电机实验

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
器低压侧空载电压 U0=0.5UN=27.5V，逐一测取高、低压线圈的线电压 U1U1.1V（1 UAB）、 U1V1.1W1（UBC）、U1W1.1U1（UCA）、U3U1.3V1（Uab）、U3V1.3W1（Ubc）、U3W1.3U1（Uca）， 记录于表 3-1。
额定励磁电流 IfN < 0.16A，他励接法 S1、S2：双刀双掷开关、位于 MEL-05 mA1、A1：为直流毫安表和直流安培表、于直流电源上。
mA2、A2：为直流毫安表（量程 200 mA）和直流安培表（量程 2A），位于 MEL-06 位
U1、U2：为可调直流稳压电源和直流电机励磁电源 V1：可调直流电压表、直流稳压电源自带 V2：直流电压表（量程 300V）、位于 MEL-06 R1（Ra）：电动机电枢（armature）调节电阻、100Ω/1.22A、位于 MEL-09
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电机学实验
前言
“电机学”是电气自动化专业的一门重要课程,为了更好的学好这门课程,结合教学 大纲,开出本课程的实验。通过实验，能够使同学们理论和实际相结合，有助于提高动手 能力和实际分析问题的能力，学习科学的工作方法，逐步培养独立思考和独立工作的能力。 为今后学习其他专业课打下良好的基础，并起到触类旁通的作用。
表 3-1
高压绕组线电压（V） 低压绕组线电压（V）
U1U1.1V1（UAB） U1V1.1W1（UBC） U1W1.1U1（UCA）
U3U1.3V1（Uab） U3V1.3W1（Ubc） U3W1.3U1（Uca）
变比（K） KUV KVW KWU
K=1/3(KUV +KVW+KWU)
KAB= UAB/Uab KBC= UBC/Ubc KCA= UCA/Uca
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-02）
四、实验内容 1．测定变比 实验线路如图 3-1 所示，额定容量 PN=152/152/152W, UN=220/63.5/55V,
Rf2 = 常数、 n =nN =1600r/min U（V2） I（A2）
图 1-4 实验挂相对应图
图 1-3
实验挂箱相对应图 5
电机学实验
1-4 负载 RL 的联接图
五、 注意事项 起动直流电动机时，先把 R1（Ra）调至最大值，Rf1 至最小值；
起动完毕后，再把 R1（Ra）调至最小值。 测外特性时，当电流超过 0.4A 时，负载电阻 R2（RL）中串联的电阻必须调至零，并
四、实验内容： 1. 实验准备
a．直流电动机回路中，电枢串联电阻 R1（Ra）置最大，起限制起动电流的作用，磁 场调节电阻 Rf1 置最小，使得起动过程中磁场最强；
b．直流发电机回路中，磁场调节电阻 Rf2 置最大，以控制发电机电压，负载电阻 R2 （RL）置最大，限制负载电流；
c．扳下 MEL-13 挂箱上的加载开关，断开 S1、S2； d．接通直流电动机励磁电源，确认励磁回路存在电流（mA1 表有读数）； e．接通直流电动机电源（按复位钮，绿色发光二极管亮），电动机开始旋转。 2. 观察自励过程 （1）调节直流电动机转速至直流发电机的额定转速 nN =1600r/min
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电机学实验
Rf1：电动机磁场（magnetic field）调节电阻、3000Ω/200 mA、位于 MEL-09 Rf2： 发电机磁场调节电阻、选用 MEL-03 最上端 900Ω变阻器、分压器接法 R2 （RL）：发电机负载（load）调节电阻、用 MEL-03 中间端和下端变阻器、串并联接法、 阻值为 2250Ω（两个 900Ω串联加上两个 900Ω并联）。调节时先调节串联部分，当串联电 阻部分调到最小还需继续调节时，必须用导线将串联电阻部分短接（防止负载电流过大 烧毁熔断器），然后再继续调节并联电阻部分。
IN=0.4/1.38/1.6A，Y/Δ/Y 接法。实验时只用高、低压两组线圈，（图中： a、b、c 和 x、 y、z 表示低压线圈的首末端；A、B、C 和 X、Y、Z 表示高压线圈的首末端。）
低压线圈接电源，高压线圈开路。
7Hale Waihona Puke Baidu
电机学实验
a.接通三相交流电源之前，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底使输出电也为零。并合
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电机学实验
实验一 直流发电机的外特性
一、实验目的
通过实验了解并励发电机的自励过程和自励条件 。
二、实验项目
观察并励发电机的自励过程 。 测试并励发电机的外特性 。
三、实验线路
图 1-1 直流并励发电机实验接线图
G：直流发电机 M01，PN =100W，UN =200V，IN 0.5A，nN =1600r/min M：直流电动机 M03，PN =185W，UN =220V，IN =1.1A，nN =1600r/min，
学生在实验之前一定要认真预习，仔细阅读实验指导书， 实验指导书中，难免有不妥之处，望同学们提出意见共同研究以便今后修改。
实验要求与注意事项
一： 实验之前必须进行充分的预习，初步明确实验的目的、要求、方法和步骤。画出实 验线路图，经老师检查合格后才可以到实验室做实验。 二： 由于本实验是 220 伏直流电，交流电，并且都是高速旋转的电机，所以一定要有安 全意识，遵守实验室规则，确保人身安全。 三： 实验之前应对所实验的电机作一般性的检查，如电机的装配质量，铭牌数据，测试 中仪表量程的选择等，以便保护设备的完好。爱护实验仪器和设备。 四： 实验线路接好之后，同学先自己检查是否接线正确，然后再由老师检查，无误后， 方可通电进行实验。 五： 实验过程中，调节负载或者改变电阻、电压、转速等物理量时，必须先考虑与其它 物理量的变化关系，并随时注意转速和电流是否超过额定值。 六： 实验中要仔细观察，正确的操作，完整的纪录，深入的分析研究。实验过程中如发 生故障，应立即切断电源，分析故障原因，设法排除故障。 七： 实验后，要写出实验报告。其内容根据每个实验的要求而定。除了列出实验结果之 外，还要有分析和结论。计算内容必须列出所有的公式，并以一组数据为例进行计算，其 它可直接列入数据表格中。
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电机学实验
实验二 三相变压器的运行特性
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)，cos0=f(U0)。 3．短路实验：测取短路特性 UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosK=f(IK)。
电流及功率，共取 4～5 组数据，记录于表 3-3 中，其中 IK =IN 点必测。
实验时，为了减小线圈温度变化的影响，实验过程中动作要迅速。记下周围环境 温度（0C），作为线圈的实际温度。
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电机学实验
表 3-3
实验
序 号
UK（V）
U1U1.1V1 U1V1.1U1 U1W1.1U1
1
2
3
4
5
数据 IK（A）
I1U1 I1V1 I1W1
θ=
OC
计算数据
PK（W） PK1 PK2
UK IK
PK
（V）（A） （W）
cosK
五、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。 空载实验调节电压时应单向调节，否则磁滞回线将影响测量结果。 短路实验时操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。
六、思考题 1. 如何用双瓦特计法测三相功率？读数的正负号说明什么？ 2. 空载和短路实验应如何合理布置仪表？ 3. 三相心式变压器的三相空载电流是否对称，为什么？ 4. 如何测定三相变压器的铁耗和铜耗？ 5. 变压器空载和短路实验电源应加在哪一方较合适？为什么？
短接，以免损坏。 实验做完之后，注意断电顺序：先将各电阻恢复到实验前的位置，使电机停转，再断
开直流稳压电源最后断开励磁电源！ 六、 思考题
1．励发电机不能建立电压有哪些原因？ 2． 发电机---电动机组成的机组中，当发电机负载增加时，为什么机组的 转速会降 低？为了保持发电机的转速 n =nN，应如何调节？ 七、 实验报告 1．根据实验数据，作出外特性曲线。 2．回答问题。
七、实验报告
1．计算变压器的变比
根据实验数据，计算出各相的变比，然后取其平均值作为变压器的变比。
KUV
U1U1.1V1 U 3U1.3V1
,
KVW
U1V1.1W1 U 3V1.3W1
a．调直流电动机直流稳压电源至 220V； b．调节电动机电枢电阻 R1（Ra）至最小值； c．调节电动机励磁调节电阻 Rf1，使电动机（发电机）的转速达到额定值。 观察直流电压表 V2，记录发电机的剩磁电压。 （2）观察自励电压 a．接通开关 S1，逐渐减小发电机励磁回路电阻 Rf2，观察发电机电枢两端电压表 V2，若电压逐渐上升，说明励磁极性正确，满足自励条件。若不能自励建立电压， 应将励磁绕组两端反接即可。 b.调节 Rf2，使发电机端电压（V2 的读数）为额定值。 3. 并励发电机的外特性 并励发电机的外特性是指转速是额定值，励磁回路电阻维持不变时，端电压 U 和负 载电流 I 的关系：保持 n = nN ，使 Rf2 = 常数 ，测取 U=f（I）。 a.并励发电机自励电压建立后，负载电阻置最大，合上开关 S2; b.同时调节电动机励磁电阻 Rf1(维持转速)、发电机励磁电阻 Rf2（改变端电压） 和负载电阻 R2（改变负载电流），使发电机工作在 n =nN =1600r/min、U=UN =200V、I= IN =0.5A 的额定运行点。
电机学 实验指导书
编制：张 健 审核：么 莉
天津大学自动化学院
2011 年 9 月
电机学实验
目录
前言………………………………………………………………………………………2
实验要求与注意事项 ………………………………………………………………2 电机学 A 实验一 直流发电机的外特性………………………………………………………3 实验二 三相变压器的运行特性……………………………………………………7 电机学 B 实验三 三相鼠笼异步电动机的工作特性………………………………………………12 实验四 三相同步发电机的并联运行………………………………………………14
2．空载实验
实验线路如图 3-2 所示，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，量程可自动也可手动选择。注意 功率表的接线方法（短线联接同名端，电流线圈串联，电压线圈并联）。
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 U0=1.2UN
b．然后，逐次降低电源电压，在 1.2～0.5UN 的范围内；记录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 3-2 中。其中 U=UN 的点必须测量，并 在该点附近测的点应密些。
c．测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。
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电机学实验
表 3-2
序 实验数据
号
U0(V)
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电机学实验
c.维持发电机励磁电阻 Rf2 的值不变，电机转速 n =nN 不变(随时改变 Rf1 来使转 速稳定在 1600r/min )，增大电阻 R2 的数值，逐步减小负载电流直到电流 I =0（切断开 关 S2）。从额定电流到空载点过程中，记录发电机端电压 U 和负载电流 I 的大小（其中 额定点和空载点两点必测），数据列入表格，绘制励发电机外特性曲线。
U U U 3U1.3V1
3V1.3W1
3W1.3U1
1
I3U10
I0(A) I3V10
I3W10
2
3
4
5
6
P0(W)
PO1
P02
计算数据
UO (V)
IO (A)
PO (W)
cos0
3． 短路实验
实验线路如图 3-3 所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。 a. 接通电源前，将交流电压调到输出电压为零的位置 b. 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 c. 然后逐次降低电源电压，在 1.1～0.5IN 的范围内，记录变压器的三相输入电压、