电拖实验报告

课程名称： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师：

xx学院自动化专业实验室

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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-I系列电机系统教学实验台主控制屏

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）。 四、实验步骤

1． 用伏安法测电枢的直流电阻 (1)按图1-1接线，并正确选择仪表量程[R调至Ω、电压表为300档、安培表为2A档] （2）操作并填表

打开电源并调至产生220V输出，调节R使速测取UM、Ia填入表1-1；增大R使Is=0.15A图1-1 测电枢绕组直流电阻接线图用上述方法测取六组数据，填入表1-1 Ra1Ra2Ra3取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=，Raref=Ra235ref 3235a表1-1

室温 30 ℃ 序号 1 UM（V） 4.53 Ia（A） R（Ω） 最大3000Is=0.2A，迅和Is=0.1A，Ra平均（Ω） Raref（Ω） Ra11 29.45 Ra1 30.87 第2页

4.58 4.60 3.41 2 3.37 3.35 2.21 3 2.24 2.24 0.2 Ra12 31.65 Ra13 31.50 Ra2 30.27 0.15 Ra21 32.13 Ra22 27.80 Ra23 30.87 30.72 35.94 0.1 Ra31 31.60 Ra32 30.90 Ra33 30.60 Ra3 31.03

表中Ra1=（Ra11+Ra12+Ra13）/3

Ra2=（Ra21+Ra22+Ra23）/3

Ra3=（Ra31+Ra32+Ra33）/3 2． 直流电动机的起动

操作步骤：(1)按图1-2正确接线[要求接线牢固，仪表量程、极性正确]； （2）电枢调节电阻调至最大，磁场调节电阻调至最小，转矩设定为0； （3）打开电源，调节电压调节电位器，使输出220V电压， （4）调节电枢调节电阻至最小，起动完毕。

3. 他励电动机的调速 （1）改变电枢调节电阻R1，速的变化：R1↑ n ；R1↓ n (2) 改变励磁调节电阻Rf ，速的变化：Rf↑ n ；Rf↓ n 3． 改变电动机的转向 （1）停机（先断开电枢电源，再电源），对调电枢回路两端接线，起动方法起动，观察转向变化： 机，对调励磁回路两端接线，按法再起动，观察转向变化： 图1-2 直流他励电动机接线图

六、实验数据及分析（即实验指导书上的“实验报告”） 断开励磁按前述（2）再停前述方观察转转观察转转1.画出直流并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Rf 应调到什么位置？为什么？

答：将电机电枢调节电阻R1调至最大，磁场调节电阻Rf调至最小。一方面限制起动电流、另一方面避免造成飞车现象。

2.增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？

答：增大电枢回路的调节电阻，电机的转速降低。增大励磁回路的调节电阻，转速将会

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减小。

3.用什么方法可以改变直流电动机的转向？

答：用反接的方面可以改变直流电动机的转向

4.为什么要求直流并励电动机磁场回路的接线要牢靠？

答：为了防止电机飞车现象的产生

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实验二 直流并励电动机

一.实验目的

1.掌握用实验方法测取直流并励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、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。 2.调速特性

(1)改变电枢电压调速

保持U=UN 、If=IfN =常数，T2 =常数，测取n=f(Ua)。 (2)改变励磁电流调速

保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。 (3)观察能耗制动过程

四．实验设备及仪器

1．MEL系列电机教学实验台的主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。

2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）或电机导轨及编码器、转速表。 3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表） 4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。 5．直流并励电动机。

6．波形测试及开关板（MEL-05）。 7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。 四、实验步骤

1．并励电动机的工作特性和机械特性。实验线路如图1-6所示：

正向起动电动机，并使电动机处在额定运行点，记录此时的励磁电流

If I fN  92 mA，保持U=UN，If=IfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即逆时针调节“转矩

设定”电位器，测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2，共取数据7-8组填入表1-8中。

实 验 数 据 计 算 Ia（A） 1.00 0.90 1620 1.03 0.80 1630 0.93 0.70 1638 0.82 0.60 1648 0.72 0.50 1659 0.60 0.40 1669 0.49 0.30 1683 0.38 57.15 66.00 n（r/min） 1611 T2（N.m） 1.13 P2（w） P1（w） 191.14 175.20 159.17 141.03 124.59 104.52 85.87 220.00 198.00 176.00 154.00 132.00 110.00 88.00 第5页

数 据 η（%） 81.2 82.1 1.25 83.2 1.88 83.3 2.38 84.5 3.00 83.3 3.69 83.1 4.31 82.5 5.19 表1-8

△n（%） 0.69 U=UN=220

V

If=IfN= 0.092 A Ra= Ω

P2=0.105nT2

式中输出转矩T2 的单位为N·m，转速n的单位为r／min。 电动机输入功率 P1=UI 电动机效率 η=

P2×100％ P1由工作特性求出转速变化率： Δn=

nOnN×100％ nN2．调速特性

（1）改变电枢端电压的调速

正向起动电动机，使电动机处在U=UN，Ia=0.5IN，If=IfN，记录此时的T2= 0.66 N.m

保持T2不变，If=IfN不变，逐次增加R1的阻值，即降低电枢两端的电压Ua，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7-8组数据填入表1-9中。表1-9 If=IfN= 0.092 A, T2=1.03 N.m Ua（V） 220 210 1479 0.58 200 1400 0.60 190 1325 0.62 180 1248 0.65 170 1168 0.68 160 1088 0.71 155 1055 0.73 n（r/min） 1558 Ia（A） 0.56 （2）改变励磁电流的调速

正向起动电动机，使电动机处在U=UN，Ia=0.5IN，记录此时的T2= 1.03 N.m

保持T2和U=UN不变，逐次增加磁场电阻Rf阻值，直至n=1.3nN，每次测取电动机的n、If和Ia，共取7-8组数据填写入表1-10中。

表1-10 U=UN=220V，T2=1.03 N.m

n（r/min） 1450 If（A） 0.108 1550 0.087 1650 0.072 0.57 1750 0.063 0.58 1850 0.056 0.59 1950 0.051 0.60 2050 0.047 0.62 2080 0.046 0.62 Ia（A） 0.55 0.56 (3)能耗制动，按图1一7接线： 第6页

RL：采用MEL-03中两只900Ω电阻并联。

a．将开关S合向“1”端，R1调至最大，Rf调至最小，起动直流电机。

b．运行正常后，从电机电枢的一端拨出一根导线，使电枢开路，电机处于自由停机，记录停机时间。c．重复起动电动机，待运转正常后，把S合向“2”端记录停机时间。d．选择不同RL阻值，观察对停机时间的影响。

图1-7 直流并励电动机能耗制动接线图

五．实验数据分析与处理

1.由表1-8计算出 P2和η，并绘出n、T2、η=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲线。

Ia（A） 1.00 0.90 82.1 0.80 83.2 0.70 83.3 0.60 84.5 0.50 83.3

0.40 83.1 0.30 82.5 η（%） 81.2

T2（N.m） 1.13 n（r/min） 1611

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1.03 1620 0.93 1630 0.82 1638 0.72 1648 0.60 1659 0.49 1669 0.38 1683

2.绘出并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点 Ua（V）

n（r/min） 1450 If（A）

3．能耗制动时间与制动电阻RL的阻值有什么关系？为什么？该制动方法有什么缺点？

答：制动电阻RL越大，能耗制动时间越长。根据公式可知To与制动电阻RL 成正比关系。该制动方法制动过程转速下降，制动转矩减小，制动效果变差。

0.108 1550 0.087 1650 0.072 1750 0.063 1850 0.056 1950 0.051 2050 0.047 2080 0.046 220 210 1479 200 1400 190 1325 180 1248 170 1168 160 1088 155 1055 n（r/min） 1558

六．思考题

1、并励电动机的速率特性n=f(Ia)为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为什么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？

答:根据公式可得斜率较小且是负值。会出现上翘现象。在制动结束的时候，感应电动势和提供电压的方向相同，故斜率变为正值，在位能性负载的带动下出现上翘现象。在一定程度上，会因电流的上升而提高转速，但是这种现象可能会造成电流过载，烧毁电机。

2、电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会引起电动机转速降低？

答：电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压时电枢电流就会减少根据公式，发现这

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样会导致转速降低。

3、 当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么？

答：根据公式可知，在弱磁调速时，人为机械特性在固有机械特性上方，而且特性变软，故减小

励磁电流会引起转速的升高。

4、并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”？为什么 答：在弱磁调速时，当磁场回路断线时转速会突然增大，有可能会出现飞车现象。

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实验三 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.预习要点

1．如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。 需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。 2．三相心式变压器的三相空载电流是否对称，为什么？ 3．如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。

变压器的绕组都有一定的电阻，铜耗的大小取决于负载电流和绕组电阻的大小。 铜耗ΔΔ

2PIcu2Rsh

由于铁芯中的磁通交变的，在贴心和结构件要产生磁滞损耗和涡流损耗，

PFeP0

4．变压器空载和短路实验应注意哪些问题？电源应加在哪一方较合适？

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。做短路实验时操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。

三、实验设备

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）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）

四、实验步骤

1.测定变比

实验线路如图2-4所示，选择正确的被试变压器选用MEL-02三相三线圈心式变压器、额定容量、

接法实验时只用高、低压两组线圈，中压线圈不用。

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。 a． 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2-6中。 主控制屏三相交流电源输出第10页 图2-4 三相变压器变比实验接线图表2-6 U（V） U（V） U（V） K=1/3(KUV KUV KVW KWU +KVW+KWU) U1U1.1V1 U3U1.3V1 U1V1.1W1 U3V1.3W1 U1W1.1U1 U3W1.3U1 108.5 27.1 4.00 107.3 27.0 3.97 107.2 27.0 3.97 3.98 KUV= U1U1.1V1/U3U1.3V1

KVW= U1V1.1W1/U3V1.3W1 KWU= U1W1.1U1/U3W1.3U1

(1)根据实验数据绘出cos=1时的特性曲线U2=f(I2)，由特性曲线计算出I2=I2N时的电压变化率

2

ΔU。

UU20U2100% U202(2)根据实验求出的参数，算出I=IN，cos2=1时的电压变化率ΔU U(UKrcos2UKXsin2) 2.空载实验 主控制屏交流电源输出图2-5a 三相变压器空载实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）实验线路如图2-5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。正确选择仪表量程。功率表接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。打开电源调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN，逐次降低电源电压，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，记录于表2-7中。其中U=UN的点必须测，并在该点附近测的点应密些。 表2-7 序实 验 数 据 计 算 数 据 号 U0(V) I0(A) P0(W) UO IO PO cos0 U3U1.3V1 U3V1.3W1 U3W1.3U1 I3U10 I3V10 I3W10 PO1 P02 (V) (A) (W) 1 66.0 65.5 64.0 0.310.200.31-8.7 18.11 65.2 0.276 9.41 0.30 5 2 0 2 55.0 53.6 53.7 0.230.150.23-4.6 12.62 54.1 0.208 8.02 0.37 6 2 5 3 45.0 43.7 43.8 0.180.120.18-2.3 9.65 44.1 0.166 7.35 0.47 第11页

7 3 7 4 42.0 41.8 41.2 0.120.070.123 8 1 5 35.0 33.8 33.6 0.090.050.090 2 0 6 25.0 23.7 23.8 0.070.040.074 2 4 式中

Uo(U3U1.3V1U3V1.3W1U3W1.3U1)/3

0 0 0 4.89 4.17 0.107 4.89 0.63 4.89 34.1 0.077 4.89 0.63 0 24.1 0.063 0 0.65 （1）绘出空载特性曲线U0=f(I0)，P0=f(U0)，cosφ0=f(U0) 。

Io(I3U1OI3V1OI3W1O)/3 PoPo1Po2

cosoPo3UoIo (2)计算激磁参数 从空载特性曲线查出对应于U0=UN时的I0和P0值，并由下式求取激磁参数。 rm3.短路实验 PoUo22 ,Z,XZrmmmm23Io3Io主控制屏交流电源输出图2-6a 三相变压器短路实验接线图（MEL-I、MEL-IIA） 实验线路如图2-6所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。 接通电源后，增大电源电压，短路电流IK=1.1IN。降低电压，在1.1～0.5IN的范围内，测取三相输入电压、电流及功率。记录于表2-8中，其中IK=IN点必测。实验时，记下周围环境温度（C），作为线圈的实际温度。 O表2-8 θ= 30.8 C 序实 验 数 据 计 算 数 据 0第12页

号 UK（V） I（A） PK（W） UK IK PK cosK U1U1.1V1 U1V1.1U1 U1W1.1U1 I1U1 I1V1 I1W1 PK1 PK2 （V） （A） （W） 1 26.00 26.00 26.00 0.440 0.422 0.419 1.48 9.72 26.00 0.427 11.2 0.64 K2 23.00 24.00 23.00 0.400 0.380 0.383 1.07 7.18 23.33 0.387 8.25 0.62 3 19.60 19.47 18.69 0.300 0.300 0.283 0.78 5.23 19.25 0.294 6.01 0.61 4 14.34 15.98 15.35 0.250 0.250 0.238 0.59 3.65 15.89 0.246 4.24 0.63 5 12.95 12.80 12.06 0.200 0.201 0.191 0.34 2.30 12.60 0.197 2.64 0.61 (1)绘出短路特性曲线UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosK=f(IK)。

式中 UK(U1U1.1V1U1V1.1W1U1W1.1U1)/3

IK(I1U1I1V1I1W1)/3

PKPK1PK2

cosKPK3UKIK

(2)计算短路参数

从短路特性曲线查出对应于IK=IN时的UK和PK值， 并由下式算出实验环境温度C时的短路参数

'rKO

PK23IN,ZKUK3IN''2'2 ,XKZKrK 折算到低压方 ZK'ZKK2,rK'rKK2,XK'XKK2

换算到基准工作温度的短路参数为rK75OC和ZK75OC，计算出阻抗电压。 UK UKr UKX3INZK750CUN100%

3INrK750CUN100%

3INXK100% UN2IK=IN时的短路损耗PKN=3INrK75OC

主控制屏交流电源输出4.纯电阻负载实验 实验线路如图2-7所示，从空载到额第13页 图2-7a 三相变压器负载实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）定负载范围内，测取变压器三相输出线电压和相电流，记录于表2-9中，其中I2=0和I2=IN两点必测。

表2-9 UUV=U1N= 55 V ；cos2=1 序 U（V） I（A） 号 U1U1.1V1 U1V1.1W1 U1W1.1U1 U2 I1U1 I1V1 I1W1 I2 1 233 226 227 228 0 0 0 0 2 219 212 214 215 0.100 0.098 0.094 0.097 3 203 190 195 196 0.200 0.228 0.225 0.217 4 186 176 179 180 0.300 0.323 0.319 0.314 5 168 158 165 163 0.400 0.435 0.403 0.412

五、实验数据及分析 1.计算变压器的变比

解：如表2-6

2.根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数 1) 解：

a) 绘制空载特性曲线：

U0=f(I0)

b) P0=f(U0)

C）cosφ0=f(U0)

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（2）计算激磁参数 序实 验 数 据 计 算 数 据 号 U0(V) I0(A) P0(W) UO IO PO cos0 U3U1.3V1 U3V1.3W1 U3W1.3U1 I3U10 I3V10 I3W10 PO1 P02 (V) (A) (W) 3 55.0 55.0 53.9 0.180.120.18-2.3 9.65 54.6 0.166 7.35 0.47 7 3 7 根据以上实验和公式可得

rm=88.9Ω Zm=189.9Ω Xm=167.8Ω

3.绘出短路特性曲线和计算短路参数 序实 验 数 据 计 算 数 据 号 UK（V） I（A） PK（W） UK IK PK cosK U1U1.1V1 U1V1.1U1 U1W1.1U1 I1U1 I1V1 I1W1 PK1 PK2 （V） （A） （W） 1 26.00 26.00 26.00 0.440 0.422 0.419 1.48 9.72 26.00 0.427 11.2 0.64 K2 23.00 24.00 23.00 0.400 0.380 0.383 1.07 7.18 23.33 0.387 8.25 0.62 3 19.60 19.47 18.69 0.300 0.300 0.283 0.78 5.23 19.25 0.294 6.01 0.61 4 14.34 15.98 15.35 0.250 0.250 0.238 0.59 3.65 15.89 0.246 4.24 0.63 5 12.95 12.80 12.06 0.200 0.201 0.191 0.34 2.30 12.60 0.197 2.64 0.61 (1)绘出短路特性曲线UK=f(IK)，PK=f(IK)，cosK=f(IK)。 计 算 数 据 UK（V） 26.00 23.33 19.25 15.89 12.60 短路特性曲线UK=f(IK)

第15页

IK（A） 0.427 0.387 0.294 0.246 0.197 PK（W） 11.2 8.25 6.01 4.24 2.64 cosK 0.64 0.62 0.61 0.63 0.61 短路特性曲线PK=f(IK)

短路特性曲线cosK=f(IK)

4.利用由空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器的“Γ”型等效电路。

5.变压器的电压变化率ΔU (1)根据实验数据绘出cos=1时的特性曲线U2=f(I2)，由特性曲线计算出I2=I2N时的电压变化率

2

ΔU。

解：cos=1时的特性曲线U2=f(I2)

2

由特性曲线计算出I2=I2N=0.4A时，U2=157.2V.Uo=224.5V

第16页

所以 UU20U2224.5157.2100%30.0%

U20224.52

(2)根据实验求出的参数，算出I=IN，cos2=1时的电压变化率ΔU

解： U(UKrcos2UKXsin2)0.54% 6.绘出被试变压器的效率特性曲线

(1) 用间接法算出在cos=0.8时，不同负载电流时的变压器效率，记录于表2-10中。

表2-10 cos=0.8, P0= 7.35 W, PKN = 11.2 W I2 P2（W） η 0.2 24.32 75.7% 0.4 48.64 84.2% 0.6 72.96 86.5% 0.8 97.28 87.0% 1.0 121.60 86.8% 1.2 145.92 86.1%

2

2

(1**2POI2PKN**2I2PNcos2POI2PKN)100%

式中I2PN cos2 =P2

PN为变压器的额定容量

PKN为变压器IK =IN时的短路损耗 P0为变压器的U0=UN时的空载损耗 (2)

计算被试变压器η=ηmax时的负载系数mPo。 PKN解：被试变压器η=ηmax时的负载系数m

Po7.350.81 PKN11.2

第17页

实验四 三相鼠笼异步电动机的工作特性

一．实验目的

1．掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法。 2．用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。 3．测定三相笼型异步电动机的参数。

二．预习要点

1．异步电动机的工作特性指哪些特性？

异步电动机的工作特性指转速特性、定子电流特性、功率因数特性、电磁转矩特性、效率特性。

2．异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？

励磁参数和短路参数包括了励磁阻抗、励磁电阻、励磁电抗、短路电阻、短路电抗、短路阻抗。

3．工作特性和参数的测定方法。

短路实验、空载实验、负载实验。

三．实验设备及仪器

1．MEL系列电机教学实验台主控制屏。

2．电机导轨及测功机、矩矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。

3．交流功率、功率因数表（MEL-20或MEL-24或含在实验台主控制屏上）。 4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06或含在实验台主控制屏上）。 5．三相可调电阻器900Ω（MEL-03）。 6．波形测试及开关板（MEL-05）。 7．三相鼠笼式异步电动机M04。

四．实验步骤

1．测量定子绕组的冷态直流电阻。 伏安法:

测量线路如图3-1。 合上绿色“闭合”按钮关和220V直流可调电源的形开关，按下复位按钮，调直流可调电源及可调电阻R，使试验电机电流不超过机额定电流的10%，读取电值，再接通开关S2读取电值。读完后，先打开开关S2，打开开关S1。

220V可调直流稳压电源电机定子一相绕组开船节电流压再图3-1 三相交流绕组电阻的测定调节R使A表分别为50mA，40mA，30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表3-1中。 第18页 表3-1 电压输出105 V 室温 30 ℃ I（mA） 50 U（V） 2.2 绕组I 40 1.8 22.2 30 1.3 23.1 50 2.2 22.7 绕组Ⅱ 40 1.8 22.2 30 1.3 23.1 50 2.2 22.7 绕组Ⅲ 40 1.8 22.2 30 1.3 23.1 R（Ω） 22.7 2．判定定子绕组的首未端 交流电源输出交流电源输出图3-2 三相交流绕组首末端的测定先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意二相绕组串联，如图3-2所示。 将调压器调压旋钮退至零位，合上绿色“闭合”按钮开关，接通交流电源，在绕组端施以单相低电压U=80~100V，测出第三相绕组的电压，如测得的电压有一定读数，表示两相绕组的未端与首端相联，如图3-2（a）所示；反之，如测得电压近似为零，则二相绕组的未端与未端（或首端与首端）相连，如图3-2（b）所示。用同样方法测出第三相绕组的首未端。 主控制屏三相交流电源输出图3-3a 三相笼型异步电机实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）3．空载试验 测量电路如图3-3所示。电机绕组为△接法（UN=220伏）。 a．起动电压前，把交流电压调节旋钮退至零位，然后接通电源，逐渐升高电压。

b．调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。

c．在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7-9组记录于表3-3中。 表3-3

第19页

序号 1 2 3 4 5 6 UAB 264 253 242 231 220 176 UOC（V） UBC 261 251 239 229 218 174 UCA 263 252 241 230 220 175 UOL 262 252 240 230 219 175 IA 0.300 0.283 0.268 0.250 0.238 0.183 IOL（A） IB 0.302 0.285 0.269 0.253 0.239 0.182 IC 0.294 0.279 0.261 0.248 0.230 0.178 IOL 0.298 0.282 0.272 0.250 0.236 0.181 PI PO（W） PII -20.6 -21.7 -244 -15.2 -12.7 -11.2 PO 27.4 27.86 28.48 26.23 25.3 24.53 cos 48 49.56 52.88 42.43 38.00 35.73 0.23 0.23 0.23 0.24 0.25 0.26 4．短路实验

测量线路如图3-3。

a．将起子插入测功机堵转孔中，使测功机定转子堵住。将三相调压器退至零位。

b．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至短路电流到1.2倍额定电流，再逐渐降压至0.3倍额定电流为止。

a．在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率，共取4-5组数据，填入表3-4中。做完实验后，注意取出测功机堵转孔中的起子。 表3-4 序号 1 2 3 4 5 6 UAB 70 62 53 43 33 28 UOC（V） UBC 68 60 52 42 33 27 UCA 69 61 52 42 33 28 UK 69 61 52 42 33 28 IA 0.576 0.480 0.384 0.288 0.192 0.144 IOL（A） IB 0.572 0.482 0.388 0.288 0.192 0.144 IC 0.569 0.476 0.380 0.280 0.190 0.140 IK 0.572 0.479 0.384 0.285 0.191 0.142 PI 0 0 0 0 0 0 PO（W） PII 36.59 25.34 16.71 10.47 5.00 0 PK 12.2 8.45 5.57 3.49 1.67 0 cosK 0.489 0.483 0.468 0.457 0.441 0 第20页

5．负载实验

a．合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压，并在试验中保持此额定电压不变。 b．调节测功机“转矩设定”旋钮使之加载，使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流。

c．从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率，转速、转矩等数据，共读取5-6组数据，记录于表3-5中。 表3-5 UN=220伏（△） 序号 1 2 3 4 5 6 IA 0.480 0.504 0.528 0.552 0.576 0.600 IOL（A） IB 0.475 0.500 0.520 0.543 0.572 0.592 IC 0.455 0.480 0.500 0.522 0.548 0.570 I1 0.470 0.494 0.516 0.539 0.565 0.587 53.20 50.45 46.93 PI 37.35 PO（W） PII 95.87 P1 133.22 141.80 149.28 157.03 165.35 T2（N.m） n（r/min） P2（W） 0.97 1.02 1.06 1.10 1.14 1.18 1419 1410 1404 1397 1391 1383 144.52 151.01 156.26 161.35 166.50 171.35 40.60 101.20 43.58 105.70 110.1 114.9 44.15 119.1 五．实验报告

1.计算基准工作温度时的相电阻

由实验直接测得每相电阻值，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定子绕组相电阻：

r1lef235refrlc235θC

式中 rlef ——换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻，Ω； r1c ——定子绕组的实际冷态相电阻，Ω；

O

θref——基准工作温度，对于E级绝缘为75C；

O

θc ——实际冷态时定子绕组的温度，C。 绕组I：r1lef 22.72357526.6Ω

235302357526.6Ω

23530第21页

绕组Ⅱ：r1lef 22.7绕组Ⅲ：r1lef 22.72357526.6Ω

235302.作空载特性曲线：I0、P0、cos0=f(U0)

I0=f(U0) P0=f(U0)

cos0=f(U0) 3.作短路特性曲线：IK、PK=f(UK)

IK=f(UK) PK=f(UK)

4.由空载、短路试验的数据求异步电机等效电路的参数。 (1)由短路试验数据求短路参数

短路阻抗 ZKUK55189.7Ω IK0.29第22页

短路电阻 rK短路电抗 XKPK25.3429.1Ω 223IK30.29ZK2rK2189.7229.12187.5Ω

式中 UK、IK、PK——由短路特性曲线上查得，相应于IK为额定电流时的相电压、相电流、三相

短路功率。

'转子电阻的折合值 r2r1rK62.429.133.3Ω

定、转子漏抗 X1X2(2)由空载试验数据求激磁回路参数

空载阻抗 Zo空载电阻 ro空载电抗 Xo''XK2187.593.75Ω 2Uo2201270Ω Io0.173Po19.43Io230.1732216Ω Zo2ro21270221621251Ω 式中 U0、I0、P0 —— 相应于U0为额定电压时的相电压、相电流、三相空载功率。 激磁电抗 P OXmXOX1125193.751157Ω 激

磁电P=f(U)O2OrmPFe17.88111.7Ω 223I30.231o阻 K0U2NPFePmecU2O图3-4 电机中的铁耗和机械耗式中 PFe为额定电压时的铁耗，由图3-4确定。 5.作工作特性曲线P1、I1、n、η、S、cos1=f(P2)

P1=f(P2) I1=f(P2)

第23页

n=f(P2) η=f(P2)

S=f(P2) cos1=f(P2)

由负载试验数据计算工作特性，填入表3-6中。

表3-6 U1 = 220V（△）

序号 电动机输入 电 动 机 输 出 I1(A) P1(W) T2(N·m) n(r／min) P2（W） 164.5111.01 0.33 0.76 1392 6 8 128.82 0.28 0.6 1422 89.59 3 3 0.25 110.9 0.5 1438 75.50 4 0.23 93.43 0.4 1444 60.65 5 0.20 59.63 0.2 1462 30.70 6 0.18 25.15 0 1490 0 计算公式为：I1 SIAIBIC33计 算 值 S(％) η(％) cos1 7.2 5.2 4.1 3.7 2.5 0.6 67.5 69.5 68.1 64.9 51.5 0 0.76 0.70 0.67 0.62 0.45 0.21

1500n100% 1500 cos1P1 3U1I1 P20.105nT2

第24页

P2100% P1 式中 I1——定子绕组相电流，A； U1——定子绕组相电压，V； S——转差率； η——效率。

6.由损耗分析法求额定负载时的效率 电动机的损耗有： 铁耗 PFe=17.88W 机械损耗 Pmec=18.17W

定子铜耗 PCU13I1r130.4826.618.39W 转子铜耗 PCU222PemS100（111.117.8818.17）0.0590.085W

100杂散损耗Pad取为额定负载时输入功率的0.5％。 式中 Pem——电磁功率，W；

Pem = P1 -Pcul - PFe=145.45-18.39-17.88=109.18W 铁耗和机械损耗之和为：

P0′= PFe + Pmec = PO- 3IOr1=36.05W 2'2 为了分离铁耗和机械损耗，作曲线POf(UO)，如图3-4。

延长曲线的直线部分与纵轴相交于P点，P点的纵座标即为电动机的机械损耗Pmec，过P点作平行于横轴的直线,可得不同电压的铁耗PFe。

电机的总损耗ΣP = PFe + Pcul + Pcu2 + Pad =17.88+18.39+0.087+0.727=37.077W

于是求得额定负载时的效率

为

：

P1P145.4537.077100%100%74.5% P1145.45式中 P1、S、I1由工作特性曲线上对应于P2为额定功率PN时查得。

六．思考题

1.由空载、短路试验数据求取异步电机的等效电路参数时，有哪些因素会引起误差？

答:1、电机发热。2、测量仪表的误差。3、电机旋转时的摩擦。4、读数时的估读。 2.从短路试验数据我们可以得出哪些结论？

答：1、随着相电压的增大，电机线电流增大，

2、随着相电压的增大，电机的输入功率增大。

第25页

3、随着相电压的增大，电机功率因数增大。

3.由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差？

答：直接负载法需要测量输入功率和输出功率，电压、电流表、测量仪表误差造成输入功率误差；转速转矩传感器的误差引起输出功率误差。

损耗分析法需要做空载试验、负载试验、温升试验，计算铁耗、机械耗、铜耗后才能求出效率，误差积累就很大。

第26页

实验五 三相同步发电机的并网运行

一．实验目的

1.掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。 2.掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。

二．预习要点

1.三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？

答: 三相同步发电机与电网并联运行必须满足下列条件： (1) 发电机的频率和电网频率要相同，即fⅡ=fⅠ； (2) 发电机和电网电压大小、相位要相同，即E0Ⅱ=UⅠ； (3) 发电机和电网的相序要相同。

若不满足以上条件，则发电机内部会出现环流，也没有达到满载状态。满足这些条件后，方可将发电机安全平稳地合闸并网，避免并网时在发电机和电网中产生冲击电流。

2.三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？ 答：①有功功率的调节：同步发电机并网后，需要调节它的有功功率和无功功率。若希望增加发电机输出的有功功率，根据功率平衡的观点，只有增加原动机的输入功率。

实验中所用的原动机为直流电动机，在同步发电机并网的条件下，转速是不变的，若要改变直流电动机的输出功率，则应调节直流电动机的励磁电流或调节直流电动机的电枢电压。

②无功功率的调节：与电网并联的同步发电机，不仅要向电网输出有功功率，通常还要输出无功功率。分析表明，调节发电机的励磁即可调节其无功功率。

当保持发电机有功功率不变时，必有 由于

、

、

及

均为定值，所以进一步可写成

形曲线。曲线说明，在任一有功功率值下，以其

时

在这两个条件的约束下，由相量图分析知，如果有功功率保持不变，调节同步发电机的励磁电流，电枢电流随励磁电流变化的规律为

的励磁电流值为“正常励磁”值时，如果由此值增大励磁电流（称为“过励”），则电枢电流增大，并发出感性无功功率；如果由此值减小励磁电流（称为“欠励”），则电枢电流也增大，并发出容性无功功率。

三．实验项目

1.用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 2.用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行 3.三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。 4.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。 (1)测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。

(2)测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。

第27页

AO 交流电源输出ABO BCO C图4-4 三相同步发电机并网实验接线图（MEL-I、MEL-IIA）四．实验设备及仪器 1．MEL系列电机教学实验台主控制屏。

2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。 3．三相可变电阻器90Ω（MEL-04）。 4．波形测试及开关板（MEL-05）。 5．旋转指示灯、整步表（MEL-07）。

6．同步电机励磁电源（位于主控制屏右下部）。

7．功率、功率因数表（或在主控制屏上，或为单独的组件MEL-20、MEL-24）。

．实验方法及步骤

1．用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。

实验接线如图4-4。 三相同步发电机选用M08。

原动机选用直流并励电动机M03（作他励接法）。

mA、A1、V1选用直流电源自带毫安表、电流表、电压表（在主控制屏下部）。 Rst选用MEL-04中的两只90Ω电阻相串联（最大值为180Ω）。 Rf选用MEL-03中两只900Ω电阻相串联（最大值为1800Ω）。 R选用MEL-04中的90Ω电阻。 开关S1、S2选用MEL-05。

交流电压表、电流表、功率表的选择同实验3.1（异步电动机的工作特性）。 同步电机励磁电源固定在控制屏的右下部。

工作原理：三相同步发电机与电网首联运行必须满足以下三个条件。 （1）发电机的频率和电网频率要相同，即fII=fI；

第28页

（2）发电机和电网电压大小、相位要相同，即EoII=UI; （3）发电机和电网的相序要相同；

为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。 实验步骤：

（1）三相调压器旋钮逆时针到底，开关S2断开，S1合向“1”端，确定“可调直流稳压电源”和“直流电机励磁电源”船形开关均在断开位置，合上绿色“闭合”按钮开关，调节调压器旋钮，使交流输出电压达到同步发电机额定电压UN=220伏。

（2）直流电动机电枢调节电阻Rst调至最大，励磁调节电阻Rf调至最小，先合上直流电机励磁电源船形开关，再合上可调直流稳压电源船形开关，起动直流电动机M03，并调节电机转速为1500r/min。

（3）开关S1合向“2”端，接通同步电机励磁电源，调节同步电机励磁电流If，使同步发电机发出额定电压220伏。

（4）观察三组相灯，若依次明灭形成旋转灯光，则表示发电机和电网相序相同，若三组灯同时发亮，同时熄灭则表示发电机和电网相序不同。当发电机和电网相序不同则应先停机，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动电动机。

（5）当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁电流If使同步发电机电压和电网电压相同。再细调直流电动机转速，使各相灯光缓慢地轮流旋转发亮，此时接通整步表直键开关，观察整步表V表和Hz表指在中间位置，S表指针逆时针缓慢旋转。

（6）待A相灯熄灭时合上并网开关S2，把同步发电机投入电网并联运行。

（7）停机时应先断开整步表直键开关，断开并网开关S2，将Rst调至最大，三相调压器逆时针旋到零位，并先断开电枢电源后断开直流电机励磁电源。

2．用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行

（1）在并网开关S2断开且相序相同的条件下，把开关S1合向“2”端接至同步电机励磁电源，MEL-07中的整步表直键开关打在“断开”位置。

（2）按前述方法起动直流电动机，并使直流电动机升速到接近同步转速（1475~1525转/分之间）。 （3）启动同步电机励磁电流源，并调节励磁电流If使发电机电压约等于电网电压220伏。 （4）将开关S1闭合到“1”端，接入电阻R（R为90Ω电阻，约为三相同发电机励磁绕组电阻的10倍）。

（5）合上并网开关S2，再把开关S1闭合到“2”端，这时电机利用“自整步作用”使它迅速被牵入同步。

3．三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。

（1）按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。

（2）并网以后，调节直流电动机的励磁电阻Rf和同步电机的励磁电流If，使同步发电机定子电流接近于零，这时相应的同步发电机励磁电流If=Ifo。

（3）保持这一励磁电流If不变，调节直流电动机的励磁调节电阻Rf，使其阻值增加，这时同步发电机输出功率P2增加。

（4）在同步电机定子电流接近于零到额定电流的范围内读取三相电流、三相功率、功率因数，共取数据6~7组记录于表4-9中。

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表4-9 序 号 1 2 3 4 5 6 表中：I=

U=220V（Y） If=Ifo= 0.89 A 测 量 值 计 算 值 输出电流I（A） 输出功率P（W） I P2 cos IA IB IC PI PII 0.04 0.06 0.04 -8.66 -7.36 0.05 -16.02 -0.84 0.04 0.05 0.02 -6.63 -3.50 0.04 -10.13 -0.66 0.04 0.04 0.02 -3.03 0.17 0.03 -2.86 -0.25 0.05 0.03 0.03 0.81 4.65 0.04 5.46 0.36 0.06 0.03 0.04 2.26 6.67 0.04 8.93 0.59 0.06 0.03 0.04 4.04 9.37 0.04 13.41 0.88 PIAIBIC ；P2=PI+PII ；cos2

33UI4．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节

（1）测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。 a．按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 b．保持同步发电机的输出功率P2≈0。

c．先调节同步发电机励磁电流If，使If上升，发电机定子电流随着If的增加上升到额定电流，并调节Rst保持P2≈0。记录此点同步发电机励磁电流If、定子电流Io。

d．减小同步电机励磁电流If使定子电流I减小到最小值，记录此点数据。 e．继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增加直至额定电流。 f．分别在这过励和欠励情况下，读取数据9-10组记录表4-10中。

表4-10 n=1500r/min U=220V P2≈0W 序 三 相 电 流 I（A） 励磁电流If（A） 号 IA IB IC I 1 0.06 0.06 0.04 0.05 0.96 2 0.05 0.05 0.03 0.04 0.92 3 0.04 0.05 0.03 0.04 0.90 4 0.04 0.05 0.03 0.04 0.88 5 0.03 0.04 0.03 0.03 0.86 6 0.02 0.05 0.04 0.04 0.83 7 0.02 0.05 0.04 0.04 0.80 8 0.03 0.06 0.06 0.05 0.76 9 0.04 0.07 0.08 0.06 0.74 10 0.06 0.08 0.1 0.08 0.70 III表中：I=ABC

3（2）测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。

a．按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 b．保持同步发电机的输出功率P2等于0.5倍额定功率。

c．先调节同步发电机励磁电流If，使If上升，发电机定子电流随着If的增加上升到额定电流。记

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录此点同步发电机励磁电流If、定子电流Io。

d．减小同步电机励磁电流If使定子电流I减小到最小值，记录此点数据。 e．继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增加直至额定电流。 f．分别在这过励和欠励情况下，读取数据9-10组记录表4-11中。

表4-11 n=1500r/min U=220V P2≈0.5PN 序 测 量 值 计 算 值 号 IA IB IC If I cos 1 0.14 0.12 0.68 0.095 0.31 0.72 2 0.13 0.11 0.70 0.095 0.31 0.72 3 0.12 0.11 0.75 0.095 0.33 0.68 4 0.12 0.10 0.77 0.095 0.33 0.68 5 0.12 0.10 0.80 0.095 0.34 0.65 6 0.12 0.09 0.74 0.095 0.32 0.70 7 0.13 0.09 0.91 0.095 0.38 0.58 8 0.14 0.10 0.94 0.095 0.39 0.57 9 0.15 0.11 0.97 0.095 0.41 0.54 10 0.16 0.12 0.99 0.095 0.42 0.53 表中：I=

PIAIBIC ；cos2

33UI六．实验报告

1.评述准确同步法和自同步法的优缺点。

2.试述并联运行条件不满足时并网将引起什么后果？

3.试述三相同步发电机和电网并联运行时有功功率和无功功率的调节方法。

4.画出P2≈0和P2≈0.5倍额定功率时同步发电机的V形曲线，并加以说明。

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七．思考题

1.自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先把同步发电机的励磁绕组串入10倍励磁绕组电阻值的附加电阻组成回路的作用是什么？

答：要串入大约10倍励磁绕组电阻值的附加电阻构成闭合回路，达到既能降低励磁

绕组感应电势，又能保证同步电动机有足够起动转矩的目的。

2.自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先由原动机把同步发电机带动旋转到接近同步转速(1475～1525转/分之间)然后并入电网，若转速太低并车将产生什么情况？

答：会造成冲击电流大，严重者不能拖入同步。

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实验六 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性

一．实验目的

了解三相绕线式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。

二．预习要点

1．如何利用现有设备测定三相绕线式异步电动机的机械 2．测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。

3．如何根据所测得的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。

三．实验项目

1．测定三相绕线式异步电动机在电动运行状态和再生发电制功状态下机械特性。 2．测定三相绕线式异步电动机在反接制动运行状态下的机械特性。

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。 2．电机导轨及测速表（MEL-13、MEL-14）

3．直流电压、电流、毫安表（MEL-06或主控制屏上） 4．三相可调电阻器900Ω（MEL-03） 5．三相可调电阻器900Ω（MEL-04） 6．波形测试及开关板（MEL-05） A4五．实验方法及步骤 F1F2实验线路如图5-5。 900900A30.41AA20.41AM为三相绕线式异步电动机M09，额定A1UN=220伏，Y接法； F3F4G为直流并励电动机M03（作他励接900900其UN=220伏，PN=185W B30.41AB20.41AB1RS选用三组90Ω电阻（每组为MEL-04，电阻）

F5F6R1选用675Ω电阻（MEL-03中，450ΩC39009000.41AC20.41AC1和225Ω电阻相串联），如右图。 Rf选用3000Ω电阻（电机起动箱中，磁场调节电阻） V2、A2、mA分别为直流电压、电流、毫安表，采用MEL-06或直流在主控制屏上 V1、A1、W1、W2为交流、电压、电流、功率表，含在主控制屏上 S1选用MEL-05中的双刀双掷开关

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电压法），90Ω电阻主控制屏交流电源输出可调直流稳压电源图5-5 绕线式异步电动机机械特性实验接线图直流电机励磁电源1．测定三相绕线式异步电机电动及再发电制动机械特性 仪表量程及开关、电阻的选择： （1）V2的量程为300V档，mA的量程为200mA档，A2的量程为2A档。 （2）RS阻值调至零，R1、Rf阻值调至最大。 （3）开关S1合向“2”端。

（4）三相调压旋钮逆时针到底，直流电机励磁电源船形开关和220V直流稳压电源船形开关在断开位置。并且直流稳压电源调节旋扭逆时针到底，使电压输出最小。

实验步骤：

（1）接下绿色“闭合”按钮开关，接通三相交流电源，调节三相交流电压输出为180V（注意观察电机转向是否符合要求），并在以后的实验中保持不变。

（2）接通直流电机励磁电源，调节Rf阻值使If=95mA并保持不变。接通可调直流稳压电源的船形开关和复位开关，在开关S1的“2”端测量电机G的输出电压极性，先使其极性与S1开关“1”端的电枢电源相反。在R1为最大值的条件下，将S1合向“1”端。

（3）调节直流稳压电源和R1的阻值（先调节R1中的450Ω电阻，当减到0时，用导线短接，再调节225Ω电阻，同时调节直流稳压电源），使电动机从堵转（约200转左右）到接近于空载状态，其间测取电机G的Ua、Ia、n及电动机M的交流电流表A、功率表PI、PII的读数。共取8-9组数据记录于5-6中。

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表5-6 Ua(A) Ia(A) I1(A) PI(W) PII(W) 97 93 U=180V 89 -0.853 509 1.45 76.1 225.5 87 86 -0.836 812 1.19 77.6 193

RS=0 85 -0.795 956 1.043 75.04 170.7 If= 83 -0.698 1101 0.85 67.3 142.6 82 95 mA -0.506 1248 0.625 50 104.5 -0.835 1.61 69 248 -0.837 360 1.5 73.4 235.2 -0.849 660 1.32 77.3 210.9 n(r/min) 203 （4）当电动机M接近空载而转速不能调高时，将S1含向“2”位置，调换发电机G的电枢极性使其与“直流稳压电源”同极性。调节直流电源使其G的电压值接近相等，将S1合至“1”端，减小R1阻值直至为零（用导线短接900Ω相串联的电阻）。

（5）升高直流电源电压，使电动机M的转速上升，当电机转速为同步转速时，异步电机功率接近于0，继续调高电枢电压，则异步电机从第一象限进入第二象限再生发电制动状态，直至异步电机M的电流接近额定值，测取电动机M的定子电流I1、功率PI、PII，转速n和发电机G的电枢电流Ia，电压Ua，填入表5-7中。

表5-7

U=180伏

If= 95 230 0.576 1600 0.38 -63.5 -11.2 A

Ua(A) Ia(A) I1(A) PI(W) PII(W) 196 -0.05 0.28 0 39.2 200 0.06 1470 0.21 -8 32.2 210 0.2 1520 0.26 -23 18 216 0.28 1540 0.27 -32.5 12.4 224 0.42 1570 0.32 -46.2 -9.4 241 0.821 1640 0.48 -86.5 -25.7 247 0.957 1662 0.55 -99.2 -40.1 n(r/min) 1446 2．电动及反接制动运行状态下的机械特性

在断电的条件下，把RS的三只可调电阻调至90Ω，折除R1的短接导线，并调至最大2250欧，直流发电机G接到S1上的两个接线端对调，使直流发电机输出电压极性和“直流稳压电源”极性相反，开关S1合向左边，逆时针调节可调直流稳压电源调节旋钮到底。

（1）按下绿色“闭合”按钮开关，调节交流电源输出为200伏，合上励磁电源船形开关，调节Rf的阻值，使If=95mA。

（2）按下直流稳压电源的船形开关和复位按钮，起动直流电源，开关S1合向右边，让异步电机M带上负载运行，减小R1阻值（先减小1800欧0.41A，当减至最小时，用导线短接，再接小450欧0.82A），使异步发电机转速下降，直至为零。

（3）继续减小R1阻值或调离电枢电压值，异步电机即进入反向运转状态，直至其电流接近额定值，测取发电机G的电枢电流Ia、电压、Ua值和异步电动机M的定子电流I1、P1、PII、转速n，共取8-9组数据填入表5-8中。

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表5-8 U=180伏

Ua(A) Ia(A) I(A) -90 0 Uf=95mA

110 0.13 400 0.356 6.7 65.6 -8 0.27 0 0.4 16 78.2 45 0.7 -200 0.45 22 84.3 70 0.76 -400 0.46 26.2 89 111 0.84 -700 0.5 31.3 97.35 161 0.98 -1040 0.56 39.5 195 1.06 -1280 0.58 43.9 n(r/min) 700 0.33 -2 56.58 1

PI(W)

PII(W)

六．实验注意事项

106.35 110 1.调节串并联电阻时,要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻,防止电阻器过流引起烧坏。

七．实验报告

根据实验数据绘出三相绕线转子异步电机运行在三种状态下的机械特性。

第一象限

回馈制动

转速反向

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八、思考题

1.再生发电制动实验中,如何判别电机运行在同步转速点?

答：当电机转速为同步转速时，异步电机功率接近于0，即P=PI+PII

2.在实验过程中,为什么电机电压降到200V?在此电压下所得的数据,要计算出全压下的机械特性应作如何处理? 答：因为电压在220V会导致定子绕组过热而超过国家标准，烧坏电机，200V左右最为合适，低于200V会导致转矩不够，不能正常运行。把机械特性数据都成以220/200来计算。

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