调速幅度较大。3可均匀调节电压，可得到平滑的无级调速。但是需要用电压可以调节的专用设备，投资费用较高。 二，改变磁通。这种调速方法有下列优点:1调速平滑，可得到无级调速;2调速经 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 济，控制方便;3机械特性较硬，稳定性较好;4对专门生产的调磁电动机，其调速幅度可达3-4。属于基速以上调速。 3(能耗制动时间与制动电阻R的阻值有什么关系,为什么,该制动方法有什么缺点, L 答:电阻越小，制动电流越大，制动时间越短; 反之，电阻越大，制动电流越小，制动时间越长; 能耗制动，在电动机脱离电源之后，在定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流，产生一静止磁场，利用转子感应电流与静止磁场的作用达到制动的目的。 能耗制动的缺点有:在制动过程中，随着转速下降，制动转矩随之减小，制动效果变差，电机易发热。 七(思考题 1.并励电动机的速率特性n=f(I)为什么是略微下降,是否会出现上翘现象,为什么,a 上翘的速率特性对电动机运行有何影响, 答:由于负载、阻尼的阻碍影响，曲线肯定是下降的;上翘的那是对串励电机才是;上翘的曲线(串励)适用于电钻类设备; 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:当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，根据公式E=CΦn可得，aeE下降时转速n下降。 a 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:当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会导致电枢电流变大，从而转速升高。 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:不一定。倘若电动机负载较轻，当磁场回路断线时，电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”。 若电动机的负载为重载，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩， 使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大， 超过电动机允许的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。 实验三 三相变压器 一.实验目的 1(通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。 2(通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 二.预习要点 1(如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。 2(三相心式变压器的三相空载电流是否对称，为什么, 3(如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。 4(变压器空载和短路实验应注意哪些问题,电源应加在哪一方较合适, 三(实验项目 1(测定变比 2(空载实验:测取空载特性U=f(I)，P=f(U)，cos,0=f(U)。 000003(短路实验:测取短路特性U=f(I)，P=f(I)，cos,=f(I)。 KKKKKK4(纯电阻负载实验:保持U=U，cos,=1的条件下，测取U=f(I)。 11N222 四(实验设备及仪器 1(MEL系列电机教学实验台主控制屏(含交流电压表、交流电流表) 2(功率及功率因数表(MEL-20或含在主控制屏内) 3(三相心式变压器(MEL-02)或单相变压器(在主控制屏的右下方) 4(三相可调电阻900Ω(MEL-03) 5(波形测试及开关板(MEL-05) 6(三相可调电抗(MEL-08) 五(实验方法 1.测定变比 实验线路如图2-4所示，被试变压器选用MEL-02三相三线圈心式变压器，额定容量 P=152/152/152W,U=220/63.5/55V,I=0.4/1.38/1.6A，Y/Δ/Y接法。实验时只用高、 NNN 主控制屏 三相交流 电源输出 图2-4 三相变压器变比实验接线图 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 低压两组线圈，中压线圈不用。 a( 在三相交流电源断电的条件下，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底。并合理选 择各仪表量程。 b( 合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压 器空载电压U=0.5U，测取高、低压线圈的线电压U、U、U、U、1U1.1V11V1.1W11W1.1U13U1.3V10N U、U，记录于表2-6中。 3V1.3W13W1.3U1 表2-6 U(V) U(V) U(V) K=1/3(KUVK K K UVVWWU+K+K) U U U U U U VWWU1U1.1V13U1.3V11V1.1W13V1.3W11W1.1U13W1.3U1 128.0 32.2 3.98 128.8 32.4 3.98 126.3 32.0 3.95 3.97 K= U/UUV1U1.1V13U1.3V1 K= U/UVW1V1.1W13V1.3W1 K= U/UWU1W1.1U13W1.3U1 2.空载实验 主控 制屏 交流 电源 输出 图2-5a 三相变压器空载实验接线图(MEL-I、MEL-IIA) 实验线路如图2-5所示，变压器T选用MEL-02三相心式变压器。实验时，变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。 A、V、W分别为交流电流表、交流电压表、功率表。具体配置由所采购的设备型号不同由所差别。若设备为MEL-?系列，则交流电流表、电压表为三组指针式模拟表，量程可根据需要选择，功率表采用单独的组件(MEL-20或MEL-24);若设备为MEL-?系列，则上述仪表为智能型数字仪表，量程可自动也可手动选择，功率表含在主控屏上。仪表数量也可能由于设备型号不同而不同。故不同的实验台，其接线图也不同。 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 功率表接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。 a(接通电源前，先将交流电源调到输出电压为零的位置。合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U=1.2U 0N b(然后，逐次降低电源电压，在1.2~0.5U的范围内;测取变压器的三相线电压、电N 流和功率，共取6~7组数据，记录于表2-7中。其中U=U的点必须测，并在该点附近测的N 点应密些。 c( 测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。 表2-7 序号 实 验 数 据 计 算 数 据 U(V) I(A) P(W) U I P 000OOO (V) (A) (W) UU U I I I P P cos, 3U1.3V3V1.3W13W1.3U13U103V103W10O1020 1 1 66 64.6 64.4 0.337 0.205 0.311 -11.0 16.75 65 0.284 5.75 0.18 2 55 54.6 54.0 0.200 0.122 0.192 -4.7 9.14 54.5 0.171 4.44 0.27 3 45 44.8 44.3 0.127 0.077 0.124 -1.9 5.27 44.7 0.109 3.37 0.40 4 35 35.1 34.4 0.092 0.056 0.091 -0.8 3.03 34.8 0.080 2.23 0.46 5 20 20.2 19.8 0.058 0.035 0.058 -0.2 1.12 20 0.050 0.92 0.53 短路实验 3. 主控 制屏 交流 电源 输出 图2-6a 三相变压器短路实验接线图(MEL-I、MEL-IIA) 实验线路如图2-6所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。 接通电源前，将交流电压调到输出电压为零的位置，接通电源后，逐渐增大电源电压，使变压器的短路电流IK=1.1IN。然后逐次降低电源电压，在1.1,0.5IN的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率，共取4,5组数据，记录于表2-8中，其中IK=IN点必 0测。实验时，记下周围环境温度(C)，作为线圈的实际温度。 O表2-8 θ= 30 C 序实 验 数 据 计 算 数 据 号 U(V) I(A) P(W) U I P cos, KKKKKKK 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 U U U I I I P P (V) (A) (W) 1U1.1V11V1.1U11W1.1U11U11V11W1K1K2 1 31.6 32.0 31.1 0.48 0.467 0.471 2.01 14.30 31.5 0.473 16.31 0.63 2 26.1 26.5 25.9 0.40 0.386 0.391 1.37 9.80 26.2 0.392 11.17 0.63 3 19.5 20.1 19.5 0.3 0.291 0.296 0.68 5.65 19.7 0.296 6.33 0.63 4 13.2 13.6 13.0 0.2 0.199 0.199 0.29 2.58 13.3 0.199 2.87 0.63 5 6.6 7.0 6.5 0.1 0.102 0.103 0.05 0.67 6.7 0.102 0.73 0.63 4.纯电阻负载实验 主控 制屏 交流 电源 输出 图2-7a 三相变压器负载实验接线图(MEL-I、MEL-IIA) 实验线路如图2-7所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈经开关S(MEL-05)接负载电阻R，R选用三只1800Ω电阻(MEL-03中的900Ω和900Ω相串联)。 LL a(将负载电阻R调至最大，合上开关S接通电源，调节交流电压，使变压器的输入电L1 压U=U。 11N b(在保持U=U的条件下，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，测取变压11N 器三相输出线电压和相电流，共取5,6组数据，记录于表2-9中，其中I=0和I=I两点22N必测。 表2-9 U=U= 55 V ;cos,=1 UV1N2序 U(V) I(A) 号 U U U U I I I I 1U1.1V11V1.1W11W1.1U121U11V11W121 257 252 248 252.3 0 0 0 0 2 231 228 226 228.3 0.150 0.149 0.144 0.148 3 228 225 223 225.3 0.167 0.167 0.162 0.165 4 224 221 219 221.3 0.192 0.195 0.189 0.191 5 216 212 210 212.7 0.240 0.245 0.241 0.242 六(注意事项 在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置。做短路实验时操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 七(实验报告 1.计算变压器的变比 根据实验数据，计算出各项的变比，然后取其平均值作为变压器的变比。 UUU1U1.1V11V1.1W11W1.1U1K,K,K, UVVWWU,,UUU3U1.3V13V1.3W13W1.3U1 2.根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数 (1) 绘出空载特性曲线U=f(I)，P=f(U)，cosφ=f(U) 。 000000式中 U,(U，U，U)/3o3U1.3V13V1.3W13W1.3U1 I,(I，I，I)/3o3U1O3V1O3W1O P,P，Poo1o2 Pocos,,o3UIoo 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 (2)计算激磁参数 从空载特性曲线查出对应于U=U时的I和P值，并由下式求取激磁参数。 0N00 PU22oo r,,Z,,X,Z,rmmmmm23I3Ioo3.绘出短路特性曲线和计算短路参数 (1)绘出短路特性曲线U=f(I)，P=f(I)，cos,=f(I)。 KKKKKK式中 U,(U，U，U)/3K1U1.1V11V1.1W11W1.1U1 I,(I，I，I)/3K1U11V11W1 P,P，PKK1K2 PK cos,,K3UIKK (2)计算短路参数 O从短路特性曲线查出对应于IK=IN时的UK和PK值， 并由下式算出实验环境温度,C时 的短路参数 PU'''2'2KKr,,Z,,X,Z,r KKKKK23I3INN 折算到低压方 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 '''ZrXKKK Z,,r,,X,KKK222KKK 换算到基准工作温度的短路参数为rZ和，计算出阻抗电压。 OOK75CK75C IZ3N0KC75U ,，100%KUN Ir30NKC75U ,，100%KrUN IX3NKU,，100% KXUN 2rIK=IN时的短路损耗P=3I KNONK75C 4.利用由空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器的“Γ”型等效电路。 5.变压器的电压变化率ΔU (1)根据实验数据绘出cos,=1时的特性曲线U=f(I)，由特性曲线计算出I2=I2N时的电222 压变化率ΔU。 U,U202,U,，100% U20 (2)根据实验求出的参数，算出I=I，cos,=1时的电压变化率ΔU 2N2 ,U,,(Ucos,，Usin,) Kr2KX2 6.绘出被试变压器的效率特性曲线 (1) 用间接法算出在cos,=0.8时，不同负载电流时的变压器效率，记录于表2-10中。 2 表2-10 cos,=0.8, P= 4.44 W, P = 11.17 W 20KN I P(W) η 22 0.2 8.8 64.30% 0.4 17.6 73.86% 0.6 26.4 75.37% 0.8 35.2 75.23% 1.0 44 73.81% 1.2 52.8 72.01% 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 *2PIP，OKN2 ,,(1,)，100%**2IP,PIPcos，，NOKN222 * 式中IPN cos, =P 222 P为变压器的额定容量 N P为变压器I=I时的短路损耗 KNK N P为变压器的U=U时的空载损耗 00N Po(2)计算被试变压器η=ηmax时的负载系数。 ,,mPKN 实验四 三相鼠笼异步电动机的工作特性 一(实验目的 1(掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。 2(用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。 3(测定三相笼型异步电动机的参数。 二(预习要点 1( 异步电动机的工作特性指哪些特性, 答:异步电动机的工作特性有: (1) 转速特性 (2) 定子电流特性 3) 功率因数特性 ( (4) 电磁转矩特性 (5) 效率特性 2(异步电动机的等效电路有哪些参数,它们的特理意义是什么, 3(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(判定定子绕组的首未端。 3(空载试验。 4(短路试验。 5(负载试验。 三(实验设备及仪器 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 1(MEL系列电机教学实验台主控制屏。 2(电机导轨及测功机、矩矩转速测量(MEL-13、MEL-14)。 3(交流功率、功率因数表(MEL-20或MEL-24或含在实验台主控制屏上)。 4(直流电压、毫安、安培表(MEL-06或含在实验台主控制屏上)。 5(三相可调电阻器900Ω(MEL-03)。 6(波形测试及开关板(MEL-05)。 7(三相鼠笼式异步电动机M04。 五(实验方法及步骤 1(测量定子绕组的冷态直流电阻。 准备: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芯的温度。当所测温度与冷动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 测量线路如图3-1。 S1，S2:双刀双掷 和单刀双掷开关，位于 。 MEL-05 220V电机R:四只900Ω和可调直定子900Ω电阻相串联流稳压一相(MEL-03)。 电源绕组A、V:直流毫安表 和直流电压表，或采用 MEL-06，或在主控制屏 上。 图3-1 三相交流绕组电阻的测定 量程的选择:测量 时，通过的测量电流约为电机额定电流的10%，即为50mA，因而直流毫安表的量程用200mA档。三相笼型异步电动机定子一相绕组的电阻约为50欧姆，因而当流过的电流为50mA时三端电压约为2.5伏，所以直流电压表量程用20V档，实验开始前，合上开关S，断开开1关S，调节电阻R至最大(3600Ω)。 2 分别合上绿色“闭合”按钮开关和220V直流可调电源的船形开关，按下复位按钮，调节直流可调电源及可调电阻R，使试验电机电流不超过电机额定电流的10%，以防止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S读取电压值。读完后，先打2 开开关S，再打开开关S。 21 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 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 组的电阻值，记录于表3-1中。 表3-1 室温 30 ? 绕组I 绕组? 绕组? I(mA) 50 40 30 50 40 30 50 40 30 U(V) 0.85 0.67 0.51 0.85 0.68 0.51 0.86 0.67 0.51 R(Ω) 17 16.75 17 17 17 17 17.2 16.75 17 注意事项:?在测量时，电动机的转子须静止不动。 ?测量通电时间不应超过1分钟。 (2)电桥法(选做) 用单臂电桥测量电阻时，应先将刻度盘旋到电桥能大致平衡的位置，然后按下电池按钮，接通电源，等电桥中的电源达到稳定后，方可按下检流计按钮接入检流计。测量完毕后，应先断开检流计，再断开电源，以免检流计受到冲击。记录数据于表3-2中。 电桥法测定绕组直流电阻准确度以灵敏度高，并有直接读数的优点。 表3-2中 绕组I 绕组II 绕组III R(Ω) 17 17 17 2(判定定子绕组的首未端 交交 流流 电电 源源 输输 出出 图3-2 三相交流绕组首末端的测定 先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意二相绕组串联，如图3-2所示。 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，在绕组端施以单相低电压U=80~100V，注意电流不应超过额定值，测出第三相绕组的电压，如测得的电压有一定读数，表示两相绕组的未端与首端相联，如图3-2(a)所示;反之，如测得电压近似为零，则二相绕组的未端与未端(或首端与首端)相连，如图3-2(b)所示。用同样方法测出第三相绕组的首未端。 3(空载试验 测量电路如图3-3所示。电机绕组为?接法(U=220伏)，且电机不同测功机同轴联接，N 不带测功机。 a(起动电压前，把交流电压调节旋钮退至零位，然后接通电源，逐渐升高电压，使电 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 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。 b(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。 c(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。 主控制屏 三相交流 电源输出 图3-3a 三相笼型异步电机实验接线图(MEL-I、MEL-IIA) d(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3-3中。 表3-3 序U(V) I(A) P(W) OCOLOcos, 号 U U U U I I I I P P P ABBCCAOLABCOLIIIO1 264 266 265 265 0.381 0.392 0.384 0.222 -35.1 62.36 27.26 0.15 2 220 221 220 220 0.312 0.315 0.306 0.180 -22.0 43.47 21.47 0.18 3 200 202 201 201 0.284 0.286 0.280 0.163 -17.8 36.93 19.13 0.19 4 160 162 162 161 0.230 0.229 0.226 0.132 -9.5 25.22 15.72 0.25 5 100 100 100 100 0.160 0.161 0.157 0.092 -0.8 12.90 12.10 0.44 6 50 62 50 54 0.176 0.179 0.177 0.102 2.21 8.57 10.78 0.65 4(短路实验 测量线路如图3-3。将测功机和三相异步电机同轴联接。 a(将起子插入测功机堵转孔中，使测功机定转子堵住。将三相调压器退至零位。 b(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。 a(在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率，共取4-5组数据，填入表3-4中。做完实验后，注意取出测功机堵转孔中的起子。 表3-4 序U(V) I(A) P(W) cos,OCOLO 号 U U U U I I I I P P P ABBCCAKABCKIIIKK1 64 64 64 64 0.6 0.602 0.592 0.35 2.56 34.63 37.19 0.55 2 55 55 55 55 0.5 0.500 0.497 0.29 0.99 24.27 25.26 0.52 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 3 47 46 47 47 0.4 0.399 0.398 0.23 0 16.12 16.12 0.50 4 38 37 38 38 0.3 0.297 0.301 0.17 -0.6 9.87 9.27 0.48 5 30 29 31 30 0.2 0.198 0.202 0.12 -0.7 4.96 4.26 0.39 6 25 26 26 26 0.15 0.149 0.148 0.09 -0.6 3.05 2.45 0.35 5(负载实验 选用设备和测量接线同空载试验。实验开始前，MEL-13中的“转速控制”和“转矩控 制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”旋钮逆时针到底。 a(合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压，并在试验中保持此额定电压 不变。 b(调节测功机“转矩设定”旋钮使之加载，使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至 电流上升到1.25倍额定电流。 c(从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、 输入功率，转速、转矩等数据，共读取5-6组数据，记录于表3-5中。 表3-5 U=220伏(?) N 序I(A) P(W) OLOT(N.m) (nr/min) P(W) 22号 I I I I P P P ABC1III1 1 0.323 0.329 0.314 0.19 -16.6 49.15 65.75 0.41 1488 64.06 2 0.40 0.404 0.390 0.22 5.34 75.23 80.57 0.39 1461 59.83 3 0.45 0.456 0.432 0.26 13.90 84.59 98.49 0.35 1451 53.32 4 0.50 0.502 0.484 0.29 31.62 103.5 135.02 0.32 1425 47.88 5 0.55 0.550 0.530 0.31 40.40 114.6 155.00 0.30 1413 44.51 6 0.60 0.596 0.580 0.34 48.75 126.2 174.95 0.28 1400 41.16 六(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: 235，,refr,r leflc1235，θC 式中 r——换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Ω; lef r——定子绕组的实际冷态相电阻，Ω; 1c Oθ——基准工作温度，对于E级绝缘为75C; ref Oθ——实际冷态时定子绕组的温度，C。 c 2.作空载特性曲线:I、P、cos,=f(U) 0000 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 3.作短路特性曲线:I、P=f(U) KKK 4.由空载、短路试验的数据求异步电机等效电路的参数。 P(1)由短路试验数据求短路参数 OUK2Z,短路阻抗 KPO=f(UO)IK PFePK短路电阻 r, K23IKK Pmec22短路电抗 X,Z,rKKK220UNUO 图3-4 电机中的铁耗和机械耗式中 UK、IK、PK——由短路特性曲线上查得，相 应于IK为额定电流时的相电压、相电流、三相短路功 率。 'r,r,r转子电阻的折合值 2K1 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 X''K定、转子漏抗 X,X,,,122 (2)由空载试验数据求激磁回路参数 UoZ,空载阻抗 oIo Po空载电阻 r,o2I3o 22空载电抗 X,Z,rooo 式中 U、I、P—— 相应于U为额定电压时的相电压、相电流、三相空载功率。 000 0 激磁电抗 X,X,XmO1, PFe,r激磁电阻 m23Io 式中 P为额定电压时的铁耗，由图3-4确定。 Fe 5.作工作特性曲线P、I、n、η、S、cos,=f(P) 1112 由负载试验数据计算工作特性，填入表3-6中。 表3-6 U1 = 220V(?) If = A 序号 电动机输入 电 动 机 输 出 计 算 值 n(r, I(A) P(W) T(N?m) P(W) S(,) η(,) cos, 11221min) 0.19 1 65.75 0.41 1488 64.06 0.80% 97.43% 0.52 2 0.22 80.57 0.39 1460 69.83 2.60% 74.26% 0.55 3 0.26 98.49 0.35 1451 53.32 3.27% 54.14% 0.57 4 0.29 135.02 0.32 1425 47.88 5.00% 35.46% 0.71 5 0.31 155.00 0.30 1413 44.51 5.80% 28.72% 0.76 6 0.34 174.75 0.28 1400 41.16 6.67% 23.55% 0.78 I，I，IABCI, 计算公式为: 133 1500,n S,，100%1500 P1,cos, 13UI11 P,0.105nT 22 P2,,，100% P1 式中 I——定子绕组相电流，A; 1 U——定子绕组相电压，V; 1 S——转差率; η——效率。 6.由损耗分析法求额定负载时的效率 电动机的损耗有: 铁耗 P Fe 机械损耗 P mec 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 2定子铜耗 P,3IrCU111 PSem转子铜耗 ,P2CU100 杂散损耗P取为额定负载时输入功率的0.5,。 ad 式中 P——电磁功率，W; em P = P -P - P em1culFe 铁耗和机械损耗之和为: 2 P0′= P + P = P- 3Ir FemecO1O '2为了分离铁耗和机械损耗，作曲线，如图3-4。 P,f(U)OO P0' U0^2 29.88043 4096 20.24175 3025 12.96346 2209 7.545537 1444 3.400752 900 1.966673 676 延长曲线的直线部分与纵轴相交于P点，P点的纵座标即为电动机的机械损耗P，过P点mec 作平行于横轴的直线,可得不同电压的铁耗P。 Fe 电机的总损耗ΣP = P + P + P + P Feculcu2ad P,,P1,,，100%于是求得额定负载时的效率为: P1 式中 P、S、I由工作特性曲线上对应于P为额定功率P时查得。 112N 七(思考题 1.由空载、短路试验数据求取异步电机的等效电路参数时，有哪些因素会引起误差, 答:磁路的饱和程度、损耗的近似处理等等。 2.从短路试验数据我们可以得出哪些结论, 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 答:在异步电机的短路试验中，我们测出的是电机在堵转时的线电压、电流及功率，而由于堵转时定子电压通常只有额定值的20%左右，此时磁通密度很低，铁芯损耗小，可忽略，即可认为测得功率为定子和转子的铜耗之和，由此可以计算出堵转时的每相电阻，根据电压电流可以计算每相阻抗，根据阻抗和电阻可求的每相漏抗 3.由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差, 答:直接负载法测量输入功率和输出轴功率，电压、电流互感器误差、测量仪表误差造成输入功率误差;转速转矩传感器的误差引起输出功率误差 实验五 三相同步发电机的并联运行 一(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。 二(预习要点 1.三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件,不满足这些条件将产生什么后果,如何满足这些条件, 三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率,调节过程又是2. 怎样的, 三(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.用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行 3.三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。 4.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。 (1)测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。 (2)测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。 四(实验设备及仪器 1(MEL系列电机教学实验台主控制屏。 2(电机导轨及测功机、转矩转速测量(MEL-13、MEL-14)。 3(三相可变电阻器90Ω(MEL-04)。 4(波形测试及开关板(MEL-05)。 5(旋转指示灯、整步表(MEL-07)。 6(同步电机励磁电源(位于主控制屏右下部)。 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 7(功率、功率因数表(或在主控制屏上，或为单独的组件MEL-20、MEL-24)。 五(实验方法及步骤 1(用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 实验接线如图4-4。 O AA 交 流BO B电 源 输 出CO C 图4-4 三相同步发电机并网实验接线图(MEL-I、MEL-IIA) 三相同步发电机选用M08。 原动机选用直流并励电动机M03(作他励接法)。 mA、A、V选用直流电源自带毫安表、电流表、电压表(在主控制屏下部)。 11 R选用MEL-04中的两只90Ω电阻相串联(最大值为180Ω)。 st R选用MEL-03中两只900Ω电阻相串联(最大值为1800Ω)。 f R选用MEL-04中的90Ω电阻。 开关S、S选用MEL-05。 12 交流电压表、电流表、功率表的选择同实验3.1(异步电动机的工作特性)。 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 同步电机励磁电源固定在控制屏的右下部。 工作原理:三相同步发电机与电网首联运行必须满足以下三个条件。 (1)发电机的频率和电网频率要相同，即f=f; III (2)发电机和电网电压大小、相位要相同，即E=U; oIII (3)发电机和电网的相序要相同; 为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。 实验步骤: (1)三相调压器旋钮逆时针到底，开关S断开，S合向“1”端，确定“可调直流稳21 压电源”和“直流电机励磁电源”船形开关均在断开位置，合上绿色“闭合”按钮开关，调节调压器旋钮，使交流输出电压达到同步发电机额定电压U=220伏。 N (2)直流电动机电枢调节电阻R调至最大，励磁调节电阻R调至最小，先合上直流stf 电机励磁电源船形开关，再合上可调直流稳压电源船形开关，起动直流电动机M03，并调节电机转速为1500r/min。 (3)开关S合向“2”端，接通同步电机励磁电源，调节同步电机励磁电流I，使同1f步发电机发出额定电压220伏。 (4)观察三组相灯，若依次明灭形成旋转灯光，则表示发电机和电网相序相同，若三组灯同时发亮，同时熄灭则表示发电机和电网相序不同。当发电机和电网相序不同则应先停机，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动电动机。 (5)当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁电流I使同步发电机电压和电f 网电压相同。再细调直流电动机转速，使各相灯光缓慢地轮流旋转发亮，此时接通整步表直键开关，观察整步表V表和Hz表指在中间位置，S表指针逆时针缓慢旋转。 (6)待A相灯熄灭时合上并网开关S，把同步发电机投入电网并联运行。 2 (7)停机时应先断开整步表直键开关，断开并网开关S，将R调至最大，三相调压2st 器逆时针旋到零位，并先断开电枢电源后断开直流电机励磁电源。 2(用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行 (1)在并网开关S断开且相序相同的条件下，把开关S合向“2”端接至同步电机励21 磁电源，MEL-07中的整步表直键开关打在“断开”位置。 (2)按前述方法起动直流电动机，并使直流电动机升速到接近同步转速(1475~1525转/分之间)。 (3)启动同步电机励磁电流源，并调节励磁电流I使发电机电压约等于电网电压220f 伏。 (4)将开关S闭合到“1”端，接入电阻R(R为90Ω电阻，约为三相同发电机励磁1 绕组电阻的10倍)。 (5)合上并网开关S，再把开关S闭合到“2”端，这时电机利用“自整步作用”使21 它迅速被牵入同步。 3(三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。 (1)按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 (2)并网以后，调节直流电动机的励磁电阻R和同步电机的励磁电流I，使同步发电ff 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 机定子电流接近于零，这时相应的同步发电机励磁电流I=I。 ffo (3)保持这一励磁电流I不变，调节直流电动机的励磁调节电阻R，使其阻值增加，ff 这时同步发电机输出功率P增加。 2 (3)在同步电机定子电流接近于零到额定电流的范围内读取三相电流、三相功率、功 率因数，共取数据6~7组记录于表4-9中。 表4-9 U=220V(Y) I=I= 1.00 A ffo 测 量 值 计 算 值 序 输出电流I(A) 输出功率P(W) 号 I P cos, 2I I I P P ABCIII 1 0.43 0.42 0.41 -66.5 -94.3 0.42 -160.8 -0.98 2 0.36 0.41 0.58 -59.4 -72.5 0.45 -131.9 -0.77 3 0.28 0.31 0.29 -51.3 -51.9 0.29 -103.2 -0.93 4 0.18 0.17 0.19 -42.0 -32.8 0.18 -74.8 -1 5 0.13 0.14 0.12 -32.2 -18.1 0.13 -50.3 -1 6 0.10 0.13 0.11 -19.3 1.45 0.11 -17.8 -0.42 I，I，IABC表中:I= 3 P=P+P2III P2,,cos 3UI 4(三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节 (1)测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。 a(按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 b(保持同步发电机的输出功率P?0。 2 c(先调节同步发电机励磁电流I，使I上升，发电机定子电流随着I的增加上升到额fff 定电流，并调节R保持P?0。记录此点同步发电机励磁电流I、定子电流I。 st2fod(减小同步电机励磁电流I使定子电流I减小到最小值，记录此点数据。 f e(继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增加直至额定电流。 f(分别在这过励和欠励情况下，读取数据9-10组记录表4-10中。 表4-10 n=1500r/min U=220V P?0W 2 序 三 相 电 流 I(A) 励磁电流I(A) f号 I I I I ABC 1 0.45 0.47 0.42 0.45 1.58 2 0.32 0.35 0.37 0.35 1.465 3 0.25 0.22 0.27 0.25 1.254 4 0.17 0.15 0.13 0.15 1.043 5 0.01 0.02 0.01 0.01 0.782 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 6 0.13 0.15 0.16 0.15 0.512 7 0.25 0.27 0.26 0.26 0.327 8 0.36 0.35 0.34 0.35 0.152 9 0.45 0.44 0.47 0.45 0.013 I，I，IABC表中:I= 3 (2)测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。 a(按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 b(保持同步发电机的输出功率P等于0.5倍额定功率。 2 c(先调节同步发电机励磁电流I，使I上升，发电机定子电流随着I的增加上升到额fff定电流。记录此点同步发电机励磁电流I、定子电流I。 fo d(减小同步电机励磁电流I使定子电流I减小到最小值，记录此点数据。 f e(继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增加直至额定电流。 f(分别在这过励和欠励情况下，读取数据9-10组记录表4-11中。 表4-11 n=1500r/min U=220V P?0.5P 2N 序 测 量 值 计 算 值 号 I I I I I cos ,ABCf 1 0.45 0.47 0.46 1.871 0.46 0.62 2 0.32 0.35 0.36 1.423 0.34 0.84 3 0.22 0.26 0.25 1.104 0.24 1 4 0.21 0.23 0.24 0.831 0.23 1 5 0.35 0.33 0.36 0.495 0.35 0.82 6 0.44 0.45 0.47 0.357 0.45 0.64 I，I，IABC表中:I= 3 P2,,cos 3UI 六(实验报告 1.评述准确同步法和自同步法的优缺点。 答:用准同步法将同步发电机并联，其优点是能使新投入的发电机和另一台发电仙不受或 受轻微的冲击，但手工操作较费时，当然采用自动控制装置时新发电机并网运行，情况尚为好 些，但其装置比较复杂，而当电网某机组出现事故，突然退出运行而要求起动另外一台机组并 联与电网时，由于此电网的电压和频率都在不断的变化，要具备准整步条件比较困难，情况又 比较紧急，此时就采用自同步法，其优点是，投入迅速，不需增添复杂的装置，缺点是投入时 定子电流冲击较大。 2.试述并联运行条件不满足时并网将引起什么后果, 答:以上条件中的任何一个不满足则在开关 K 的两端，会出现差额电压 ，如果闭合 K，在发电 机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 3.试述三相同步发电机和电网并联运行时有功功率和无功功率的调节方法。 答:增加发电机输出的有功功率，根据功率平衡的观点，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则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。当有功功率一定时，要改变并网同步发电机的无功功率，根据 公式 P2 =mUIaCOS= 常数;以及 P2=m(UE0)/Xs*sin =常数;二式中均为必然满足:IaCOS =常数:E0sin =常数。由相量图分析知，有功功率保持不变时，调节发电机的无功功率的方法，就是改变发电机的励磁电流。 4.画出P?0和P?0.5倍额定功率时同步发电机的V形曲线，并加以说明。 22 P2 恒定，改变励磁电流可以调节其无功功率，励磁答:同步电动机输出有功功率 电流小于 正常励磁值(欠励)时，电动机功率因数 cos 滞后，同步电动机相当于感性负载，要从电网吸取 滞后无功。励磁电流大于正常励磁值(过励)时，电动机功率因数 cos 超前，同步电动机相当于 容性负载，要从电网吸取超前无功。?每一功率(负载)对应一条 V 形曲线;?从欠励到正常 励磁到过励 I 有最小值?每条曲线的最低点:cos,=1，连线向右倾斜; ?每条曲线左边均有 不稳定区;?不稳定区域边缘:,= 90 ，连线向右倾斜 ;?每条曲线上的电流 I 变化量,I 为 无功分量。 七(思考题 1.自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先把同步发电机的励磁绕组串入10倍励磁绕组电阻值的附加电阻组成回路的作用是什么, 答:减压限流的作用， 2.自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先由原动机把同步发电机带动旋转到接近同步转速(1475,1525转/分之间)然后并入电网，若转速太低并车将产生什么情况, 答:当发电机实际转速太低时时，绕组中会感应出很高的单相电动势。 实验六 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 一(实验目的 了解三相绕线式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。 二(预习要点 1(如何利用现有设备测定三相绕线式异步电动机的机械 2(测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。 3(如何根据所测得的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。 三(实验项目 1(测定三相绕线式异步电动机在电动运行状态和再生发电制功状态下机械特性。 2(测定三相绕线式异步电动机在反接制动运行状态下的机械特性。 四(实验设备及仪器 1(MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。 2(电机导轨及测速表(MEL-13、MEL-14) 3(直流电压、电流、毫安表(MEL-06或主控制屏上) 4(三相可调电阻器900Ω(MEL-03) 5(三相可调电阻器900Ω(MEL-04) A46(波形测试及开关板(MEL-05) F1F2 ,,900900五(实验方法及步骤 0.41A41A0. A3A2A1 实验线路如图5-5。 F3F4M为三相绕线式异步电动机M09，额定 900,900,电压U=220伏，Y接法; N0.41A0.41AB3B2B1G为直流并励电动机M03(作他励接 法)，其U=220伏，P=185W NN56FFR选用三组90Ω电阻(每组为MEL-04，S,900,900C3C2C10.41A0.41A90Ω电阻) R选用675Ω电阻(MEL-03中，4501 Ω电阻和225Ω电阻相串联)，如右图。 R选用3000Ω电阻(电机起动箱中，磁场调节电阻) f V、A、mA分别为直流电压、电流、毫安表，采用MEL-06或直流在主控制屏上 22 V、A、W、W为交流、电压、电流、功率表，含在主控制屏上 1112 S选用MEL-05中的双刀双掷开关 1 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 主控 制屏 交流 电源 输出 可直 调流 直电 流机 稳励 压磁 电电 源源 图5-5 绕线式异步电动机机械特性实验接线图 1(测定三相绕线式异步电机电动机再发电制动机械特性 仪表量程及开关、电阻的选择: (1)V的量程为300V档，mA的量程为200mA档，A的量程为2A档。 22 (2)R阻值调至零，R、R阻值调至最大。 S1f (3)开关S合向“2”端。 1 (4)三相调压旋钮逆时针到底，直流电机励磁电源船形开关和220V直流稳压电源船形开关在断开位置。并且直流稳压电源调节旋扭逆时针到底，使电压输出最小。 实验步骤: (1)接下绿色“闭合”按钮开关，接通三相交流电源，调节三相交流电压输出为180V (注意观察电机转向是否符合要求)，并在以后的实验中保持不变。 (2)接通直流电机励磁电源，调节R阻值使I=95mA并保持不变。接通可调直流稳压ff 电源的船形开关和复位开关，在开关S的“2”端测量电机G的输出电压极性，先使其极性1 与S开关“1”端的电枢电源相反。在R为最大值的条件下，将S合向“1”端。 111 (3)调节直流稳压电源和R的阻值(先调节R中的450Ω电阻，当减到0时，用导11 线短接，再调节225Ω电阻，同时调节直流稳压电源)，使电动机从堵转(约200转左右)到接近于空载状态，其间测取电机G的U、I、n及电动机M的交流电流表A、功率表P、aaIP的读数。共取8-9组数据记录于5-6中。 II 表5-6 U=200V R=0 I= 95 mA Sf U(A) 171 163 143 112 103 a 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 I(A) -0.517 -0.498 -0.653 -0.884 -0.922 a n(r/min) 1420 1390 1380 1350 1340 I(A) 0.51 0.41 0.52 0.50 0.59 1 P(W) 87.24 106.5 101.7 140.5 161.39 I P(W) 13 21.8 28.3 38.41 45.19 II (4)当电动机M接近空载而转速不能调高时，将S含向“2”位置，调换发电机G的1 电枢极性使其与“直流稳压电源”同极性。调节直流电源使其G的电压值接近相等，将S1合至“1”端，减小R阻值直至为零(用导线短接900Ω相串联的电阻)。 1 (5)升高直流电源电压，使电动机M的转速上升，当电机转速为同步转速时，异步电机功率接近于0，继续调高电枢电压，则异步电机从第一象限进入第二象限再生发电制动状态，直至异步电机M的电流接近额定值，测取电动机M的定子电流I、功率P、P，转速1IIIn和发电机G的电枢电流I，电压U，填入表5-7中。 aa 表5-7 U=200伏 I= 0.095 A f U(A) 196 220 210 214 230 241 247 a I(A) 0.45 0.66 0.2 0.42 0.576 0.821 0.957 a n(r/min) 1446 1470 1570 1570 1600 1640 1662 I(A) 0.28 0.21 0.26 0.32 0.38 0.48 0.55 1 P(W) 0 -8 -23 -46.2 -63.5 -86.5 -99.2 I P(W) 39.3 32.2 18 -9.4 -11.2 -25.7 -40.1 II 2(电动及反接制动运行状态下的机械特性 在断电的条件下，把R的三只可调电阻调至90Ω，折除R的短接导线，并调至最大S1 2250欧，直流发电机G接到S上的两个接线端对调，使直流发电机输出电压极性和“直流1 稳压电源”极性相反，开关S合向左边，逆时针调节可调直流稳压电源调节旋钮到底。 1 (1)按下绿色“闭合”按钮开关，调节交流电源输出为200伏，合上励磁电源船形开关，调节R的阻值，使I=95mA。 ff (2)按下直流稳压电源的船形开关和复位按钮，起动直流电源，开关S合向右边，让1异步电机M带上负载运行，减小R阻值(先减小1800欧0.41A，当减至最小时，用导线短1 接，再接小450欧0.82A)，使异步发电机转速下降，直至为零。 (3)继续减小R阻值或调离电枢电压值，异步电机即进入反向运转状态，直至其电流1 接近额定值，测取发电机G的电枢电流I、电压、Ua值和异步电动机M的定子电流I、P、a11P、转速n，共取8-9组数据填入表5-8中。 II 表5-8 U=200伏 U=95mA f U(A) 112 100 85 60 15 0 -25 -40 a I(A) -0.87 -0.116 -0.150 -0.206 -0.131 -0.353 -0.586 -0.625 a n(r/min) 845 765 664 482 170 0 -89 -202 I(A) 0.303 0.315 0.325 0.348 0.302 0.351 0.417 0.435 1 P(W) -1.6 3.8 6.1 8.15 11.71 19.79 23.31 26.06 I P(W) 52.58 55.05 58.41 63.35 73.85 78.02 82.39 85.46 II 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 六(实验注意事项 1.调节串并联电阻时,要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻,防止电阻器过流引起烧坏。 七(实验报告 根据实验数据绘出三相绕线转子异步电机运行在三种状态下的机械特性。 再发电制动机械特性(空载下) 1800 1600 1400 PII(W)1200PI(W)1000I1(A) n(r/min)800 Ia(A)600Ua(A)400 200 0 12345 再发电制动机械特性(负载下) 2500 2000 PII(W)1500PI(W) I1(A) n(r/min)1000Ia(A) Ua(A) 500 0 1234567 广东石油化工学院自动化专业实验室实习报告 电动及反接制动运行状态下的机械特性 1200 1000 800 PII(W)600PI(W) I1(A)400n(r/min) Ia(A)200 Ua(A) 0 12345678 -200 -400 八(思考题 1.再生发电制动实验中,如何判别电机运行在同步转速点? 答:电源线串直流电流表..指针指在中间是0的那种.电机运行过程中直流电流会大小方向变 化。当在同步转速点时..电流表指针指在中间是0安.。 2.在实验过程中,为什么电机电压降到200V?在此电压下所得的数据,要计算出全压下 的机械特性应作如何处理? 答:因为电压在220V会导致定子绕组过热而超过国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，烧坏电机，200V左右最为合适， 低于200V会导致转矩不够，不能正常运行。把机械特性数据都成以220/200来计算。