电机及拖动实验.ppt

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1、电机及拖动实验,电机实验装置交流及直流电源操作说明 电机实验的基本要求和安全操作规程 实验课题,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,电机及拖动实验目录,直流电机实验 直流发电机实验 单相变压器实验 三相变压器实验 交流伺服电动机的特性测定 步进电动机实验 直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性 三相异步电动机在各种运转状态下的机械特性,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,电机实验装置交流及直流电源操作说明,开启三相交流电源的步骤开启直流电机电源的操作,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,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(右下角)及“励磁电源

2、”开关（左下角）都需在“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，即必须将它逆时针方向旋转到底。2、检查无误后开启“电源总开关”，“关”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。,开启三相交流电源的步骤,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,3、按下“开”按钮，“开”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上已经接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可以适当旋转调压器旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为0450V（可调）并可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

3、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输出端的线电压。4、实验中如果需要改接线路，必须按下“关”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”，将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。,开启三相交流电源的步骤,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,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”开“按钮。2、在此之后，接通“励磁电源“开关，可获得约为220V、0.5V不可调的直流电源输出。接通”电枢电源

4、“开关，可获得40230V、3A可调的直流电源输出。励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的一只直流电压表指示。当将该电压表下方的“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”，“直流电机电源”与“交流三相调压电源”都是经过三相绕组变压器隔离的，可独立使用。,开启直流电机电源的操作,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,3、“电枢电源”是采用脉宽调制型开关稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电路损坏电源电路，采用了限流延时保护电路。所以本电源在开机时，从电枢电源开关合闸到直流电源输

5、出约有34秒的延时，这是正常的。,开启直流电机电源的操作,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,4、电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢复电压，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警告，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拨掉一根导线（空载）开机，待直流输出电压

6、正常后，再插回导线加正常负载（不可短路）工作。,开启直流电机电源的操作,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,若在空载时开机仍发生过流警告，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电耦合器TIL117漏电使过流保护点参数改变所致，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34秒钟的延时。5、在做直流电动机实验时，要注意开机时需先开“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。同时要注意电枢电路中串联电阻以防止电源过流保护。其操作要严格遵照实验指导书中有关内容的说明。,开

7、启直流电机电源的操作,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,电机实验的基本要求和安全操作规程,电机实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作步骤。培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测定所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,电机实验的基本要求,实验前的准备实验的进行 实验报告,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验前的准备,实验前应复习教材中有关的章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法及步骤，明确实验过程

8、中应注意的问题，并按照实验项目准备记录抄表等。实验前应写好预习报告，经指导教师检查确认作好了实验前的准备，方可开始做实验。认真做好实验前的作准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验的进行,1、建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由45人组成。实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人莺有明确的分工，以保证实验操作协调，数据记录准确可靠。2、选择组件和仪表实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。3、安图接线根据实验线路图及所

9、需要的组件、仪表、安图接线，线路力求简单明了，按接线原则是先串联主回路，再接并联支路。为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,4、起动电机，观察仪表在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记录下倍率，然后按一定规范起动电动机，观察所有仪表是否正常（如指针正、反向是否超满量程等）。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。5、测取数据预习时对电机的实验方法及所测数据的大小做到心中有数。正式实验时，根据实验步骤逐次测取数据。,实验的进行,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,6、认真负责，实验有始有终实验完毕，须将

10、数据交指导教师审阅。经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所有组件、导线及仪器等物品整理好。,实验的进行,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验报告,实验报告是根据实测数据和实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。实验报告包括以下内容：1、实验名称、专业班级、学好、姓名、实验日期等2、列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据等。3、列出实验项目并绘出实验所用的线路，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等。4、数据的整理和计算,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,5、按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线

11、，图纸尺寸不小于8cm8cm，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线，不在曲线上的点仍按实际数据标出。6、根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。7、每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。,实验报告,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验安全操作,为了按时完成电机实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程：1、实验时，人体不可接触带电线路。2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。3、学生独立完成接线或改接线路后必须经实验指导教师检查和允许，

12、并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,4、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的量程是否符合要求，是否有短路，以免损坏仪表或电源。5、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。,实验安全操作,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验一 直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,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

13、组件及使用方法。3、熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,二、预习要点1、如何正确选择使用仪表，特别是电压表和电流表的量程。2、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中串接起动变阻器？不串接会产生什么严重后果？3、直流电动机起动时，励磁回路串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？4、直流电动机调速及改变转向的方法。,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,图1 并励直流电动机起动实验,三、实验项目,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动

14、化学院实验中心,1.观察直流电动机的结构2.直流电机的起动方法（1）并励直流电动机的起动方法实验图如图1所示。起动前应将电动机励磁回路中的可变电阻Rf短接或放在最小值位置，以使起动后的转速不致过高，同时由于磁场可变电阻短接或处于最小值位置，使较大的励磁电流If产生较大的磁通，因而获得较大的起动转矩，电动机可迅速起动。电阻R1和R放在最大位置。,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,操作步骤：先合上电源总开关（在控制屏上的钥匙开关），再按起动按钮Q（在控制屏上的绿色按钮），转动可变电阻R1和R的手柄，电动机开始起动，直到起动电阻R1和R逐步切除为止。改变并励直流电动机的端电压及

15、调节电枢回路或励磁回路中的可变电阻R1、R和Rf，通过转速表可以清楚看见电机的速度变化。操作不宜过快，需与电动机加速过程相适应，并注意电枢回路电流变化情况，不要出现过流。,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,（2）他励直流电动机的起动,图2 他励直流电动机的起动实验,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验如图2所示:起动前应将电动机励磁回路中的可变电阻Rf短接或放在最小值位置，电阻R1放在最大位置。操作步骤：先合上电源总开关，再按起动按钮Q，转动可变电阻R1的手柄，电动机开始起动，直到起动电阻R1逐步切除为止。改变他励直流电动机的端电压及调节电枢回路或

16、励磁回路中的可变电阻R1和Rf，通过转速表可以清楚看见电机的速度变化。操作不宜过快，需与电动机加速过程相适应，并注意电枢回路电流变化情况，不要出现过流。,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,3、直流电动机的反转实验接线图如图2所示。将他励直流电动机的电枢或励磁绕组的出线端端点对换，重新起动，观察电动机旋转方向的改变。,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,4、并励电动机工作特性测定,图3 并励直流电动机工作特性测定实验电路,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验接线图如图3所示:起动前应将电动机励磁回路中的可变电阻Rf短接或放在最小值

17、位置，电阻R1和R2放在最大位置，开关Q1断开。操作步骤：先合上电源总开关，再按起动按钮Q，加上电枢电源和励磁电源，转动可变电阻R1的手柄，电动机开始起动，直到起动电阻R1逐步切除为止。改变并励直流电动机的端电压提高电动机的转速，直到电枢电压增加到直流并励电动机的额定电压220V为止。再调节励磁电阻Rf，使电机的转速为1600r/min，记录下电流表A1的电流于表1中。合上开关Q1，调节电阻R2的阻值，并把电流表A1和A2、电压表V2和转速表的数据记录在表1中，直到电流表A2的电流增加到0.5A为止。,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表1 工作特性数据（U=UN=220

18、V）,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,四、实验数据整理及实验报告1、计算电动机输出功率及效率被测直流电动机的输出功率（P2）等于直流发电机的损耗加上发电机的输出功率（由于是他励发电机，励磁损耗不包括在内）。在转速基本变化不大的情况下，他励直流发电机的摩擦损耗功率和铁耗之和可以看成常数p损1（实验中的发电机摩擦和铁耗之和为28.6W），而发电量的电枢铜耗和负载电流I2的平方成正比（发电机的电枢电阻为22）。,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,即发电机的输出功率：发电机的铜损耗,被测电动机的输出功率：,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验

19、中心,被测电动机的输入功率：被测电动机的输出转矩（T2）：（Nm）被测电动机的效率为：把整理的数据填入表2中。,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,2、按测试和计算数据画出并励直流电动机的工作特性曲线。画出转速特性曲线：画出转矩特性曲线：画出效率特性曲线：3、计算被测并励直流电动机的转速变化率，即,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表2 实验整理数据,直流电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验二 直流发电机实验,一、实验目的1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。2、通过实验观察

20、并励发电机的自励过程和自励条件。二、预习要点1、什么是发电机的运行特性？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持不变，哪些物理量应测取。2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调节？3、并励发电机自励的条件有哪些？发电机不能自励时应如何处理？,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,三、实验项目1.他励直流发电机空载特性测定,图1 他励直流发电机空载特性试验,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验图如图1所示:他励直流发电机空载特性如下：保持n=nN1500/min，发电机空载（即I0），测取U0=E0=f(If)（即电流A2和电压V2之间的函数关系）

21、。操作步骤为：按照图1接好电路，把可调电阻R1和Rf放置到最大位置，断开开关Q2，检查无误后，按下起动电源按钮Q，起动电动机。起动完毕后，调节电动机电枢回路可变电阻R1到最小，再调节电枢电源电压，使电动机转速达到额定值n=nN。,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,合上开关Q2，减小发电机励磁回路电阻Rf，使发电机空载电压U0=1.3UN（UN220V），记录此点数据U0和Rf（发电机励磁电流）于实验表1中，以后逐渐减小发电机励磁电流If，每减小一次均需记录U0和If，直到断开开关Q2，If0，共读取8组数据，在发电机额定电压附近读取数据应间隔小些。在减小励磁电流If过程

22、中只能单方向调节（为什么？）。当If0时，测得的即为剩磁电压。,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表1 他励发电机空载特性数据（n=nN1500r/min）,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,观察并励直流发电机自励观察(1)实验图如图1，断开发电机励磁回路开关Q2，起动并励电动机并将转速调节到发电机的额定转速n=nN1500r/min，观察发电机是否有剩磁电压（看电压表V2），如无剩磁电压，则将电动机停止，把发电机励磁回路开关Q2合上，对发电机进行充磁（此时励磁电源必要有电压）。(2)励磁绕组联接把图1发电机他励励磁回路改成并励励磁回路，如图2所

23、示:,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,图2 并励发电机自励实验,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,把可调电阻Rf放置到最大位置，按下起动电源按钮Q，起动电动机并把转速调节到发电机的额定转速n=nN1500r/min。调节发电机励磁回路可变电阻Rf减小，观察发电机电枢端电压（看电压表V2），如果端电压上升，表明发电机励磁磁通与剩磁方向一致。若端电压下降表明发电机励磁磁通与剩磁方向相反。此时应把电动机停止下来，断开电源，把发电机的励磁连线A点和B点换向。再按上面的实验过程从新做一遍，这时发电机电枢输出电压应该正常。,直流发电机实验,徐州师范大学电气

24、工程与自动化学院实验中心,3、他励和并励直流发电机的外特性测定(1)他励直流发电机外特性的测定,图3 他励直流发电机外特性测定实验电路,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,接线图如图3所示他励直流发电机外特性为：保持n=nN1500r/min、，测取（即电压V2同A2之间的关系曲线）。操作步骤：a)调节电动机的转速使电动机的转速保持发电机的额定转速1500r/minb）调节发电机励磁回路可调电阻,使其发电机的端电压为U=UN=220V。c）调节电阻R2，逐步增大发电机负载，同时调节电动机电枢端电压，保持转速不变。记录V2同A2数据于表2中，直到空载（即断开发电机负载开关Q

25、1）为止，共读取6组数据。,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表2 他励发电机外特性数据,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,（2）并励直流发电机外特性的测定,图4 并励直流发电机外特性测定实验电路,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,并励直流发电机外特性为：保持n=nN1500r/min、（把图中Rf调为零），测取（即电压V2同A2之间的关系曲线）。接线如图4所示，调节电动机转速，使之达到发电机的额定转速n=nN1500r/min，合上开关Q1，同时调节电动机电枢电压，以保持电动机转速在1500r/min不变，调节负载电阻R

26、2，记录V2同A2数据于表3中，直到空载（即断开发电机负载开关Q1）为止，共读取6组数据,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表3 并励发电机外特性数据,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,五、实验报告1、按空载试验测定数据，作出他励直流发电机的空载特性曲线2、按负载试验测定数据，在同一坐标上，作出他励和并励直流发电机的外特性，以资比较。,直流发电机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验四 单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,一、实验目的1、通过空载试验和短路试验确定单相变压器的参数2、通过负载试验测定单相变压器运

27、行特性二、试验前的预习1、在变压器空载和短路试验中，各种仪表怎样连接，才能使测量误差最小？2、如何用试验方法测定变压器的铁耗及铜耗？3、变压器空载及短路试验时应注意哪些问题？一般电源应接在低压边还是高压边合适？,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,三、实验内容1、测定电压比,图1 单相变压器变比试验,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,接线图如实验图1所示从控制屏上调压器的输出接线到单相变压器的低压线圈。高压线圈开路，闭合电源开关Q，将低压线圈外施电压调至50额定电压左右，测量电压线圈电压及高压线圈电压，对应不同的输入电压共读取5组数据，记录于实验表

28、31中。,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验表1 变比及空载实验数据,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,2、空载试验,图2 单相变压器空载试验,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,变压器的铁耗与电源的频率及波形有关，试验电源的频率应接近被试变压器的额定频率（允许偏差不超过1），其波形应是正弦波。接线图如实验图2所示。,在变压器低压侧施加电压，即在低压绕组上施加电压，高压绕组开路。变压器空载电流,，依此选择电流表及功率表的电流量程（功率表不用选择量程）。变压器空载运行时功率因数甚低，一般在0.2以下。,单相变压器实验,徐州

29、师范大学电气工程与自动化学院实验中心,变压器接通电源开关Q前（绿色按钮），必须将调压器（在控制屏的左侧方）输出电压调至最小位置，以避免开关闭合时，电流表、功率表电流线圈被冲击电流所损坏。合上电源开关Q后，调节调节变压器一次侧电压至1.2UN，然后逐次降压，逐次测量空载电压U0、电流I0及损耗p0（在数字功率因数表上读取），在范围内，读取67组，（包括点U0=UN，在该点附近测量点应较密一些），结果记录于实验表1中。,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,3、短路试验,图3 单相变压器短路试验,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,进行变压器短路试验时，高

30、压线圈接电源，低压线圈接一电流表短路。如实验图3所示:短接线要接牢，其截面积应较大。变压器短路电压的数值约为(5%10%）UN，为了避免过大的短路电流，在接通电源前，必须将调压器调至输出电压为最小的位置，然后闭合电源开关Q，逐渐缓慢地增加电压使短路电流升到1.1IN（在调节电压时，一定要注意电流表的读数不能超过要求的范围）。在(1.10.5)IN范围内，测量短路功率PK（在数字功率因数表上读取）、短路电压UK及短路电流IK。读取数据56组（包括IK=IN），记录于实验表2。本试验应尽快进行，因为变压器绕组很快就发热，使绕组电阻增大，读数将会发生偏差。,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动

31、化学院实验中心,实验表2 短路试验数据,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,4、负载试验,图4 单相变压器负载试验,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,接线图如实验图4所示变压器一次绕组（高压侧）经调压器（在控制屏上）、开关Q接至电源，负载为流六个1.5A，90可变电阻串联（1.5A，690）。先将负载电阻值调至最大，然后闭合电源开关Q，调节调压器输出电压为U1=U1N=220V，减小负载电阻，即增大负载电流，保持U1=U1N，在负载电流从零（I2=0，U2=U20）至额定值范围内（0A0.63A），测量负载电流I2和二次侧电压U2，每改变一次负载电

32、阻，将I2和U2数值记录于实验表3中，共读取数据56组（包括点I2=I2N）。,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验表3 负载试验数据（U1=U1N),单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,若需要进行非纯电阻而功率因数一定的负载实验，实验方法和线路与纯电阻负载时相同，此时二次侧需要一个可变电抗器，与负载电阻并联或串联组成感性负载。,四、实验报告1、计算变比根据测变比试验的几组数据，分别计算电压比，取其平均值作为受试验变压器的电压比。2、根据空载试验所测得的数据求下列曲线及参数（1）画空载特性曲线,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验

33、中心,从空载特性曲线I0=f(U0)及p0=f(U0)上查出额定电压U1N时的I0及p0，由此计算励磁参数。变压器空载时，从电源吸取的功率p0为变压器的铁耗pFe及空载铜耗pCu，由于空载铜耗很小，可以忽略不计，故pFe=P0，于是励磁参数为,（2）计算变压器的励磁参数,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,因空载试验在低压侧进行，折合到高压侧,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,3、根据短路试验所测得的数据下列曲线及参数（1）画短路特性曲线,（2）计算短路参数从短路特性曲线上查得短路电流等于额定电流Ik=IN时的短路电压和短路损耗pK，计算短路参数。

34、,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,4、根据负载试验数据，作纯电阻负载下受试变压器的外特性,5、根据实验数据，计算变压器运行性能（1）计算额定负载功率因数为1时，受试变压器的电压变率 U及效率。（2）计算功率因数为1时，受试变压器的效率特性,单相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验五 三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,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，测定三相变压器的运行特性二、预习要点 1、如何用两个功率表测定三相功率，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

35、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时应注意哪些问题？一般电源应加在哪一方比较合适？,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,三、实验项目1、测定变比,图1 三相变压器变比实验接线图,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验线路如图1所示。低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，调节外施电压U=0.5UN=27.5V。测取高、低压线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca，记录于表1中。计算：变比K：,三相变

36、压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表1 三相变压器变比实验数据（U=0.5UN=27.5V）,平均变比：,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,2、空载实验,图2 三相变压器空载实验接线图,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验线路如图2所示。低压线圈接电源，高压线圈开路。将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，调节外施电压，使U0L=1.2UN。逐次降低电源电压，在（1.20.2）UN范围内，测取变压器三相线电压、线电流和功率。测取数据时，在U0UN的点必测，且在其附近多测几组。共取8

37、组数据记录于表2中,测取空载特性,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表2 三相变压器空载实验数据,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,3、短路实验,图3 三相变压器短路实验接线图,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验接线如图3所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。将三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，缓慢调节电源电压，使变压器短路电流IKL=1.1IN。逐次降低电源电压，在1.10.2IN的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率。测取数据时，其中IKL=IN点必

38、测，共取数据5组，记录于表3中。（做该实验时，操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化）,测取短路特性,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表3 三相变压器短路实验数据,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,4、纯电阻负载实验保持,的条件下，测取,实验接线如图4所示。变压器高压线圈接电源，低压线圈经开关S接到负载电阻。将开关S断开，负载电阻阻值调至最大，三相交流电源调到电压为零的位置。开启控制屏上电源总开关，按下“开”按钮，电源接通后，调节电源电压，使变压器短路电流U1UN。在保持U1U1N的条件下，合上开关S，逐渐增加负载电流，从空载到额定负载范围内，测

39、取三相变压器输出线电压和相电流。测取数据时，其中I20和I2IN两点必测，共取8组数据记录于表4中,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,图4 三相变压器负载实验接线图,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表4 三相变压器负载实验数据U1U1N V；COS21,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,四、实验报告1、计算变压器的变比根据实验数据，计算各线电压之比，然后取其平均值作为变压器的变比。,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 U0L=f(I0L),P0=f(U0L),COS0=f(U0L)于表

40、2中,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,（2）计算激磁参数从空载特性曲线查出对应于U0LUN时的I0L和P0值，并由下式求取激磁参数。,式中,变压器空载相电压，相电流，三相空载功率。,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,3、绘出短路特性曲线和计算短路参数（1）绘出短路特性曲线UKL=f(IKL)，PK=f(IKL)，COSK=f(IKL)式中,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,（2）计算短路参数从短路特性曲线查出对应于IKL=IN时的UKL和PK值，并由下式算出短路参数,式中,短路时的相电压，相电流，三相空载功率。,折算到低

41、压方,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,4、根据空载和短路实验测定的参数，绘出被试变压器的“T”型等效电路。5、变压器的电压变化率（1）根据实验数据绘出COS01时的特性曲线U2f（I2），由特性曲线计算出I2I2N时的电压变化率（2）根据实验求出的参数，算出I2IN，COS21时的电压变化率,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,6、绘出被试变压器的效率特性曲线（1）用间接法算出在COS20.8时，不同负载电流时变压器效率，记录于表5中,表5 COS20.8 P0 W PKN W,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,式中 I*

42、2PNcos2=P2 PN为变压器的额定容量 PKN为变压器IKL=IN时的短路损耗 P0为变压器的U0L=UN时的空载损耗,（2）计算被测变压器max时的负载系数m。,三相变压器实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验十二 交流伺服电动机的特性测定,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,一、实验目的1、熟悉由三相电源变成相位差成90电角度的两相电源的方法2、观察交流伺服电动机“无自转”现象及转向改变现象。3、用实验求取交流伺服电动机机械特性和调节特性。二、实验前预习1、什么是交流伺服电动机的机械特性和调节特性？2、为什么总希望交流伺服电动机的控制电压与励磁电压间的相位差为90

43、电角度？有哪些方法可以获得两个互差90电角度的相位移电压？,交流伺服电动机的特性测定,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,三、实验项目1、两相互成90电角度电源的构成,图1 三相电源线电压和相电压的相量关系,交流伺服电动机的特性测定,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验所需要的两相正弦电源可用下述方法获得：对于三相四线制交流电源，若一相的相电压 供交流伺服电动机的一个绕组，则另外两相的线电压 必与 互差90电角度，如实验图1所示，可供交流伺服电动机的另一个绕组。2、当交流伺服电动机空载运转时，迅速将控制绕组两端开路或将调压器输出电压迅速调节至零，观察电动机有无“自转”现象，并比

44、较这两种方法电动机停转速度。将控制电压和相位改变180电角度，注意电动机转向有无改变。3、幅值控制按实验图2接线。起动三相电源，调节调压器，使Uf220V，再调节单相调压器，同时让电动机不要转动，记录电压V2和弹簧秤F读数间的数据于表1中。,交流伺服电动机的特性测定,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表1,交流伺服电动机的特性测定,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,图2 交流伺服电动机幅值控制接线图,交流伺服电动机的特性测定,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,4、相位控制按实验图3接线。起动三相电源，调节调压器，使Uf220V，再调节单相调压器，使V2电压为50V，同时

45、让电动机不要转动，调节可变电容器的容量，记录电容量和弹簧秤F读数间的数据于表2中。,表2,交流伺服电动机的特性测定,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,图3 伺服电动机的相位控制实验,交流伺服电动机的特性测定,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,四、实验报告1、根据表1的数据，作交流伺服电动机Ff（UK）。2、根据表2的数据，作交流伺服电动机Ff（C）。,交流伺服电动机的特性测定,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,实验十三 步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,一、实验目的1、通过实验加深对步进电动机的驱动电源和电机工作情况的了解。2、掌握步进电动机基本

46、特性的测定方法。二、预习要点1、了解步进电动机的工作情况和驱动电源步进电动机有哪些基本特性？怎样测定？,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,三、实验项目图1为步进电机控制器和步进电机实验台之间的连线图,图1 步进电机实验连线图,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,1、单步运行状态 接通电源，将控制器系统设置于单步运行状态，或复位后，按执行键，步进电机走一步距角，绕组相应的发光管发亮，再不断按执行键，步进电机转子也不断步进运动。改变电机转向，电机作反向步进运动。2、角位移和脉冲数的关系控制系统接通电源，设置好预置步数，按执行键，电机运转，观察并记录电机

47、偏转角度，再重设置另一置数值，按执行键，观察并记录电机偏转角度于表1中，并利用公式计算电机偏置较大与实际值是否一致。,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表1 角位移和脉冲数的关系,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,3、空载突跳频率的测定 控制系统置连续运行状态，按执行键，电机连续运转后，调节速度调节旋钮使频率提高至某频率（自动指示当前频率）。按设置键让步进电机停转，再从新启动电（按执行键），观察电机能否运行正常，如正常，则继续提高频率，直至电机不失步启动的最高频率，则该频率为步进电机的空载突跳频率。记为 Hz。4、空载最高连续工作频率的测定步进电

48、机空载连续运转后，缓慢调节速度调节旋钮使频率提高，仔细观察电机是否不失步，如不失步，则再缓慢提高频率，直至电机能连续运转的最高频率，则该频率为步进电机空载最高连续工作频率。记为 Hz。,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,5、转子振动状态的观察 步进电机空载连续运转后，调节并降低脉冲频率，直至步进电机声音异常或出现电机转子来回偏摆即为步进电机的振荡状态。6、定子绕组中电流和频率的关系在步进电机电源的输出端串联一只直流电流表（注意+、-端）使步进电机连续运转，由低到高逐渐改变步进电机的频率，读取并记录6组电流表的平均值、频率值于表2中,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与

49、自动化学院实验中心,表2 定子绕组电流和频率的关系,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,7、平均转速和脉冲频率的关系 接通电源，将控制系统设置于连续运转状态，再按执行键，电机连续运转，改变速度调节旋钮，测量频率f与对应的转速n，即nf（f）。记录6组数据于表3中。表3 平均转速和脉冲频率的关系,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,8、矩频特性的测定及最大静力矩特性的测定 置步进电机为逆时针转向，试验架坐端挂20N的弹簧秤，右端挂30N的弹簧秤，两秤下端的弦线套在皮带轮的凹槽内，控制电路工作于连续方式，设定频率后，使步进电机启动运转，旋转棘轮机构手柄，

50、弹簧秤通过弦线对皮带轮施加制动力矩（力矩大小（F大F小）D/2），仔细测定对应设定频率的最大输出动态力矩（电机失步前的力矩）。改变频率，重复上述过程得到一组与频率f对应的转矩T，即为步进电机的矩频特性Tf（f）。记录于表4中。,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,表4 步进电机的矩频特性数据 D cm,步进电动机实验,徐州师范大学电气工程与自动化学院实验中心,9、静力矩特性Tf（I）关闭电源，控制电路工作于单步运行状态，将可调电阻箱的两只90电阻并接（阻值为45，电流2.6A），把可调电阻及一只5A直流电流表串入A相绕组回路（注意+、-端），把弦线一端串在皮带轮边缘上的小