电工学实验讲义.doc

电工学实验讲义电工学实验须知进行一个电工学实验，要经过实验预习、实验操作、实验总结等主要环节，必须做到：一、实验前，要认真阅读实验讲义和有关资料，弄清实验目的、原理、方法、步骤和注意事项。二、爱护公物，正确使用实验仪器和设备、不能随意动用与本实验无关的设备。三、安全操作，电工实验的特殊性是接触高电压、强电流。实践证明，人体触电时，通过的电流为50mA就有生命危险，通过100mA则能致人于死地。电工实验的电源电压有110伏、220伏及380伏，均非安全电压，如不安全操作，轻则烧毁仪器设备，重则危及生命。因此，务必遵守下列规则：1、穿绝缘鞋，并站在绝缘台上操作。2、严格按照“先接线后通电”、“先断电后拆线”的顺序操作。3、不准擅自接通电源；接通电源或起动运转类设备时，应先通知同组同学。4、做电机实验时，衣、袖、头发要扎好，女同学严禁穿裙子操作。电机运行时，实验者要离开电机一尺距离。5、接好线路后，一定要请指导教师检查，经同意后才能通电做实验；通电后，不允许人体触及任何带电部位；改接线路时，也必须先断电，后接线，严禁带电操作。6、配电屏上送电一律由教师操作。7、实验过程中若出现安全事故或发生异常情况，应立即关断电源，并报告指导教师，经检查消除故障后，才能再接电源操作。四、实验操作完毕，实验数据一定要送交指导教师审阅，经允许后，方可拆除实验线路，将桌上的一切器具整理好，做好清洁工作，经教师检查同意后才能离开实验室。实验一 叠加定理、基尔霍夫第一定律、戴维南定理一、实验目的1、验证叠加定理、基尔霍夫第一定律和戴维南定理的正确性，加深对三定理的理解。2、掌握测量有源二端网络等效电阻的四种方法。3、证明负载上获得最大功率的条件。二、实验原理1、叠加定理：在线性电路中，每一支路中的电压或电流都可以看成是每一个独立源单独作用于网络时，在该支路中所产生的电压或电流的代数和。2、基尔霍夫第一定律：在任一瞬时，一个节点上电流的代数和恒等于零。3、戴维南定理：任何一个线性含源二端网络，就其外特性而言，都可以用一个电压源和一个电阻的串联支路来代替，该支路电压源的电压等于含源二端网络的开路电压UOC，串电阻等于含源二端网络化为无源二端网络后两端的等效电阻RO。4、最大功率传输，当负载电阻RL与含源二端网络的戴维南等效电阻RO相等时，负载电阻上可获得最大功率。三、实验内容与步骤1、验证叠加定理和基尔霍夫第一定律。（1）按图11接好线路，U1、U2由直流稳压电源供给。（2）接通U1=8V电源（将K1投向“电源”一侧）测量U1单独作用下各支路的电流I1、I2、I3。（3）除去U1（将K1投向“短路”一侧）接通U2=4V电源，测量U2单独作用下各支路的电流I1、I2、I3。（4）同时接通U1、U2电源，测量U1和U2共同作用下各支路的电流I1、I2、I3。将以上三次测量I1、I2、I3的结果记入表11中。（5）比较U1与U2共同作用时的测量值和叠加值，验证叠加定理。（6）计算，看是否为0，验证基尔霍夫第一定律。 表11IUI1（mA）I2（mA）I3（mA）U1单独作用时U2单独作用时U1与U2共同作用时测量值叠加值2、验证戴维南定理（1）测定有源二端网络的伏安特性：按图12接好线路，调节可变电阻箱RL的阻值分别为表12中所列各值，测量相应的电流I、电压URL的值记入表12中，计算各种负载下所获得的功率。 表1206008001K1.2K1.5K2K3KI(mA)Id(mA)P(W) （2）测量有源二端网络的戴维南等效电路参数 测量a、b两端的开路电压Uoc。在表12中，当RL为时的电压既为开路电压UOC。测量有源二端网络的等效电阻RO。内阻RO可以通过以下几种方法求出：方法一、短路电流法：测量a、b端的开路电压UOC及短路电流ISC（在表12中，当RL为O时的电流值），则。这种方法适应于a、b端等效电阻RO较大且短路电流不超过额定值的情况，否则有损坏电源的危险。方法二、外加电压法：将有源二端网络中独立源去掉，在a、b端加U=12V电压，测量ab支路的电流I，则等效内阻RO=U/I，实际的电压源和电流源都具有一定的内阻，它并不能与电源本身分开，因此，在去掉电源的同时，电源的内阻也去掉了而不能保留下来，这将影响测量精度。因此这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。方法三、直接测量法：在有源二端网络中可以除源的情况下，直接用万用表欧姆档测量除源后网络二端的电阻。此方法适合于稳压电源本身内阻很小，近似看作恒压的情况。方法四、两次电压测量法：测量电路如图13所示。第一步：测量a、b端的开路电压UOC。第二步：在a、b端接一已知电阻如RL=1K，再测量a、b端电压U，则a、b端的等效电阻。将以上四种方法所测R0的数据记入表13中，并求出平均值。（3）将测得的UOC和组成有源二端网络的戴维南等效电路，接上负载（如图14），测量电流，记入表12中并与相应电阻上的电流比较，验证戴维南定理。 表13测量方法短路电流法外加电压法直接测量法两次电源法等效电阻R0（）平均电阻3、最大功率传输：利用表12中数据绘制功率变化曲线。四、实验设备及仪器序号名称型号、规格数量备注1实验线路板1块自制2万用表MF500型1只3直流毫安表C63-mA、1.5300mA1只4稳压电源SS17921台双路输出5电阻箱ZX36、0102台五、实验报告1、根据实验数据验证叠加定理、基尔霍夫第一定理和戴维南定理。2、绘制含源二端网络的伏安特性曲线。3、绘制功率传输曲线p=f(R)，证明最大功率匹配的条件。实验二 照明电路设计与安装一、实验目的 1、了解内线安装知识。2、掌握白识灯、日光灯的安装技术。3、掌握提高功率因数的方法二、照明线路概述照明线路是由户外引两根进户线，穿过墙上进户管引入户内，经单相电度表、总开关、保险、再在室内敷线。电线敷设方式主要分明装和暗装。如采用明装，其配线方式常有木槽板配线、瓷夹板配线和绝缘子配线等方式。本实验采用瓷夹板配线，即导线用瓷夹固定，相邻瓷夹板的距离如图21：a）导线的转弯，b）导线的交叉，c）导线的分支。长度单位：毫米图2-11、导线的连接在配线时，要尽量避免出现不必要的接头以免造成短路和断路的故障。如遇到必要的连接，应先削掉线端部的绝缘层，对橡皮绝缘线，应采用分段剥削，或像削铅笔一样的斜削法。对塑料绝缘线则采用单层削法如图22，电工刀与被削线成450角切削。图2-2照明用的小截面导线，单芯直线连接，可用绞接法，如图23（a），分支连接可用分支线的芯线缠绕连接，如图23（b）。图2-32、照明电路原理（1）照明电路照明负载一般为白炽灯和日光灯，接线原理如图24，电源为单相220V，各只灯并联跨接在火线与中线之间，每只灯的控制开关要与灯串联接到火线上。（2）日光灯的组成日光灯电路由灯管、镇流器和起辉器组成。 图2-4灯管：是一根真空玻璃，管内充有氩气和少量水银蒸气，内壁涂有一层荧光粉，灯管两端各有一个用钨丝绕成的电极，用以发射电子。镇流器：是一个绕在硅钢片铁芯上的电感线圈。它的作用有两个：一是产生高压以点燃灯管，二是在日光灯点燃后起限流作用。起辉器：是一只充有氖气的玻璃波。泡内有一对触片，一个是不动的静触片，一个是由热膨胀系数不同的双金属倒U形动触片。当触片间电压大于某一数值，动静触片接通，否则断开，起自动开关作用。两触片间并联一个电容，是为了消除两触片断开瞬间产生的电火花对附近无线电设备的干扰。（3）日光灯的工作原理当闭合电源开关后，电源电压就加在起辉器上，引起辉光放电；同时电流通过镇流器、管子两端灯丝、起辉器和电源构成回路，灯丝被电流预热后，使管内氩气游离，水银汽化，起辉器由于放电使电极金属片受热膨胀，因而两金属片接触导电，电压为零，双金属片冷却恢复原状，使电路断开。电路中的电流突然中断，以至镇流器两端产生一个感生电动势（约300700伏），它与电源电压一起加到灯管两端，在此高压下，灯管两端电极产生电弧，与水银蒸汽碰撞电离而放电，放电时发生的紫外线激发灯管壁荧光灯而发出日光。此时灯管两端电压约几十伏，因而与灯管并联的起辉器因电压太低不能发生火花放电而停止工作。电源电压大部分降落在镇流器上，日光灯点燃过程结束。（4）提高的功率因数电感式镇流器与日光灯管串联组成的电路属感性负载，功率因数比较低。为了提高功率因数，常用的方法是在电感性负载两端并联适当的电容器。三、安装步骤1、先设计安装图，确定照明灯具、开关、插座等电器的装置地点，再确定导线的敷设位置。2、按照安装图采用瓷夹板布线，根据需要钻孔或用螺钉固定，用导线将各电器联结好；固定好瓷夹板后，将导线夹在瓷夹板槽内拉紧，再旋紧螺丝钉。3、安装白炽灯，采用软线挂灯法。如图25a）上部为挂线盒，下部为灯座。在挂线盒及灯座中，软线应打个结。如图25b），c），使重量不致全加在接线螺钉上。4、安装日光灯，一般采用悬挂法。根据灯管的长度固定好灯座，镇流器一定要接在火线上。图2-55、通电试灯。先经教师指导，用万用表检查线路，无断路或短路故障，则可接电源试用。6、测量日光灯的功率因数7、将功率因数提高到，先计算应并的电容的大小，再将电容器并入电路中。8、画出相关的相量图。9、试验完毕，将线路拆除，清理好一切工具和器材，等待教师检查，经同意后方能离开。四、器材和工具序号名称型号、规格数量备注1插式保险器RCLA380V、5A1个2拉线开关单联250V、4A2只3园木3块4接线盒250V、2.5V1个5灯座插口吊灯头1只6白炽灯泡插口220V、40W1只7日光灯管220V、20W1根8日光灯管座1套9启辉器220V40W1个10镇流器20W1个11瓷夹子20W若干12工具电工刀、钳子、试电笔、大小起子各一件5件13导线BLV2.5mm23米14电容器250V-uF1个试电笔是一种测试500伏以下导线、电器和电气设备是否带电的常用工具。结构见图26。使用时，把试电笔的笔尖与带电体接触，笔尾金属体与人手接触，通过人体与大地构成一个回路，则氖管发光，证明被测物体带电，而人并无其它感觉，因笔内串有高值限流电阻。图2-6五、注意事项1、开关一定要串接在火线上，一个开关控制一盏灯。2、安装要注意做到：安全、经济、美观、合理与装修方便等。3、走线应横平竖直。接头处用黑胶布包扎，接线要牢靠，不得采用挂钩式浮接。六、实验报告1、设计照明电路安装图2、谈谈收获体会附：常用保险丝的规格和应用范围号码（相近旧英规）直径（毫米）熔断电流（安培）最高安全工作电流（安培）在220伏的电路里所配用电器的最高瓦数250.50832400220.71253.3660200.91474.8960181.2191071400161.62616112200142.03222153000132.33727183600122.64232224400112.94637265200103.25144306000实验三 三相交流电路 一、实验目的1、掌握三相电路负载的联接方法。2、验证在对称负载和非对称负载时，线电压与相电压、线电流与相电流的关系。3、了解三相四线制中中线的作用。4、掌握用两表法测三相电路功率的方法。二、实验原理及线路1、负载作星形联接设负载为白炽灯，分三组装在灯柜内。星形接法如图31。a,x,b,y,c,z分别为三相负载的端子，a,b,c三端分别有三根线接到380伏电源A、B、C相线上，负载的末端x,y,z联接成一点构成负载的中性点，用一根导线联到电源的中线O上。此时有：Vl=380VVp=220VIl=IpVl:线电压，任意两根相线之间的电压值Vp：相电压，任一相线与中线之间的电压值Il：线电流Ip：相电流IO：中线电流三相负载平衡时：IO=0 三相负载不平衡时，中线有电流，这时不能去掉中线，否则三相电压不平衡，致使负载不能正常工作或烧毁。2、负载作三角形联接如图32，将三组灯联成闭合回路，从a、b、c引出三根端线，接到3220V电源上。此时有： 对称负载时： 3、三相电路的功率 采用两表法测功率，接法如图32所示，总功率为两表读数之和，即（负载为电阻性）三、实验步骤1、负载的形接法 （1）将电源A、B、C接到3220V电源上，使三相负载作形联接如图33、图33。（2）使用三相负载对称（灯柜各相灯泡瓦数相同），读出,数据记入表31中，并且逐步地增加三相负载，做三次，找出线电压、相电压，线电流、相电流之间的关系。（3）使三相负载不对称，读出记入表31中。并观察各相灯泡亮度是否一致。2、三相功率的测量按图32图34接好线路，逐步地增加三相负载，每增加一次，将瓦特表所测得的读数以及灯泡的实际瓦数记入表31中，比较功率表测得的总功率与灯泡瓦数是否一致。3、负载的Y形接法（1）将电源线从3220V电源拆下，改接到3380V电源上，使三相负载作Y形连接，如图31。（2）使三相负载对称，读出的数值记入表32中。按此步骤，逐步地对称地增加灯泡瓦数，做三次找出Vl与Vp关系。并观察比较有中线和无中线时灯泡亮度有无变化，记入表32中。（3）使三相负载不对称，再次测量记入表32中，并观察各相灯泡的亮度。断开中线，观察哪一相灯泡最亮（注意：在作无中线不对称负载联接时，由于某相电压要高于灯泡的额定电压，故宜动作迅速，中线断开的时间不可长）。四、注意事项1、形接法，必须接3220V电源。2、使用功率表前一定要参阅本书附录一中功率表的内容，电压线圈与电流线圈绝对不能接错，电压线圈与负载并联，电流线圈与负载串联。二者接错，仪表要烧坏。3、在每次线路联接好后，一定要经教师检查后，才能通电。五、实验设备与仪器序号名称型号、规格数量备注1交流电压表D26V、0450V1个2交流电流表D26A、5A3个3单相功率表D26W、300/600V、2.5/5A2个4负载灯柜各相负荷电流为2A1个自制六、实验报告1、记录数据。2、从实验数据中分析的成立条件。形联接 表31负载情况电压（伏）电流（安）电流关系三相功率（瓦）灯泡的盏数亮度是否一致VlVpIlIpA相B相C相对称444666888非对称468864Y形联接 表32负载情况电压（安）电流（伏）电压关系灯泡的盏数亮度是否一致VlVpIoIlIpA相B相C相对称444666888非对称有中线468无中线468七、思考题1、Y形接法对称负载时，负载加大，中线电流是否加大？为什么？2、形接法时，负载不对称，吗？3、中线有何作用？实验四 变压器的研究一、实验目的1、通过空载试验和短路试验测量单相变压器的铁损和铜损，并计算变压器参数。2、掌握变压器极性判别的方法。3、掌握三相变压器的联接方法。二、概述在原绕组加额定电压，付绕组开路的情况下测量原边空载电流和空载损耗。因原线圈内空载电流很少，所以原线圈上的电阻损耗也很少，故功率表所测量的损耗近似为铁芯内引起的磁滞和涡流损耗，总称为铁损，是影响变压器效率的一个参数。铁损和空载电流的大小，决定于变压器的容量、磁路结构及硅钢片的质量等因素。一般说来，变压器容量越小，空载电流占额定电流的百分比越大。2、变压器的短路试验将变压器低压侧短路，把高压侧接至调压器，逐步升高电源电压，使通过高压侧的电流达到额定值，测量其损耗和短路电压。由于短路电压很低（本实验用变压器在15伏以下），因，所以铁芯内很小，由此引起的磁滞和涡流损耗也很小，这时功率表测量的功率为初次级绕组内电流流过导线电阻时产生的损耗，称之为铜损。短路损耗和短路电压也是变压器的重要参数之一。3、极性判别当单相变压器需并联时，或三相变压器联接成不同组别时，都要弄清原付绕组的极性。通常采用交流法测定极性，如图41所示。将原付绕组的末端X-x连在一起，在原绕组高压边加一个较低的便于侧量的电压，用伏特表分别测出A-a端钮间的电压VAa和原、付边电压V1和V2，如果测量结果是：VAa=V1-V2称减极性，表示原付绕组极性相同，即A与a为同名端；VAa=V1-V2称加极性，表示原付绕组极性相反，即A与a为异名端。然后可进行单相变压器的并联或三相变压器的组别联接，如果两台变压器都是减极性（或加极性）的，当要并联运行时，将两台变压器原绕组的首端与首端，末端与末端相接，将付绕组的首端与首端，末端与末端相接，就可以进行并联运行的。4、三相变压器组绕的联接三相变压器原付绕组都可以接成星形或三角形，故三相变压器的三相绕组可以有如下四种联接方法。即。进行绕组联接时，必须注意首端和末端联接正确，其接法如图42，Y形联接时三相绕组的末端连在一起。三、实验内容和步骤1、空载实验（1）按图43连接电路，变压器的低压侧与电源相接，高压侧开路，将调压器动触点旋至零位置。（2）检查线路无误后，接通电源，旋转调压器的触点，慢慢提高试验电压，观察各仪表有无异常现象。（3）旋转调压器使低压侧电压达到额定值，读取I0、P0，并测量V20，数据填入表41中。2、短路试验（1）按图44连接电路，将变压器低压侧短路，由高压侧输入电压。短路线宜用粗而短的导线，电流表采用较大量程，如5A，电压表采用50伏档。（2）将调压器调至零点，经老师检查许可后，方可合上电源开关。并注意电流表是否电流过大。（3）一边缓慢转动调压器手柄，一边注意观察电流表，使电流达到额定值（2.3A）后，应立即停止调压，读取V1，PCU数据记入表42中。（4）每次做完后，都要将调压器退回到零点，以防误加电压，使短路电流过大而烧坏仪器。因为国家标准所指的短路损耗一般是温度为75时的数据，故所测PCU结果应换算为75时之值，计算公式为 PCU75=KPCU公式 t环境温度（）T系数、铜线为235，铝线为225。3、单相变压器极性判定按图41进行判定。弄清楚原、付绕组的同名端，做好标记。4、单相变压器的并联运行V1=110V 表41次序V20（伏）I0（安）P0（瓦）123I1=2.3 表43次序V1（伏）Pcu（瓦）Pcu75（瓦）123（1）按图45接线（注意：要弄清楚二台变压器的极性）（2）闭合开关K1，测量K2两端有无电压以判断变压器的极性是否相同。如无电压则可闭合K2，使两台变压器并联运行。（3）接上负载，调节负载使其从小到大，测量两台变压器的电流I1、I2，总电流I和负载端电压V2，说明变压器负载的分配情况。5、三相变压器的联接（1）按图42联接成Y/Y形（注意变压器的极性）原边加额定电压，测原、付边的相电压、线电压，将数据记入表43中。计算相电压变比及线电压变比。 （2）接成，按步骤（1）测试并计算。 表43联接形式相电压（伏）线电压（伏）原边付边原边付边VAOVBOVCOVAOVBOVCOVABVBCVACVabVbcVacY/YY/ 四、实验设备与仪器序号名称型号、规格数量备注1单相变压器440、220/110伏、一千伏安2台2调压变压器TDGC0250V、二千伏安1台3低功率因数瓦特表D34W、510A、150/300/600V1个4交流电压表D26A、150/300/600V1个5交流电压表T19V、0/15/30V1个6交流电流表D26A、2.5/5A4个7三相变压器JB3、0.6KW、380/116V（YY型）1台五、实验报告按实验记录数据计算单相变压器参数（1）原边电流：V1e：原边额定电压S1e：原边视在功率Se：变压器的容量其中V1e和Se的大小取自变压器铭牌上的数据。（2）变压器效率式中PFe：空载试验测出的铁损PCU：短路试验测出的铜损P2： 某一负载时的输出功率，若计算电阻负载，取P2=Se（铭牌上的额定容量）则可用上式算出变压器的满效率。近似左右。（3）变压比（4）激磁阻抗空载铁损电阻激磁阻抗 激磁电抗（5）短路阻抗（常温下）短路电阻短路阻抗短路感抗六、思考题1、为什么计算变压比是按空载试验测量的原付边电压？2、为什么功率表的读数在空载时就是铁损，在短路试验时就是铜损？3、变压器负载运行的效率与哪些因素有关？实验五 异步电动机的研究一、实验目的1、学会用兆欧表测量电机绝缘电阻的方法。2、掌握用闪光法测量电机的转差率。3、了解异步电动机的起动方式与反转措施。二、简述要使用一台电机，安装之前应进行验收试验，一般正规的验收项目很多，本实验只做电气方面的试验。1、电机绝缘电阻的测定因为电机绝缘电阻很高，都在兆欧姆数量级，所以应根据电机额定电压选用兆欧表，其规格如下表：电动机额定电压兆欧表规格500伏以下500V500伏以上1000V1000伏以上2500V一台电机有三相绕组，我们应分别测量每相对机壳的绝缘电阻以及每两相之间的绝缘电阻。如果转子是线绕式的，也应和定于一样测量。根据国家标准，电机的绝缘电阻应满足下列要求：（兆欧）式中R为绝缘电阻（兆欧）Ue为电机绕组额定电压（伏）Pe为电机额定功率（瓦）对于额定电压在500伏以下的电机绝缘电阻一般应不低于0.5兆欧。2、用闪光法测转差率旋转磁场的n0称为同步转速，转/分钟，转子的转速n总是小于n0，则转差率。用一个画着黑白相间的扇形圆盘装在电机转轴上（如图51，扇形对数与电机的磁极对数p=2相等），用日光灯照耀圆盘，（日光灯在50HZ频率下，每秒内闪烁100次）这光源与电机接在同一电源上。如果转子转速等于同步转速，则扇形位置看上去不移动（日光灯每闪烁一次，则圆盘刚好转过一个扇形位置，灯每分钟闪烁6000次，扇形一分钟也转过1500转4=6000个扇形）。如果电机转速低于同步转速，则光源闪烁一次，而扇形转不到与下一个扇形重合的位置，而在人的眼睛看来，好像是扇形向反方向倒退一样。扇形每分钟倒退的个数就是，所以可求出转差率。3、异步电动机鼠笼式异步电动机的起动方式如下：（1）直接起动对于小功率的电机，只要起动时的电流在电网上引起的电压降不超过1015%额定电压，就允许直接起动。直接起动就是用闸刀开关或接触器把电动机的定子绕组直接接到额定电压的电网上。（2）补偿起动大容量的电动机起动时电流太大、影响电网电压，应采用降压起动。补偿起动就是自耦变压的降压起动，如图52所示。起动时利用自耦变压器把电源电压降低加到电机定子绕组上，待转速接近稳定时再把定于绕组直接接到电源上。图中A、B、C是电源，L1、L2、L3是电动机定子绕组端的接头，P是与六刀双掷开关相连的操作手柄，当开关倒向起动位置时，电源三相电压加在自耦变压器上，借助于自耦变压器的中间拙头L4、L3、L2使电动机所取电压仅为电源电压的一部分，因而得到降压起动；接着将开关倒向运转位置，这时变压器完全离开电路，电动机直接与三相电源连接并在额定电压下正常运转。在补偿起动器里，还配有低压释放线圈和过载线圈，其作用如下：当电流通过低压释放线圈时产生电磁力将起动手柄固定在运动位置使电动机在额定电压下正常运转，如果电网电压低，电磁力减小，无法吸住手柄，则手柄跳到“停”的位置，电动机停止运转；如果出现过载现象，则过载线圈中电流加大，电磁力增加T1、T2按钮被吸向下，使释放线圈电流中断，于是手柄利用弹簧的力量跳至“停”的位置。这样，避免了电动机因低压或过载运行而发热烧毁。如果要使电动机停止运转，则可按下T3，使释放线圈断路，手柄跳到“停”位置，电动机停下：（3）星一三（Y）起动如果一台电动机在运行时定于绕组是接法，则在起动时可以改接成Y形。这样一方面由于相电压降为线电压的；另一方面线电流又等于相电流，所以Y形起动时的电流仅为形起动时的。此种起动特别适合工作在空载或轻载起动的场合。图53为其接线图。三、实验步骤1、测电动机绝缘电阻：用兆欧表测各相绕组对机壳的绝缘电阻，再测相间绝缘电阻，记下读数。2、测转差率：将一台转轴上涂有扇形面的电动机接上380V电源运转，将日光灯照射扇形面，用秒表测出一分钟内扇形倒退的个数，求出转差率。3、电动机直接起动：将电动机绕组联成Y形接到380V电源上，合闸，观察转动方向；然后任意对调电机两根相线，使电动机反转。4、补偿起动：按图52接好线路，按补偿器使用说明操作手柄，使电机起动。5、Y起动：选用220V电源，按图53接好线路，接通电源，将刀闸倒向Y形一边起动电机，然后再将刀闸倒向形一边，使电机投入运行。四、注意事项1、接好实验线路后，一定要经教师检查，经同意后才能通电。2、兆欧表的两表棒切勿短接猛摇手柄，以免因短路烧毁兆欧表。3、Y起动时，电源必须选用200V。五、仪器设备序号名称型号、规格数量备注1异步电动机YS-Q324、380V、180瓦一台2Y起动器一个自制3补偿起动器QJ2G型一台4兆欧表ZC7型、500W一个5日光灯台式，8W一盏 六、实验报告 1、抄录电机铭牌。 2、分析电机绝缘电阻测试结果。3、计算转差率。4、概述电动机起动方法与反转措施，并画出电路图。5、试比较各种起动方法的优缺点。实验六 导步电动机的正反转控制和连锁控制一、实验目的1、了解交流接触器、复合按钮、热继电器等元件的结构、动作原理及其应用。2、用交流接触器控制电动机的正、反转。弄清主电路与控制电路的作用，弄清交流接触器辅助触头作自锁及复合按钮作互锁的作用。3、熟悉两台电动机按顺序起动及按规定时间间隔起动的典型控制线路。二、原理及线路1、交流接触器，复合按钮，热继电器，时间继电器的作用原理（1）交流接触器：是利用电磁铁对衔铁的吸力使触头闭合的电磁开关，常用来直接控制主电路（指电气线路中通过强电流的部分）。它主要由电磁铁、触头组和灭弧装置组成，其结构和图形文字符号见图61（a）、（b）。当电磁线圈加上额定电压，动铁心被吸住，带动动触头向静触头处移动，使动、静触头接触，电路接通。当电磁线圈断电，电磁力消失，动铁心因受弹力作用而回复到释放位置，电路断开。触头按未通电时的状态分为“常开触头”和“常闭触头”两种。（2）复合按钮：是一种简单的手动开关，用来控制辅助电器（指低压小电流电路）的接通与断开，其结构如图62（a）所示。它的动触头和静触头都是桥式双断点式的，一对组成常开，一对为常闭，其图形文字符号如图62（b）。当用手揿按扭帽时，动触头下移，此时常闭触头被断开，常开触头被闭合。当手松开按钮帽时，由于复位弹簧的作用，常闭和常开触头都恢复到原来的工作状态位置。（3）热继电器：是利用电流热效应使触头动作的电器，常用来防护电器的过载。它由发热元件双金属片和电热丝、触头组、动作机构、复位机构、整定电流调节装置和温度补偿装置组成。当通过发热元件的电流超过整定值。主双金属片受热弯曲而推动导板，并通过补偿金属片与推杆，把动触头从常闭静触头的一边推向常开静触头一边，即断开常闭触头，从而断开电路。热继电器断开后，经过一段时间的冷却，即可自动或手动复位。图63（a）、（b）分别为其工作原理和图形文字符号。（4）时间继电器：是一种延时动作的继电器，从它接受信号到执行工作具有一定的时间间隔，如空气式时间继电器就是利用空气的阻尼作用实现延时动作的。它主要由电磁系统、工作触头及气室三部分构成，如图64（a）所示。当线圈通电时，衔铁和托板因铁芯吸引而下移，这时，固定在活塞杆上的撞块因失去托板的支托也要下落，但由于与活塞杆相连的橡皮膜跟着向下运动时受到空气阻尼作用，只能缓慢地下落；经过一定时间后，撞块才触及微动开关的推杆，使触头闭合或断开。从线圈通电到触头动作这段时间就是继电器的延时时间，延时时间的长短可通过调节螺钉，调节空气室进气孔的大小来改变。图64（b）为时间继电器的图形文字符号。2、电动机正、反转控制用交流接触控制电动机的正、反转，利用其辅助触头作自锁及复合按钮作互锁，控制电路如图65所示。主电路中，正当转接触器主触头ZC闭合，电机定子绕组三个头D1、D2、D3分别接入电源的A、B、C相，而当反转接触器主触头FC闭合，定子绕组三个头D1、D2、D3分别接入电源的C、B、A相，电流相序改变了，电动机就反转。控制电路中，按下正转起动按钮ZQA，线圈ZC中通入两相380V电压，使铁心吸合，带动接触器主触头接通，电动机运转。由于辅助触头ZC1与ZQA是并联的，而ZC1触头也因铁心吸合而接通，所以按下ZQA再松开，电动机照常运转，实现了自锁。按下反转起动按钮FQA，正转线圈断路，主触头、辅助触头断开，正转停止。与此同时，反转复合按钮FQA的常开触点闭合，反转线圈FC通电，使反转接触器的主触头FC和辅助触头FC1同时接通，电机进入反转。松开FQA，由辅助触头FC1实现反转自锁。正、反两个复合按钮的常开触点既各自与本系统的线圈串联，又与另一个按钮的常闭触点串联，起到了互锁的作用。即只要按下正转（或反转）起动按钮就断开了反转（或正转）线圈的电路，使反转（或正转）接触器不能动作。故不能造成逆转或两相电源短路的事故。需要停机时，按下停钮TA，整个控制电路断开，电动机停转。电动机的过载保护由热继电器RJ实现。3、两台电机按顺序起动。图66实验线路中，只有当电动机1D起动后才能起动电动机2D。即：若接触器1C线圈不带电，1C常开触头不闭合，即使按下起动按钮2QA，接触器2C线圈也不会带电，2D就无法起动。按下停止按钮TA，两台电动机同时停止。4、两台电机按规定时间间隔起动。有些生产机械要求按时间原则起动控制电动机。如图67就是实现电动机1D起动后，经过若干时间，电动机2D自行起动的控制线路。当按下起动按钮QA时，不但接触器1C线圈带电，使电动机1D起动，而且也使时间继电器SJ的线圈带电。时间继电器的延时闭合瞬时断开的常开触头SJ从线圈通电时起经过一定的延时闭合，使接触器2C线圈带电，于是电动机2D才自行起动起来。图中符号T/L为时间继电器SJ的常开触头，延时闭合（当SJ线圈得电后），瞬时断开（当SJ线圈失电后）。三、实验步骤1、结合实物研究交流接触器、继电器、复合按钮的结构和作用。2、按图61连接好电动机正、反转控制线路。经教师检查无误后，方能通电操作。按复合按钮，进行正、反、停控制。3、按图62连接线路，经教师检查无误后接通电源，先按起动按钮1QA起动电动机1D，后接下起动按钮2QA，起动电动机2D，再按下停止按钮TA，使1D、2D停止。然后，先按下2QA，观察2D能否先起动。4、按图63连接线路，经教师检查无误后通电。按下起动按钮QA，观察电动机1D是否先起动，经过一定时间后，2D自行起动。按下停止按钮TA，观察1D、2D是否同时停止转动。调节时间继电器SJ的延时时间，观察两台电机先后起动的时间间隔变化情况。注意：本实验以弄清楚原理、熟悉线路为主，切勿使电机频繁起动与转向，