电机学实验(上)标准实验报告

1
U2(平均值)
UUV=UN=
V ；cosϕ2=1
I（A）
I1U1
I1V1
I1W1 I2(平均值)
2
3
4
5
1.计算变压器的变比
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 U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosφ0=f(U0) 。
（3）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 U0=0.5UN，测取高、低压线圈的线电压 U1U1.1V1、U1V1.1W1、U1W1.1U1、U3U1.3V1、 U3V1.3W1、U3W1.3U1，记录于表 2-1 中。
5
图 2-1 三相变压器变比实验接线图
三．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-01）或单相变压器（在主控制屏的右下方） 4．三相可调电阻 900Ω（NMEL-038） 5．波形测试及开关板（MEL-05） 6．三相可调电抗（MEL-08）
2.短路试验
图 1-1 空载实验接线图
（1）实验线路如图 1-2，其高压线圈 1U1、1U2 接电源，低压线圈 2U1、2U2 直接短路。 A、V、W 分别为交流电流表、电压表、功率表，选择方法同空载实验。
（2）断开三相交流电源，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底，即使输出电压为零。
（3）合上交流电源绿色“闭合”开关，接通交流电源，逐次增加输入电压，直到短路
四、实验方法
1.空载试验 （1）实验线路如图 1-1。变压器 T 选用 MEL-01 三相组式变压器中的一只或单独的组 式变压器，其低压线圈 2U1、2U2 接电源，高压线圈 1U1、1U2 开路。 变压器 T 额定数据：额定容量 PN=77W，U1N/U2N=220V/55V，I1N/I2N=0.35A/1.4A。 A、V1、V2 分别为交流电流表、交流电压表，其量程可手动选择。 W 为功率表，接线时，注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。 （2）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 (电源电压为 0)。并合理选择各仪表量程。
1
（3）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 U0=1.2UN
（4）逐渐降低电源电压，在(1.2~0.5)UN 的范围内，测取变压器的 U0、I0、P0、U2，共 取 6~7 组数据，记录于表 1-1 中。（其中 U=UN 的点必须测，并在该点附近测的点应密些； 利用 UN 以下测取的原方电压和副方电压计算变压器的变化；测量完成后断开电源。）
学 号：
实验类型： 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期：
专业班级： 实验成绩：
实验二 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。
二．实验项目
1．测定变比 2．空载实验：测取空载特性 U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosϕ0=f(U0)。 3．短路实验：测取短路特性 UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosϕK=f(IK)。 4．纯电阻负载实验：保持 U1=U1N，cosϕ2=1 的条件下，测取 U2=f(I2)。
电流 Ik＝1.1IN 为止。在 0.5~1.1IN 范围内测取变压器的 UK、IK、PK，共取 6~7 组数据记录于
表 1-2 中。（其中 Ik＝IN 的点必测；并记录实验时周围环境温度（℃））。
图 1-2 短路实验接线图 3.负载试验－纯电阻负载 （1）实验线路如图 1-3，其低压线圈 2U1、2U2 接电源，高压线圈 1U1、1U2 经过开关 S1 接到负载电阻 RL 上。 A、V、W 分别为交流电流表、电压表、功率表，选择方法同空载实验。RL 选用 MEL-03 的两只 900Ω电阻相串联；开关 S1 采用 MEL-05 的双刀双掷开关。 （2）未上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底(电源电压为 0)，S1 断开，负载电 阻值 RL 调到最大。 （3）合上交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压 U1=UN=55V；。
号
UK（V）
IK（A）
U1U1.1V1 U1V1.1U1 U1W1.1U1 I1U1 I1V1 I1W1
1
2
3
4
5
θ= OC
计算数据
PK（W） UK IK PK PK1 PK2 （V）（A） (W)
cosϕK
表 2-4 三相变压器负载实验数据
序
U（V）
号
U1U1.1V1 U1V1.1W1 U1W1.1U1
实验报告
实验课程： 学生姓名： 学 号： 专业班级：
年月日
目
录
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五
单相变压器......................................................................................................................... 1 三相变压器......................................................................................................................... 5 三相变压器的联接组.......................................................................................................10 直流并励电动机............................................................................................................... 15 直流发电机....................................................................................................................... 18
2.空载实验
（1）实验线路如图 2-2 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。
（2）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 U0=1.2UN。
四．实验方法
1.测定变比
（1）实验线路如图 2-1 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 PN=152/152/152W,UN=220/63.5/55V,IN=0.4/1.38/1.6A，Y/Δ/Y 接法。实验时只用高、低 压两组线圈，中压线圈不用。
（2）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。
（3）逐渐降低电源电压，在 1.2~0.5UN 的范围内；测取变压器的三相线电压、电流和 功率，共取 6~7 组数据，记录于表 2-2 中。（其中 U=UN 的点必须测，并在该点附近测的点 应密些。）
（4）测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。
图 2-2 三相变压器空载实验接线图
3.短路实验
6
图 2-3 三相变压器短路实验接线图
4.纯电阻负载实验
（1）实验线路如图 2-4 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 RL，RL 选用 NMEL-038 中的三只 900Ω电阻，选择电阻器左边及中间的插孔）。
（2）未上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底(电源电压为 0)，S 断开，负载电 阻值 RL 调到最大。
（1）实验线路如图 2-3 所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。 （2）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。 （3）逐渐降低电源电压，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 2-3 中。（其中 IK=IN 点必测；实验时，记下周围环境 温度（0C），作为线圈的实际温度。）
（3）合上交流电源开关，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压 U1=UN。 （4）将负载电阻 RL 调至最大，合上电源开关 S1 接通，调节交流电压，使变压器的输 入电压 U1=UN。 （5）在保持 U1=UN 的条件下，合下开关 S，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻 RL 的值，从空载到额定负载范围内，测取变压器三相输出线电压和相电流，共取 5～6 组数据， 记录于表 2-4 中，其中 I2=0 和 I2=IN 两点必测。（注：在实验过程中，当发现 U1 小于 55V 时， 需要调节调压器旋钮，使之保持在 UN=55V）
三、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） 3．三相组式变压器（MEL-01）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）
图 1- 3 纯电阻负载实验接线图
五、实验数据及其处理
表 1-1 空载实验数据
序号 1
U0（V）
实验 I0（A）
数据 P0（W） U2 (U1U1,1U2)
计算数据
cosϕ0
2
3
4
5百度文库
6
7
表 1-2 短路实验数据
序号
实 Uk（V）
1
验数 Ik（A）
室温θ=
℃
据
计算数据
Pk（W）
cosϕ k
2
3
4
5
6
7
2
（4）在保持 U1=UN 的条件下，合下开关 S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻 RL 的值，从空载到额定负载范围内，测取变压器的输入功率 P1、输入电流 I1、输出功率 P2、 输出电压 U2、电流 I2，共取数据 6~7 组，记录于表 1-3 中。（其中 I2=0 和 I2=I2N=0.35A 必 测。）（注：在实验过程中，当发现 U1 小于 55V 时，需要调节调压器旋钮，使之保持在 UN=55V）
南昌大学实验报告
学生姓名：
学 号：
实验类型： 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期：
专业班级： 实验成绩：
实验一 单相变压器
一、实验目的
1.通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2.通过负载实验测取变压器的运行特性。
二、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(Ik)。 3.负载实验 (1)纯电阻负载 保持 U1=U1N， cosϕ 2 =1 的条件下，测取 U2=f(I2)。
3
表 1-3 纯电阻负载实验数据
cos ϕ 2 =1 U1=UN=55V
序号
1
2
3
4
5
6
7
P1（W）
I1（A）
P2（W）
U2（V）
I2（A）
六．思考讨论题或体会或对改进实验的建议
七．参考资料
1．戴文进. 电机学, 北京: 清华大学出版社,2010. 2. 电机学实验指导书
4
南昌大学实验报告
学生姓名：
图 2-4 三相变压器负载实验接线图
五、实验数据及其处理
（以下主要内容由学生完成）
表 2-1 三相变压器变比实验数据
U（V）
U（V）
U（V）
KUV
KVW
KWU K=(KUV+KVW+KWU)/3
U1U1.1V1 U3U1.3V1
U1V1.1W1 U3V1.3W1
U1W1.1U1 U3W1.3U1
KUV= U1U1.1V1/U3U1.3V1；KVW= U1V1.1W1/U3V1.3W1；KWU= U1W1.1U1/U3W1.3U1
7
表 2-2 三相变压器空载实验数据 序 实验数据 号
U0(V)
I0(A)
U3U1.3V1 U3V1.3W1 U3W1.3U1 I3U10 I3V10 I3W10
1
2
3
4
5
6
计算数据
P0(W) P01 P02
U0 (V)
I0 (A)
P0 (W)
cosϕ0
表 2-3 三相变压器短路实验数据
序
实 验数 据