电机与电力拖动实验指导书教学版范本.doc
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1、电机与电力拖动实验指导书教学版522020年4月19日文档仅供参考电机及电力拖动技术实验指导书自动化实验室编河北工程大学 教务处(二一四年)目 录实验安全操作规程0预备实验 直流电机认识实验1实验一 直流电动机4实验二 直流电动机各种运转状态的机械特性测试7实验三 单相变压器实验11实验四 三相异步电动机的起动与调速16实验安全操作规程为顺利完成实验任务,确保人身安全与设备安全,实验者要遵守如下规定:1、接线、拆线或多处改接线路时要切断电源。实验中确需带电更改少量线路时,可用一只手操作,一次拔插一根线,不可双手同时接触线路。任何时候人体都不得接触导线裸漏部分等可能带电的部件。2、完成接线或改接
2、线路后要经指导教师检查,并使周围同学注意后方可接通电源。3、实验中如发生事故,应立即切断电源,并妥善处理。4、实验室总电源开关的闭合由实验指导人员操作,其它人员允许分闸但不得合闸。5、实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。预备实验 直流电机认识实验一、实验目的(1). 进行电机实验的安全教育和明确实验的基本要求。(2). 认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件。(3). 学习她励电机(并励电机接她励方式)的接线、起动、改变电机转向以及调速的方法。二、预习要点(1). 直流电动机起动的基本要求。(2). 直流电动机起动时,为什么在电枢回路中需要串接起动变
3、阻器?(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?三、实验项目(1). 了解实验装置中电机实验台的直流电机电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、可调电阻器、智能直流电压电流表RTZN02、电动机RTDJ32的使用方法。(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,观察电动机转速变化情况。四、实验设备(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). RTD
4、J32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(能够不用开关,直接插拔实验线)五、实验说明及操作步骤1、由实验指导老师讲解电机实验的基本要求,安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。2、仪表和三相可调电阻器的选择仪表的量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择。(1). 电压量程的选择如测量电动机两端为220伏的直流电压,选用RTZN02或JPZN01的直流电压表,该电压表量程均为300V量程。(2). 电流量程的选择因为额定电流为1.25A,测量电枢电流的电流表可选用RTZN02或JP
5、ZN01的直流安培表。额定励磁电流小于0.16A,电流表选用直流毫安表。(3). 变阻器的选择变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定。3、直流她励电动机的起动实验线路如图0-1所示。图中为直流并励电动机,选用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。直流电压电流表选用RTZN02或JPZN01。R1用RTDJ09的180的阻值,Rf1用RTDJ10的1800的阻值,R2选用RTDJ10的两个900电阻的并联阻值,Rf
6、2用RTDJ10的两个900电阻的串联阻值。接线完毕,把直流电机M与校正过的直流电机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JPZN12-1测量电动机的转速。实验前应将电枢电压调节旋钮逆时针旋至最小位置,起动后应检查电压是否可调,如发现电压不能调节,应关机检查原因。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。接好线后检查接线是否正确,电表的极性、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,按下控制屏面板上的“启动”按钮,接通面板中间左边的励磁电源,观察电动机M及校正直流
7、电机MG的励磁电流值,调节Rf2使If2等于校正值100mA并保持不变,再接通面板中间右边的电枢电源,使M起动。(3). 顺时针调节电枢电源调压旋钮,使电动机端电压加到220V。减小起动电阻R1直至短接,起动完毕。5、调节她励电动机的转速分别改变串入电枢回路的调节电阻和励磁回路的调节电阻,观察转速变化情况。6、改变电动机的转向切断电源,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、电流表的电源插头,应插到实验台的电源插座中。(2). 测量前注意仪表的量程、极性及其接法是否正确和得当,并及时纠正。(
8、3). 直流并(她)励电动机起动时,须将励磁回路串联的电阻Rf1调至最小,先接通励磁电源,使励磁电流量大,同时必须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,必须先切断电枢电源,然后断开励磁电源,同时必须将电枢串联的起动电阻R1调回到最大值,励磁回路串联的电阻Rf1调回到最小值,给下次起动作好准备。七、实验报告(1). 画出直流她励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时,起动电阻R1和磁场调节电阻Rf1应调到什么位置?为什么?(2). 增大电枢回路的调节电阻,电机的转速是如何变化?
9、增大励磁回路的调节电阻,转速又如何变化?(3). 用什么方法能够改变直流电动机的转向?(4). 为什么要求直流她励电动机磁场回路的接线要牢靠?实验一 直流电动机一、实验目的(1). 掌握用实验方法测取直流电动机的工作特性和机械特性。(2). 掌握直流并励电动机的调速方法。二、预习要点(1). 什么是直流电动机的工作特性和机械特性?(2). 直流电动机调速原理是什么?三、实验项目(1). 工作特性和机械特性 保持U=UN和If=IfN不变,测取n,M2、n=f(Ia)及n=f(M2)。(2). 调速特性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
10、变励磁电流调速保持U=UN,T2=常值,R1=0,测取n=f(If)。四、实验设备(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、旋转编码器(8). RTDJ12波形测试及开关板五、 实验线路及操作步骤1、直流电动机的工作特性和机械特性实验线路如图1-1所示。R1用RTDJ09的180的阻值,Rf1用RTDJ10的1800的阻值,R2选
11、用RTDJ10的两个900电阻的并联阻值,Rf2用RTDJ10的两个900电阻的串联阻值。电动机选用RTDJ32直流并励电动机,JPDJ45校正过的直流电机作为电动机负载。按照预备实验方法起动直流并励电动机。将电阻R1调到零,同时调节电枢电源电压值为220V,调节Rf2阻值,把 If2调到100mA,再调节负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻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不变的条件下,逐次减小电动机的负载,即将校正过的直流电机的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和校正电机的转矩M2,共取
12、6-7组资料,记录于表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实验资料Ia(A)n(r/min)M2(N.m)计算资料I (A)P2(W)(%)2、调速特性(1)改变电枢端电压的调速直流电动机起动后,将电阻R1调至零,If2调到校正值100mA,再调节负载电阻R2、电枢电压及磁场电阻Rf1,使M的U=UN,Ia=0.5IN,If=IfN。保持此时的M2值和If=IfN,逐次增加R1的阻值,降低电枢两端的电压Ua,使R1从零调至最大值,每次测取电动机的端电压Ua,转速n和电枢电流Ia,共取5-6组资料,记录于表1-2中。表1-2 If=IfN= A M
13、2= N.mUa(V)n(r/min)Ia(A)(2)改变励磁电流的调速直流电动机起动后,将电阻R1和电阻Rf1调至零,调节MG的磁场电阻使If2调至校正值100mA,再调节M的电枢电压和MG的负载,使电动机U=UN,Ia=0.5IN,保持此时的M2值和U=UN的值,逐次增大磁场电阻Rf1,直至n=1.3nN,每次测取电动机的n、If、Ia,共取5-6组资料,记录于表1-3中。表1-3 U=UN= V M2= N.mn(r/min)If(A)Ia(A)六、 实验报告1、由表1-1计算出I、P2和,并绘出n=f(M2)、n=f(Ia)的特性曲线。电动机输出功率P2=0.105nM2,式中M2的单
14、位为N.m,n的单位为r/min。电动机输入功率P1=UI。电动机效率= P2/P1100%。由工作特性求出转速变化率:n=(n0-nN)/nN100%。2、绘出并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒转矩负载两种速时的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。实验二 直流电动机各种运转状态的机械特性测试一、实验目的掌握用实验方法测定她励直流电动机各种运行状态下机械特性的方法。二、预习要点 改变直流电动机机械特性有哪些方法。 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,能量传递关系,电势平衡方程式以及机械特性。 直流电动机反接制动时,能量
15、传递关系,电动势平衡方程式以及机械特性。三、实验内容 测定电动及回馈制动状态下的机械特性。 测定能耗制动状态下的机械特性。 测定电动及反接制动状态下的机械特性。四、实验设备 RTDJ34RTDJ31 直流并励电动机直流复励发电机 RTDJ09RTDJ10RTDJ37 电阻挂箱 RTZN02 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、实验操作1、 实验接线按图2-1接线,图中各部分说明如下: MD和Ldf为被测直流电动机的电枢绕组和励磁绕组,使用RTDJ34直流并励电动机,接成她励方式使用。额定电压220V,电流1.1A,转速1500rpm。 MG和Lgf为作
16、测试设备使用的直流电机的电枢绕组和励磁绕组,使用RTDJ34直流复励发电机,接成她励方式使用。与被测电机同轴连接。 电阻R1900,选用RTDJ37上端的电阻。R2360180180,选用RTDJ37中间的电阻和RTDJ09上端的电阻。R3360018001800,选用RTDJ10上端和中间的电阻。R4810450180180,选用RTDJ10下端的电阻(两只900并联)、RTDJ09中间的电阻和下端的电阻。 直流电流表A1和A3选用两只RTZN02中的小量程电流表,A2和A4选用其大量程电表。 “直流电机励磁电源”和“直流电机电枢电源”分别取自实验台左边电源控制屏中部的相应电源输出。 发电机
17、电枢回路里可并联一只直流电压表,用RTZN02上端的电压表。直流电机励磁电源(220V)直流电机电枢电源(40220V)MGA4R2IaIgaR4LgfMDR1IfIgfR3LdfA2S112S212A3A1图2-1 她励直流电动机各种运转状态下机械特性测定实验接线图2、 电动及回馈制动状态下的机械特性测定 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。 闭合实验台电源总开关,按下起动按钮,接通励磁电源开关。调节电阻R1使电动机励磁电流If110mA;调节电阻R3使发电机励磁电流Igf100mA。 接通电枢回路电源,升高
18、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中间位置两接线端与电源侧“1”(图中右侧)两接线端的极性是否相同。若不同,对调S2电源侧的两条线,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 。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的数据填入表2-1。表21 电动及回馈制动状态下的机械特性测试数据表测试条件UaUN = 220V,If 110 mA ,R2 = 0 电枢电
19、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与电动机相同方向的电磁转矩。减小R4到“0 ”,并适当调节R3,使电动机电流Ia降到“0.0 A”。这时电动机的运行状态是电动机的理想空载点。把电枢电流和转速计入表2-1。 如果上一步没能测“Ia+0.2 A”的点,可在此经过调节R3找到并测该点。 逐渐增大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的过程中测取电动机电枢电流和转速
20、的数据填入表2-1。注意:机组最高转速不可超过 转/分。 经过调节R3使发电机励磁电流恢复到正常值Igf100mA。3、 能耗制动状态下的机械特性 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,直至电动机的电枢电流达到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的数据填入表2-2。注意电动机电流为负值。测试中必要时可降低电枢电源电压,测完后恢复额定值。表22 能耗制动状态下的机械特性测试数据表测试条件Ua0V,If
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