电机与拖动基础实验指导书

电机与拖动基础 实验指导书

目 录

实验一 认 识 实 验-----------------------------------2 实验二 直流并励电动机------------------------------- 6 实验三 直流串励电动机-------------------------------10 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九

单相变压器-----------------------------------13 三相变压器-----------------------------------20 三相三绕组变压器-----------------------------27 三相鼠笼异步电动机的工作特性---------------- 30 三相异步电动机的起动与调速（综合性实验）------38 三相同步发电机的运行特性 --------------------42 实验一 认 识 实 验

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、改变电机方向与调速的方法。 二．预习要点

1．如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表、电流表的量程。 2．直流他励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？不连接会产生什么严重后果？

3．直流电动机起动时，励磁回路连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。 三．实验项目

1．了解MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。

2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。 四．实验设备及仪器

1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B） 2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）或电机导轨及校正直流发电机

3．直流并励电动机M03

4．220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部） 5．电机起动箱（MEL-09）。

6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。 五．实验说明及操作步骤

1．由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法，注意事项。

2．在控制屏上按次序悬挂MEL-13、MEL-09组件，并检查MEL-13和涡流测功机的连接。

3．用伏安法测电枢的直流电阻，接线原理图见图1-1 U：可调直流稳压电源

R：3000Ω磁场调节电阻（MEL-09）

V：直流电压表（MEL-06） A：直流安培表（MEL-06）

M：直流电机电枢（1）经检查接线无误后，逆时针调节磁场调节电阻R使至最大。直流电压

图1-1 测电枢绕组直流电阻接线图表量程选为300V档，直流安培表量程选为2A档。 （2）按顺序按下主控制屏绿色“闭合”按钮开关，可调直流稳压电源的船形开关以及复位开关，建立直流电源，并调节直流电源至220V输出。 调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压UM和电流Ia。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取UM、Ia，填入表1-1。

（3）增大R（逆时针旋转）使电流分别达到0.15A和0.1A，用上述方法测取六组数据，填入表1-1。

取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=

Ra1?Ra2?Ra3。 3表1-1 室温 ℃ 序号 UM（V） Ia（A） R（Ω） 1 2 3 表中Ra1=（Ra11+Ra12+Ra13）/3 Ra2=（Ra21+Ra22+Ra23）/3 Ra3=（Ra31+Ra32+Ra33）/3

（4）计算基准工作温度时的电枢电阻

由实验测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值，冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：

Raref=Ra235??ref

235??aRa平均（Ω） Raref（Ω） Ra1 Ra2 Ra11 Ra12 Ra13 Ra21 Ra22 Ra23 Ra31 Ra32 Ra33 Ra3 式中Raref——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（Ω）

Ra ——电枢绕组的实际冷态电阻。（Ω） θref——基准工作温度，对于E级绝缘为75℃。 θa ——实际冷态时电枢绕组的温度。（℃） 4．直流仪表、转速表和变阻器的选择。

直流仪表、转速表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，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联，并联或串并联的接法。

（1）电压量程的选择

如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为300V量程档。 （2）电流量程的选择。

因为直流并励电动机的额定电流为1.1A，测量电枢电流的电表可选用2A量程档，额定励磁电流小于0.16A，测量励磁电流的毫安表选用200mA量程档。

（3）电机额定转速为1600r/min，若采用指针表和测速发电机，则选用1800r/min量程档。若采用光电编码器，则不需要量程选择。

（4）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。在本实验中，电枢回路调节电阻选用MEL-09组件的100Ω/1.22A电阻，磁场回路调节选用MEL-09的3000Ω/200mA可调电阻。 5．直流电动机的起动 R1：电枢调节电阻（MEL-09） Rf：磁场调节电阻（MEL-09）

M：直流并励电动机M03： G：涡流测功机

IS：电流源，位于MEL-13，由“转矩设定”电位器进行调节。实验开始时，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底。 U1：可调直流稳压电源 U2：直流电机励磁电源

V1：可调直流稳压电源自带电压表

V2：直流电压表，量程为300V档，位于MEL-06 A：可调直流稳压电源自带电流表 mA：毫安表，位于直流电机励磁电源部。

（1）按图1-2接线，检查M、G之间是否用联轴器联接好，电机导轨和MEL-13