实验一   直流他励发电机实验

 

一、实验目的：

1、  掌握测定直流用实验的方法他励发电机的各种运行特性。

 

二、实验仪器及设备

       1、直流发电机(D13)：U_N=200V，I_N=0.5A，n_N=1500r/m。

       2、直流电动机(D17)：U_N=220V，I_N=0.8A，n_N=1500r/m。

       3、电阻器(D51)：900Ω。

       4、电阻器(D01)：电枢调节电阻90Ω,磁场调节电阻3000Ω。

5、滑线变阻器： 1.9KΩ。

       6、直流电流表（D41）：200mA，1A。

       7、直流电压表（D41）：300V。

 

三、实验内容及操作步骤

实验电路如图1所示。

1、他励直流发电机空载特性：U₀=f(I_L)。

     （1）起动直流电动机使发电机的转速为额定转速n_N。

按图1接线，正确选择各电表的档位，调节电枢回路电阻R1最大值（90Ω），调节励磁回路电阻R2=0Ω，开关K1、K2打开。经教师检查无误后，闭合电源使电动机起动，调节电枢回路电阻R1为0Ω，调节电源电压使电动机的转速为发电机的额定转速n_N=1500r/m。

（2）他励直流发电机空载特性：U₀=f(I_L)。

      实验过程中保持发电机的转速n=n_N（1500r/m）。调节发电机励磁回路电阻R3为0Ω，然后闭合开关K1。

       ①、测空载曲线的上生分支：调节发电机励磁回路电阻R3，逐渐增加发电机励磁电流I1，读取电流I1（电流表A1）和电压U₀（电压表V2），至U₀=240V为止。共测5～6点。并记录在学生原始实验数据纸上。

②、测空载曲线的下降分支：调节发电机励磁回路电阻R3，逐渐减小发电机励磁电流I1，读取电流

I1（电流表A1）和电压U₀（电压表V2），至I1=0为止。共测5～6点。并记录在学生原始实验数据纸上。

2、他励直流发电机外特性：U₀=f(I)。

实验过程中保持发电机的转速n=n_N（1500r/m）。调节发电机励磁回路电阻R3使发电机空载电压为额定电压U₀=220V，记录发电机励磁电流I1（电流表A1）并保持不变。使负载电阻R4为最大值，然后闭合开关K2。调节负载电阻R4，逐渐增加负载电流I，读取电流I（电流表A）和电压U₀（电压表V2），至I=0.5A为止。共测5～6点。并记录在学生原始实验数据纸上。

 

四、实验报告要求

     1、根据他励发电机空载特性实验数据，画出他励直流发电机空载特性U₀=f(I_L)的曲线。

     2、根据发电机外特性实验数据，画出他励直流发电机外特性U₀=f(I)的曲线。

     3、计算电压变化率：△U﹪=(（U_N -U）/ U_N) ×100﹪

        其中U为I= I_N=0.5A时他励直流发电机的端电压U₀

 

实验二     直流发电机实验

 

一、实验目的

1、掌握用实验的方法测定直流并励发电机的运行特性。

2、掌握并励直流发电机的自励条件并观察自励过程。

 

二、实验仪器及设备

       1、直流发电机(D13)：U_N=200V，I_N=0.5A，n_N=1500r/m。

       2、直流电动机(D17)：U_N=220V，I_N=0.8A，n_N=1500r/m。

       3、电阻器(D51)：900Ω。

       4、电阻器(D01)：电枢调节电阻90Ω,磁场调节电阻3000Ω。

5、滑线变阻器： 1.9KΩ

       6、直流电流表（D41）：200mA，1A。

       7、直流电压表（D41）：300V。

 

三、实验内容及操作步骤

实验电路如图1所示。

1、并励直流发电机的自励过程。

     （1）起动直流电动机使发电机的转速为额定转速n_N。

按图1接线，正确选择各电表的档位，调节电枢回路电阻R1最大值（90Ω），调节励磁回路电阻R2=0Ω，开关K1、K2打开。经教师检查无误后，闭合电源使电动机起动，调节电枢回路电阻R1为0Ω，调节电源电压使电动机的转速为发电机的额定转速n_N=1500r/m。

（2）并励直流发电机的自励过程。

    将发电机励磁回路电阻R3调到最大，闭合开关K1，逐渐减小发电机励磁回路电阻R3，观察电压表V2示值的变化，若发电机端电压上升（即电压表V2示值增大），说明发电机励磁与电枢绕组的极性正确。反之，发电机端电压下降（即电压表V2示值减小），说明发电机励磁与电枢绕组的极性相反。

（3）断开开关K1，将电枢绕组（或励磁绕组）的两端对调。重复上述过程。  

2、并励直流发电机外特性：U₀=f(I)。

实验过程中保持发电机的转速n=n_N（1500r/m）。调节发电机励磁回路电阻R3使发电机空载电压为额定电压U₀=220V，保持发电机励磁回路电阻R3不变。使负载电阻R4为最大值，然后闭合开关K2。调节负载电阻R4，逐渐增加负载电流I，读取电流I（电流表A）和电压U₀（电压表V2），至I=0.5A为止。共测5～6点。并记录在学生原始实验数据纸上。

 

四、实验报告要求

     1、根据发电机外特性实验数据，画出并励直流发电机外特性U₀=f(I)的曲线。

     2、计算电压变化率：△U﹪=(（U_N -U）/ U_N) ×100﹪

        其中U为I= I_N=0.5A时并励直流发电机的端电压U₀

3、  比较他励和并励两种励磁方式的电压变化率，并讨论差异不同的原因。

 

 

 

 

实验三    单相变压器空载、短路实验

 

一、实验目的

1、掌握用实验的方法测定单相变压器。

2、学习做单相变压器空载、短路实验。

 

二、实验仪器及设备

       1、单相变压器(D11)：U_N1/ U_N2 =220V/55V，I_N1/I_N2=0.345A/1.38A，W_N=76W。

       2、交流电流表(D42)： 0.5A。

       3、交流电压表(D43)： 300V； 55V。

       4、单相功率表(D44)：300V、0.5A、cosφ=0.5； 75V、0.5A、cosφ=0.5。

       

三、实验内容及操作步骤

1、单相变压器短路实验

（1）实验电路如图1所示。

 

按图1接线，单相变压器的高压边接调压器输出（D01上的U、V、W端子），低压边短路。调压器调在零位，正确选择各电表的档位，经教师检查无误后，闭合电源。

（2）监视电流表，缓慢增加电压，使电流为单相变压器高压边的额定电流0.345A。读取电流I电流表A）、电压U（电压表V）、功率P（功率表W），并记录在学生原始实验数据纸上。

（3）将电压调到零，关闭电源，记录室温θ。

2、单相变压器空载实验

实验电路如图2所示。

 

（1）按图2接线，单相变压器的低压边接调压器输出（D01上的U、V、W端子），高压边开路。调压器调在零位，正确选择各电表的档位，经教师检查无误后，闭合电源。

（2）监视电压表，缓慢增加电压，使电压为单相变压器低压边的额定电压55V。读取电流I（电流表A）、电压U（电压表V）、功率P（功率表W），并记录在学生原始实验数据纸上。

（3）逐渐减小电压U，读取电流I（电流表A）、电压U（电压表V），至电压U=0V为止。共测5～6点。读取的数据记录在学生原始实验数据纸上。

 

四、实验报告要求

      1、根据空载实验数据：

（1）画出空载特性U₀=f(I₀)的曲线。

（2）计算额定时的空载参数：

励磁阻抗 Zm’= U₀ /I₀

励磁电阻Rm’= P₀ /（I₀）²

励磁电抗Xm’=((Zm)²-(Rm)²)^1/2

折算到单相变压器高压边：

Zm=K² Zm’

Rm=K ² Rm’

Xm=K ² Xm’。

2、根据短路实验数据计算短路参数：

短路阻抗 Z_d= U_d /I_d

短路电阻R_d= P_d /（I_d）²

短路电抗X_d=((Z_d)²-(R_d)²)^1/2。

   折算到75℃时：

       R_{d 75}=(234.5+75) R_d /(234.5+θ)

       Z_d75=(( R_d75)²+(X_d)²)^1/2

1、  画出折算到高压边的单相变压器的“T”型等值电路，并标注阻抗欧姆值（认为R₁ = R₂’， X₁ = X₂’）。

 

 

实验四    三相变压器连接组别实验

 

一、实验目的

1、掌握用实验的方法测定变压器的极性。

2、掌握用实验的方法测定变压器的连接组别。

 

二、实验仪器及设备

       1、单相变压器(D11)：U_N1/ U_N2 =220V/55V，I_N1/I_N2=0.345A/1.38A，W_N=76W。

       2、交流电压表(D43)： 300V。

      

三、实验内容及操作步骤

1、测定变压器的极性

实验电路如图1所示。

（1）按图1接线，单相变压器的A、a两端接调压器输出（D01上的U、N端子）。调压器调在零位，正确选择各电表的档位，经教师检查无误后，闭合电源。

（2）监视电压表，缓慢增加电压，使电压U_AX为单相变压器高压边额定电压50﹪，即U_AX=110V。读取电压U_AX、Ua_X、U_Aa并记录在学生原始实验数据纸上。

若U_Aa =|U_AX—U_aX |,则表明A、a为同名端； U_Aa =|U_AX+ U_aX |,则表明A、a为异名端；则时应将A、X对调，使A、a为同名端。

2、Y/Y—12连接组别较核

实验电路如图2所示。

实验五    三相异步电动机参数测定实验

 

一、实验目的

1、学习做异步电动机空载、短路实验的方法。

2、求异步电动机的损耗。

3、求异步电动机的参数，画出“T”型等值电路。

 

二、实验仪器及设备

       1、异步电动机(D21)：U_N=220V（△），I_N =0.64A，P_N=100W，n_N=1420r/m。

       2、交流电流表(D42)： 0.5A，1A。

       3、交流电压表(D43)： 300V； 75V。

       4、单相功率表(D44)：300V、0.5A、cosφ=0.5； 75V、1A、cosφ=0.5。

       5、直流电流表（D41）：200mA。

       6、直流电压表（D41）：75V。

       7、滑线变阻器： 1.9KΩ

 

三、实验内容及操作步骤

1、测定异步电动机的定子冷态电阻

实验电路如图1所示。

 

（1）按图1接线，三相定子绕组串联连接，调节滑线变阻器在最大值，经教师检查无误后，闭合电源。

（2）监视电流表A，缓慢调节滑线变阻器的阻值，使电流I（电流表A ）15﹪I_N左右，即I=100 mA。读取电流I、电压U并记录在学生原始实验数据纸上。

2、异步电动机短路实验

实验电路如图2所示。

 

 

（1）按图2接线，三相异步电动机接调压器输出（D01上的U、V、W端子）。调压器调在零位，正确选择各电表的档位，测功机用销钉锁住（即三相异步电动机堵转），经教师检查无误后，闭合三相电源。

（2）监视电流表A，缓慢增加三相电压，使电流（I_Ad、I_Bd、I_Cd）为1.2 I_N (=0.8A)，

（3）调节调压器逐渐减小电流（I_Ad、I_Bd、I_Cd），读取电流I_Ad、I_Bd、I_Cd（电流表A）、电压U_d（电压表U），功率P_d（W₁+W₂），至电流0A为止。共测5～6点。读取的数据记录在学生原始实验数据纸上。

（4）记录室温θ。

2、异步电动机空载实验

实验电路如图3所示。

 

（1）按图3接线，三相异步电动机接调压器输出（D01上的U、V、W端子）。调压器调在零位，正确选择各电表的档位，经教师检查无误后，闭合三相电源。

（2）监视电压表U，缓慢增加三相电压，使电压为U_k=U_N =220V，

（3）调节调压器逐渐减小电压U_K，读取电流I_Ak、I_Bk、I_Ck（电流表A）、电压U_k（电压表U），功率P_k（W₁+W₂）至电压50﹪U_N=110V为止。共测5～6点。读取的数据记录在学生原始实验数据纸上。

 

四、实验报告要求

1、根据测定子冷态电阻实验数据求定子冷态电阻：

 

R₁ =U/3I

                 折算到家75℃是时：

R _1，75=(234.5+75) R₁ /(234.5+θ)

 

2、根据短路实验数据求：

（1）  画出I_d=f(U_d)曲线  （ I_d=（I_Ad+I_Bd+I_Cd）/3  ）

     （2）  画出P_d=f((U_d)²)曲线                 

     （3）  计算额定电流时的短路参数：

                     短路阻抗  Z_d= U_d /I_d

短路电阻 R_d= P_d /3（I_d）²

短路电抗 X_d=((Z_d)²-(R_d)²)^1/2。

                 折算到家75℃是时：

R_d，75=(234.5+75) R_d /(234.5+θ)

Z_d，75=(( R_d，75)²+(X_d)²)^1/2

R_2，75= R_d，75—R_d1，75

X₂ = X₁ = X_d/2

 3、根据空载实验数据求：

（1）  画出U_k=f(I_k)曲线     

       （2）  画出P_k=f(U_k)曲线

                P_J将机械损耗和铁损耗P_fe分开。

       （3）  计算额定电压时的空载参数：

                                    

             空载阻抗  Z_k= U_k /I_k

空载电阻  R_k= P_k /3（I_k）²

空载电抗  X_k=((Z_k)²-(R_k)²)^1/2。

 励磁电抗  X_m = X_k －X₁

励磁电阻  R_m=P_fe/3（I_k）²

励磁阻抗  Z_m = ((X_m)²+(R_m)²)^1/2

3、  画出三相异步电动机的“T”型等值电路，并标注阻抗欧姆值

 

 

 

实验六    三相异步电动机工作特性实验

 

一、实验目的

1、学习用实验方法求三相异步电动机工作特性。

 

二、实验仪器及设备

       1、三相异步电动机(D21)：U_N=220V（△），I_N =0.64A，W_N=100W，n_N=1420r/m。

       2、交流电流表(D42)： 0.5A，1A。

       3、交流电压表(D43)： 300V， 150V。

       4、单相功率表(D44)：300V、0.5A、cosφ=0.5； 150V、1A、cosφ=0.5。

     

三、实验内容及操作步骤

1、起动三相异步电动机

实验电路如图1所示。

 

按图1接线，三相异步电动机接调压器输出（D01上的U、V、W端子）。调压器调在零位，正确选择各电表的档位，测功机加载旋钮调在零位，转速表“开关“打在“正转”方向，经教师检查无误后，闭合三相电源。

2、监视转速表，缓慢调节调压器输出电压使电动机转动起来。若转速表指针正偏，监视交流电压表，调节调压器输出电压U为U_N=220V。若转速表指针反偏，调节调压器输出电压为零，关断三相电源。接调压器输出（D01上的U、V、W端子）的任意两相颠倒，重新启动电动机。

3、给三相异步电动机加载

保持电压U=220V不变，监视交流电流表，缓慢调节测功机加载旋钮，使电流表为额定电流I= I_N =0.64A。然后逐渐减小负载电流I_A、I_B、I_C，读取电流I_A、I_B、I_C（电流表A），功率P（W₁+W₂），转速n，从异步电动机额定负载到空载，共测量5~6点，读取的数据记录在学生原始实验数据纸上。

 

四．实验报告要求

1、根据实验数据计算

2、根据实验数据与计算数据，在直角坐标纸上画出三相异步电动机的工作特性曲线。

实验七    他励直流电动机机械特性实验

 

一、实验目的：

 掌握用实验的方法测定他励直流电动机的各种运行状态下的机械特性。

 

二、实验仪器及设备

       1、直流电动机(D17)：U_N=200V，I_N=0.8A，n_N=1500r/m。

       2、电阻器(D01)：电枢调节电阻90Ω,磁场调节电阻3000Ω。

       3、直流电流表（D41）：200mA，1A。

       4、直流电压表（D41）：300V。

 

三、实验内容及操作步骤

1、调额定工作点

 

2、测他励直流电动机的固有机械特性

 3、测他励直流电动机的串电阻机械特性

 4、测他励直流电动机的改变电源电压机械特性

 5、测他励直流电动机的弱磁机械特性  

四、实验报告要求

1、根据实验数据计算他励直流电动机固有机械特性和各种人为机械特性各点的电磁转矩。

              

 

实验八    绕线三相异步电动机机械特性实验

 

一、实验目的：

掌握用实验的方法测定绕线三相电动机的各种运行状态下的机械特性。

二、实验仪器及设备

       1、绕线三相电动机 (D15)：U_N=220V（Y），I_N=0.55A，n_N=1420r/m，P_N=100W。

       2、交流电流表(D42)： 0.5A，1A。

       3、交流电压表(D43)： 300V。

       4、单相功率表(D44)：300V、1A、cosφ=0.5。

 

三、实验内容及操作步骤

1、起动三相异步电动机

实验电路如图1所示。

2、测绕线三相电动机的固有机械特性

 

 

 3、测绕线三相电动机转子电阻的人为机械特性

  四、实验报告要求

1、根据实验数据计算绕线三相电动机固有机械特性和人为机械特性各点的电磁转矩。

2、在同一坐标纸上画出绕线三相电动机的固有机械特性和人为机械特性。