电机与电力拖动试验参考指导书教学版.doc
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1、电机及电力拖动技术试验指导书自动化试验室编河北工程大学 教务处(二一四年)目 录试验安全操作规程0预备试验 直流电机认识试验1试验一 直流电动机4试验二 直流电动机多种运转状态机械特征测试7试验三 单相变压器试验11试验四 三相异步电动机起动和调速16试验安全操作规程为顺利完成试验任务,确保人身安全和设备安全,试验者要遵守以下要求:1、接线、拆线或多处改接线路时要切断电源。试验中确需带电更改少许线路时,可用一只手操作,一次拔插一根线,不可双手同时接触线路。任何时候人体全部不得接触导线裸漏部分等可能带电部件。2、完成接线或改接线路后要经指导老师检验,并使周围同学注意后方可接通电源。3、试验中如发
2、生事故,应立即切断电源,并妥善处理。4、试验室总电源开关闭合由试验指导人员操作,其它人员许可分闸但不得合闸。5、试验中电动机高速旋转,要谨防衣服、围巾和头发等卷入其中造成人身伤害。预备试验 直流电机认识试验一、试验目标(1). 进行电机试验安全教育和明确试验基础要求。(2). 认识在直流电机试验中所用电机、仪表、变阻器等组件。(3). 学习她励电机(并励电机接她励方法)接线、起动、改变电机转向和调速方法。二、预习关键点(1). 直流电动机起动基础要求。(2). 直流电动机起动时,为何在电枢回路中需要串接起动变阻器?(3). 直流电动机起动时,励磁回路串接磁场变阻器应调至什么位置?为何?三、试验
3、项目(1). 了解试验装置中电机试验台直流电机电枢电源、励磁电源、校正过直流电机、可调电阻器、智能直流电压电流表RTZN02、电动机RTDJ32使用方法。(2). 直流她励电动机电枢串电阻起动。(3). 改变串入电枢回路电阻或改变串入励磁回路电阻时,观察电动机转速改变情况。四、试验设备(1). RTZN02或JPT01智能直流电压表、安培表,用2只(2). JPZN12-1智能转矩、转速、功率表(3). RTDJ09三相可调电阻器(90)(4). RTDJ10三相可调电阻器(900)(5). RTDJ32直流并励电动机(6). JPDJ45校正过直流电机(7). JPDJ47-1电机导轨、旋转
4、编码器(8). RTDJ12波形测试及开关板(能够不用开关,直接插拔试验线)五、试验说明及操作步骤1、由试验指导老师讲解电机试验基础要求,安全操作和注意事项。介绍试验装置使用方法。2、仪表和三相可调电阻器选择仪表量程是依据电机额定值和试验中可能达成最大值来选择。(1). 电压量程选择如测量电动机两端为220伏直流电压,选择RTZN02或JPZN01直流电压表,该电压表量程均为300V量程。(2). 电流量程选择因为额定电流为1.25A,测量电枢电流电流表可选择RTZN02或JPZN01直流安培表。额定励磁电流小于0.16A,电流表选择直流毫安表。(3). 变阻器选择变阻器选择标准是依据试验中所
5、需阻值和流过变阻器最大电流来确定。3、直流她励电动机起动试验线路图0-1所表示。图中为直流并励电动机,选择RTDJ32,额定功率PN=185W,额定电压UN=220V,额定电流IN=1.25A,额定转速nN=1600r/min,额定励磁电流IfN 0.16A。MG为校正过直流电机,TG为旋转编码器。直流电压电流表选择RTZN02或JPZN01。R1用RTDJ09180阻值,Rf1用RTDJ101800阻值,R2选择RTDJ10两个900电阻并联阻值,Rf2用RTDJ10两个900电阻串联阻值。接线完成,把直流电机M和校正过直流电机MG之间用联轴器直接联接,上紧定位螺丝,由旋转编码器TG配合JP
6、ZN12-1测量电动机转速。试验前应将电枢电压调整旋钮逆时针旋至最小位置,起动后应检验电压是否可调,如发觉电压不能调整,应关机检验原因。图0-1直流电动机她励接线图4、 她励电动机起动步骤(1). 接线时应切断电源。接好线后检验接线是否正确,电表极性、量程选择是否合理,励磁回路接线是否可靠。然后,将起动电阻R1调到最大位置,作好起动准备。(2). 开启电源总开关,按下控制屏面板上“开启”按钮,接通面板中间左边励磁电源,观察电动机M及校正直流电机MG励磁电流值,调整Rf2使If2等于校正值100mA并保持不变,再接通面板中间右边电枢电源,使M起动。(3). 顺时针调整电枢电源调压旋钮,使电动机端
7、电压加到220V。减小起动电阻R1直至短接,起动完成。5、调整她励电动机转速分别改变串入电枢回路调整电阻和励磁回路调整电阻,观察转速改变情况。6、改变电动机转向切断电源,将电枢两端或励磁绕组两端接线对调后,起动电机,观察电动机转向及转速表指针偏转方向。六、注意事项 (1). RTZN02或JPZN01直流电压表、电流表电源插头,应插到试验台电源插座中。(2). 测量前注意仪表量程、极性及其接法是否正确和适当,并立即纠正。(3). 直流并(她)励电动机起动时,须将励磁回路串联电阻Rf1调至最小,先接通励磁电源,使励磁电流量大,同时必需将电枢串联起动电阻R1调至最大,然后方可接通电枢电源,使电动机
8、正常起动。起动后,将起动电阻R1调至零,使电机正常工作。(4). 直流她励电动机停机时,必需先切断电枢电源,然后断开励磁电源,同时必需将电枢串联起动电阻R1调回到最大值,励磁回路串联电阻Rf1调回到最小值,给下次起动作好准备。七、试验汇报(1). 画出直流她励电动机电枢串电阻起动接线图。说明电动机起动时,起动电阻R1和磁场调整电阻Rf1应调到什么位置?为何?(2). 增大电枢回路调整电阻,电机转速是怎样改变?增大励磁回路调整电阻,转速又怎样改变?(3). 用什么方法能够改变直流电动机转向?(4). 为何要求直流她励电动机磁场回路接线要牢靠?试验一 直流电动机一、试验目标(1). 掌握用试验方法
9、测取直流电动机工作特征和机械特征。(2). 掌握直流并励电动机调速方法。二、预习关键点(1). 什么是直流电动机工作特征和机械特征?(2). 直流电动机调速原理是什么?三、试验项目(1). 工作特征和机械特征 保持U=UN和If=IfN不变,测取n,M2、n=f(Ia)及n=f(M2)。(2). 调速特征a) 改变电枢电压调速保持U=UN和If=IfN常值,M2=常值,测取n=f(U0)。b) 改变励磁电流调速保持U=UN,T2=常值,R1=0,测取n=f(If)。四、试验设备(1). RTZN02或JPT01智能直流电压表、安培表,用2只(2). JPZN12-1智能转矩、转速、功率表(3)
10、. RTDJ09三相可调电阻器(90)(4). RTDJ10三相可调电阻器(900)(5). RTDJ32直流并励电动机(6). JPDJ45校正过直流电机(7). JPDJ47-1电机导轨、旋转编码器(8). RTDJ12波形测试及开关板五、 试验线路及操作步骤1、直流电动机工作特征和机械特征试验线路图1-1所表示。R1用RTDJ09180阻值,Rf1用RTDJ101800阻值,R2选择RTDJ10两个900电阻并联阻值,Rf2用RTDJ10两个900电阻串联阻值。电动机选择RTDJ32直流并励电动机,JPDJ45校正过直流电机作为电动机负载。根据预备试验方法起动直流并励电动机。将电阻R1调
11、到零,同时调整电枢电源电压值为220V,调整Rf2阻值,把 If2调到100mA,再调整负载电阻R2和电动机磁场调整电阻Rf1,使电机满足额定值U=UN,I=IN,n=nN,其励磁电流为额定励磁电流IfN,在保持U=UN和If=IfN不变条件下,逐次减小电动机负载,立即校正过直流电机负载电阻逆时针调到最大,至空载。测取电动机输入电流I,转速n和校正电机转矩M2,共取6-7组资料,统计于表1-1中。图1-1 直流电动机她励接线图表1-1 U=UN= V If=IfN= A试验资料Ia(A)n(r/min)M2(N.m)计算资料I (A)P2(W)(%)2、调速特征(1)改变电枢端电压调速直流电动
12、机起动后,将电阻R1调至零,If2调到校正值100mA,再调整负载电阻R2、电枢电压及磁场电阻Rf1,使MU=UN,Ia=0.5IN,If=IfN。保持此时M2值和If=IfN,逐次增加R1阻值,降低电枢两端电压Ua,使R1从零调至最大值,每次测取电动机端电压Ua,转速n和电枢电流Ia,共取5-6组资料,统计于表1-2中。表1-2 If=IfN= A M2= N.mUa(V)n(r/min)Ia(A)(2)改变励磁电流调速直流电动机起动后,将电阻R1和电阻Rf1调至零,调整MG磁场电阻使If2调至校正值100mA,再调整M电枢电压和MG负载,使电动机U=UN,Ia=0.5IN,保持此时M2值和
13、U=UN值,逐次增大磁场电阻Rf1,直至n=1.3nN,每次测取电动机n、If、Ia,共取5-6组资料,统计于表1-3中。表1-3 U=UN= V M2= N.mn(r/min)If(A)Ia(A)六、 试验汇报1、由表1-1计算出I、P2和,并绘出n=f(M2)、n=f(Ia)特征曲线。电动机输出功率P2=0.105nM2,式中M2单位为N.m,n单位为r/min。电动机输入功率P1=UI。电动机效率= P2/P1100%。由工作特征求出转速改变率:n=(n0-nN)/nN100%。2、绘出并励电动机调速特征曲线n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒转矩负载两种速时电枢电流改变规律和两种调
14、速方法优缺点。试验二 直流电动机多种运转状态机械特征测试一、试验目标掌握用试验方法测定她励直流电动机多种运行状态下机械特征方法。二、预习关键点 改变直流电动机机械特征有哪些方法。 直流电动机在什么情况下,从电动运行状态进入回馈制动状态。直流电动机回馈制动时,能量传输关系,电势平衡方程式和机械特征。 直流电动机反接制动时,能量传输关系,电动势平衡方程式和机械特征。三、试验内容 测定电动及回馈制动状态下机械特征。 测定能耗制动状态下机械特征。 测定电动及反接制动状态下机械特征。四、试验设备 RTDJ34RTDJ31 直流并励电动机直流复励发电机 RTDJ09RTDJ10RTDJ37 电阻挂箱 RT
15、ZN02 智能直流电压电流表挂箱,用2只 RTDJ12波形测试及开关板 手持式转速表五、试验操作1、 试验接线按图2-1接线,图中各部分说明以下: MD和Ldf为被测直流电动机电枢绕组和励磁绕组,使用RTDJ34直流并励电动机,接成她励方法使用。额定电压220V,电流1.1A,转速1500rpm。 MG和Lgf为作测试设备使用直流电机电枢绕组和励磁绕组,使用RTDJ34直流复励发电机,接成她励方法使用。和被测电机同轴连接。 电阻R1900,选择RTDJ37上端电阻。R2360180180,选择RTDJ37中间电阻和RTDJ09上端电阻。R3360018001800,选择RTDJ10上端和中间电
16、阻。R4810450180180,选择RTDJ10下端电阻(两只900并联)、RTDJ09中间电阻和下端电阻。 直流电流表A1和A3选择两只RTZN02中小量程电流表,A2和A4选择其大量程电表。 “直流电机励磁电源”和“直流电机电枢电源”分别取自试验台左边电源控制屏中部对应电源输出。 发电机电枢回路里可并联一只直流电压表,用RTZN02上端电压表。直流电机励磁电源(220V)直流电机电枢电源(40220V)MGA4R2IaIgaR4LgfMDR1IfIgfR3LdfA2S112S212A3A1图2-1 她励直流电动机多种运转状态下机械特征测定试验接线图2、 电动及回馈制动状态下机械特征测定
17、R2和R4阻值调到最大。S1合向电源侧1,S2置于中间位置。电枢电源调到最低(旋钮逆时针旋转到底),并关闭电枢电源开关。 闭合试验台电源总开关,按下起动按钮,接通励磁电源开关。调整电阻R1使电动机励磁电流If110mA;调整电阻R3使发电机励磁电流Igf100mA。 接通电枢回路电源,升高电枢电源电压到220V并保持不变。这时电机应该起动到了较高速度正常运转,观察是否有异常。 用直流电压表检测S2中间位置两接线端和电源侧“1”(图中右侧)两接线端极性是否相同。若不一样,对调S2电源侧两条线,使之极性相同。 把S2扳到短路线侧“2”,把R2调到“0 ”,减小R4使被测电机MD电枢电流Ia1.0A
18、 。该点作为第一个测量点,把电枢电流和转速计入表2-1。 逐次增大R4阻值直至发电机空载(把S2置于中间位置实现),测取若干组电动机电枢电流和转速数据填入表2-1。表21 电动及回馈制动状态下机械特征测试数据表测试条件UaUN = 220V,If 110 mA ,R2 = 0 电枢电流Ia (A)0.80.60.40.2转速 n (rpm)电枢电流Ia (A)0.00.10.20.30.4转速 n (rpm) 把S2扳到电源侧“1”(这时R4应是最大值),使发电机也接入电源,电源极性是使发电机能产生和电动机相同方向电磁转矩。减小R4到“0 ”,并合适调整R3,使电动机电流Ia降到“0.0 A”
19、。这时电动机运行状态是电动机理想空载点。把电枢电流和转速计入表2-1。 假如上一步没能测“Ia+0.2 A”点,可在此经过调整R3找到并测该点。 逐步增大R3阻值(弱磁)使发电机增加出力,转速升高,电动机进入第二象限回馈制动状态运行。在增大R3过程中测取电动机电枢电流和转速数据填入表2-1。注意:机组最高转速不可超出转/分。 经过调整R3使发电机励磁电流恢复到正常值Igf100mA。3、 能耗制动状态下机械特征 把R4置最大值,S2置于电源侧1不变。把电动机电枢电阻R2调到“180 ”(一个旋钮置最大,另一个置最小),扳S1使之置于短路线侧“2”。 减小R4阻值,使电机转速上升,直至电动机电枢
20、电流达成0.8A ,此时电动机工作于能耗制动状态。然后逐次增大R4阻值使转速降低,测取几组电动机电枢电流和转速数据填入表2-2。注意电动机电流为负值。测试中必需时可降低电枢电源电压,测完后恢复额定值。表22 能耗制动状态下机械特征测试数据表测试条件Ua0V,If 110mA ,R2=180电枢电流Ia (A)0.80.60.40.20.0转速 n (rpm)04、 电动及反接制动状态下机械特征测定 把电动机电枢电阻R2置最大值“360 ”,把R4置最大值,对调S2电源侧1两条电源线使发电机产生磁转矩和电动机方向相反。S1和S2全部置于电源侧“1”。 逐步减小R4阻值,使电机减速直至为零。继续减
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