1、電機原理及拖動基礎”實驗指導書(一)一、實驗課程編碼： 104006二、實驗課程名稱：電機原理及拖動基礎三、實驗項目名稱： 直流并勵電動機四、實驗目的1. 掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。2. 掌握直流并勵電動機的調速方法。五、主要設備1. MEL系列電機教學實驗臺的主控制屏(MCL-U)。 2電機導軌及渦流測功機、轉矩轉速測量( NMEL-13)。3. 可調直流穩壓電源(含直流電壓、電流、毫安表)(NMEL-18)4. 直流電壓、毫安、安培表( NMEL-06)。5. 直流并勵電動機( M03)。6. 開關板( NMEL-05B)。7. 三相可調電阻 900 ( NM

2、EL -03) 。六、實驗內容1 .工作特性和機械特性保持 U=UN和 If =IfN 不變，測取 n、T2、n=f(la)及 n=f(T2)。2. 調速特性(1) 改變電樞電壓調速保持 U=UN、 If=IfN =常數， T2 =常數，測取 n=f(Ua) 。(2) 改變勵磁電流調速保持 U=UN， T2 =常數， R1 =0，測取 n=f(If) 。(3) 觀察能耗制動過程七、實驗步驟1. 并勵電動機的工作特性和機械特性。實驗線路如圖 1-1 所示。a.將R調至最大，R調至最小，毫安表量程為200mA電流表量程為2A檔,電壓表量程為300V檔，檢查渦流測功機與 NMEL-13是否相連，將N

3、MEL-13“轉 速控制”和“轉矩控制”選擇開關板向“轉矩控制”，“轉矩設定”電位器逆時針 旋到底，打開船形開關，起動直流電源，使電機旋轉，并調整電機的旋轉方向， 使電機正轉。圖1-6直流并勵電動機接線圖 圖1-1直流并勵電動機接線圖U:可調直流穩壓電源R、R :電樞調節電阻和磁場調節電阻，位于NMEL-09mA A V2:直流毫安、電流、電壓表（NMEL-06G渦流測功機Is：渦流測功機勵磁電流調節，位于 NMEL-13b直流電機正常起動后，將電樞串聯電阻 RI調至零，調節直流可調穩壓電 源的輸出至220V,再分別調節磁場調節電阻 R和“轉矩設定”電位器，使電動 機達到額定值：U=Ib=22

4、0V, Ia=I n， n=nN=1600rmin ,此時直流電機的勵磁電流 If=IfN （額定勵磁電流）。c.保持U=U, If=If N不變的條件下，逐次減小電動機的負載，即逆時針調 節“轉矩設定”電位器，測取電動機電樞電流 Ia、轉速n和轉矩T2,共取數據 7-8組填入表1-1中。表1-1U=Un=220V IfN =實驗數據Ia (A)n (r/min )T2 (N.m)計算數 據P2 (W)P1 (W)( % n (%2 調速特性(1)改變電樞端電壓的調速a. 按上述方法起動直流電機后，將電阻R調至零，并同時調節負載，電樞電壓和磁場調節電阻 R ,使電機的U=U,la=0.5l N

5、, If=IfN ,記錄此時的T2=N.m 。b. 保持T2不變，If=IfN不變，逐次增加 Rl的阻值，即降低電樞兩端的電壓 ua, R從零調至最大值，每次測取電動機的端電壓ua，轉速n和電樞電流I a，共 取7-8組數據填入表1-2中。表 1-2If=IfN=A,T 2=N.mUa (V)n (r/min )Ia (A)(2)改變勵磁電流的調速a. 直流電動機起動后，將電樞調節電阻和磁場調節電阻 R調至零，調節可 調直流電源的輸出為220V,調節“轉矩設定”電位器，使電動機的U=U, la=0.5l n 記錄此時的T2= N.mb. 保持T2和U=U不變，逐次增加磁場電阻 R阻值，直至n=

6、1.3nN,每次測 取電動機的n、If和Ia,共取7-8組數據填寫入表1-3中。表 1-3U=Un=220V, T2=N.mn (r/min )If (A)Ia ( A)八、實驗結果1. 由表1-1計算出P2和,并繪出n T2、 =f(I a)及n=f(T2)的特性曲線。 電動機輸出功率P2=O.IO5 nT2式中輸出轉矩T2的單位為N m轉速n的單位為r/min。電動機輸入功率Pi=UI電動機效率 =p2 × 100%Pi電動機輸入電流I =Ia +I fN由工作特性求出轉速變化率： n= no M × 100%nN2. 繪出并勵電動機調速特性曲線 n=f(U a)和n=

7、f(I f)。分析在恒轉矩負載時兩 種調速的電樞電流變化規律以及兩種調速方法的優缺點。執筆人：任慧實驗室主任：系主任：任慧電機原理及拖動基礎”實驗指導書(一、實驗課程編碼：104006二、實驗課程名稱：電機原理及拖動基礎三、實驗項目名稱：單相變壓器四、實驗目的1 通過空載和短路實驗測定變壓器的變比和參數。2 通過負載實驗測取變壓器的運行特性。五、主要設備1. MEL系列電機教學實驗臺主控制屏(含交流電壓表、交流電流表)(MCL-2功率及功率因數表(NMEL-203 .單相變壓器(在主控制屏的右下方)(NMEL-244. 三相可調電阻900( NMEL-035. 波形測試及開關板(NMEL-05

8、B六、實驗內容1. 空載實驗 測取空載特性 U=f(l O , Po=f(U O) O2. 短路實驗 測取短路特性U=f(l K) , PK=f(I) O3. 負載實驗純電阻負載保持U=Un, CoS 2=1的條件下，測取 U=f(I 2) O七、實驗步驟1.空載實驗主控制屏 三相交流 電源輸出圖2-1空載實驗接線圖實驗線路如圖2-1變壓器T選用NMEL-OI三相組式變壓器中的一只或單獨的組式變壓器。實驗時，變壓器低壓線圈2U、2U2接電源，高壓線圈1U、1U2開路。A、Vi、V2分別為交流電流表、交流電壓表。具體配置由所采購的設備型號 不同由所差別。若設備為 MEL-I系列，則交流電流表、電

9、壓表為指針式模擬表， 量程可根據需要選擇；若設備為 MEL-Il系列，則上述儀表為智能型數字儀表， 量程可自動也可手動選擇。儀表數量也可能由于設備型號不同而不同。 若電壓表 只有一只，則只能交替觀察變壓器的原、副邊電壓讀數，若電壓表有二只或三只， 則可同時接上儀表。W為功率表，根據采購的設備型號不同，或在主控屏上或為單獨的組件(NMEL-20或 NMEL-24 ,接線時，需注意電壓線圈和電流線圈的同名端，避免接錯線。a.在三相交流電源斷電的條件下，將調壓器旋鈕逆時針方向旋轉到底。并 合理選擇各儀表量程。變壓器 T 額定容量 Pn=77W UU2Nf220V55V, IiMI 2N=035A14

10、Ab合上交流電源總開關，即按下綠色“閉合”開關，順時針調節調壓器旋鈕，使變壓器空載電壓 U0=1.2Un°C.然后，逐次降低電源電壓，在1.20.5Un的范圍內，測取變壓器的U、I。、 Po,共取67組數據，記錄于表2-1中。其中U=U的點必須測，并在該點附近測 的點應密些。為了計算變壓器的變化，在Ih以下測取原方電壓的同時測取副方電壓，填入表2-1中。e.測量數據以后，斷開三相電源，以便為下次實驗作好準備。表2-1序號實驗數據計算數據U) (V)I0 (A)PO( WUlUIO 1U2CoS 212345672 短路實驗IUl 2U1IKTUK主控制屏 三相交流 電源輸出1U2I2

11、U2圖2-2短路實驗接線圖實驗線路如圖2-2 0 (每次改接線路時，都要關斷電源)實驗時，變壓器T的高壓線圈接電源，低壓線圈直接短路。A V、W分別為交流電流表、電壓表、功率表，選擇方法同空載實驗。a.斷開三相交流電源，將調壓器旋鈕逆時針方向旋轉到底，即使輸出電壓 為零。b合上交流電源綠色“閉合”開關，接通交流電源，逐次增加輸入電壓， 直到短路電流等于1.11 N為止。在0.51.1l N范圍內測取變壓器的 U、Ik、Pk,共 取67組數據記錄于表2-2中，其中l=l K的點必測。并記錄實驗時周圍環境溫 度(C) 0表2-2室溫序號實驗數據計算數據U (V)l (A)P (WCoS k1234

12、563 負載實驗實驗線路如圖2-3所示圖2-3負載實驗接線圖變壓器T低壓線圈接電源，高壓線圈經過開關 S,接到負載電阻RLO R選用 NMEL-O3勺兩只900電阻相串聯。開關 S采用NMEL-O5的雙刀雙擲開關，電壓 表、電流表、功率表（含功率因數表）的選擇同空載實驗。純電阻負載a.未上主電源前，將調壓器調節旋鈕逆時針調到底，S斷開，負載電阻值調 到最大。b合上交流電源，逐漸升高電源電壓，使變壓器輸入電壓U=UN=55V。C.在保持U=U的條件下，合下開關S ,逐漸增加負載電流，即減小負載電 阻RI的值，從空載到額定負載范圍內，測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2od測取數據時，12=0和2=

13、2N=0.35A必測，共取數據67組，記錄于表2-3 中。表2-3CoS 2 =1 U I=LN=55V序號1234567L2 (V)2 (A)八、實驗結果1. 計算變比由空載實驗測取變壓器的原、副方電壓的三組數據，分別計算出變比，然后 取其平均值作為變壓器的變比 KOK=UU11u2 U2 u12u22. 計算勵磁參數從空載特性曲線上查出對應于UO=U時的I。和Fb值，并由下式算出激磁參數mPQIOZmUQIQXmZ22mm3.計算短路參數從短路特性曲線上查出對應于短路電流IK=IN時的Lk和FK值，由下式算出實驗環境溫度為(OC)短路參數ZKUKIKPKIK'2 ' 2XK

14、. Z K 折算到低壓方ZKK2k7XKXKK2由于短路電阻K隨溫度而變化，因此，算出的短路電阻應按國家標準換算到 基準工作溫度75先時的阻值。rK75oC234.5 75k234.5ZK75OC.SoCXK式中：234.5為銅導線的常數，若用鋁導線常數應改為 228。4.利用空載和短路實驗測定的參數，畫出被試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。執筆人：任慧 實驗室主任：系主任：任慧電機原理及拖動基礎”實驗指導書（三）一、實驗課程編碼： 104006二、實驗課程名稱：電機原理及拖動基礎三、實驗項目名稱： 三相異步電動機的起動與調速（綜合性實驗）四、實驗目的通過實驗掌握異步電動機的起動和調速的

15、方法。五、主要設備1. MEL系列電機系統教學實驗臺主控制屏（含交流電壓表）（MCL-U）。2 .指針式交流電流表（主控屏MCL-U的左邊）。3. 電機導軌及測功機、轉矩轉速測量（ NMEL-13）。4. 電機起動箱（ NMEL-09）。5. 鼠籠式異步電動機（ M04）。6. 繞線式異步電動機（ M09）。7. 開關板 NMEL-05B。六、實驗內容1. 異步電動機的直接起動。2. 異步電動機星形一一三角形（Y- ）換接起動。3. 自耦變壓器起動。4. 繞線式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器起動。5. 繞線式異步電動機轉子繞組串入可變電阻器調速。七、實驗步驟1.三相籠型異步電動機直接起動試驗

16、。 按圖3-1接線，電機繞組為接法。起動前，把轉矩轉速測量實驗箱（NMEL-13中“轉矩設定”電位器旋鈕逆 時針調到底，“轉速控制”、“轉矩控制”選擇開關扳向“轉矩控制” ，檢查電機導 軌和NMEL-13的連接是否良好。儀表的選擇：交流電壓表為數字式或指針式均可，交流電流表則為指針式。a. 把三相交流電源調節旋鈕逆時針調到底，合上綠色“閉合”按鈕開關。調節調壓器，使輸出電壓達電機額定電壓 220伏，使電機起動旋轉。（電機起動 后，觀察NMEL-13中的轉速表，如出現電機轉向不符合要求，則須切斷電源，調 整次序，再重新起動電機。）b斷開三相交流電源，待電動機完全停止旋轉后，接通三相交流電源，使

17、電機全壓起動，觀察電機起動瞬間電流值。注：按指針式電流表偏轉的最大位置所對應的讀數值計量。電流表受起動電流沖擊，電流表顯示的最大值雖不能完全代表起動電流的讀數，但用它可和下面幾種起動方法的起動電流作定性的比較。2星形一一三角形（Y-）起動按圖3-2接線，電壓表、電流表的選擇同前，開關 S選用NMEL-O5Ba.起動前，把三相調壓器退到零位，三刀雙擲開關合向右邊（ Y）接法。合 上電源開關，逐漸調節調壓器，使輸出電壓升高至電機額定電壓 UN=220V,斷開 電源開關，待電機停轉。b待電機完全停轉后，合上電源開關，觀察起動瞬間的電流，然后把S合向左邊（接法），電機進入正常運行，整個起動過程結束，觀

18、察起動瞬間電流 表的顯示值以與其它起動方法作定性比較。圖3-2異步電機星形-三角形起動主控悍 三相交盜 電®俞岀3.自耦變壓器降壓起動按圖3-1接線。電機繞組為接法a.先把調壓器退到零位，合上電源開關，調節調壓器旋鈕，使輸出電壓達 110伏，斷開電源開關，待電機停轉。b待電機完全停轉后，再合上電源開關，使電機就自耦變壓器，降壓起動， 觀察電流表的瞬間讀數值，經一定時間后，調節調壓器使輸出電機達電機額定電 壓UN=220伏，整個起動過程結束。4.繞線式異步電動機轉繞組串入可變電阻器起動。實驗線路如圖3-3 ,電機定子繞組Y形接法。轉子串入的電阻由刷形開關來 調節，調節電阻采用NMEL-

19、O9的繞線電機起動電阻（分0, 2，5, 15,五檔）， NMEL-1沖“轉矩控制”和“轉速控制”開關扳向“轉速控制”，“轉速設定”電 位器旋鈕順時針調節到底?？仄罶出 壬制電荷圖3-7繞線式異步電機轉子繞組串電阻起動實驗接線圖a.起動電源前，把調壓器退至零位，起動電阻調節為零。b. 合上交流電源，調節交流電源使電機起動。注意電機轉向是否符合要求。c. 在定子電壓為180伏時，逆時針調節“轉速設定”電位器到底，繞線式 電機轉動緩慢（只有幾十轉），讀取此時的轉矩值TSt和ISt。d用刷形開關切換起動電阻，分別讀出起動電阻為 2Q、5Q、15的起動 轉矩TSt和起動電流ISt ,填入表3-1中。注

20、意：試驗時通電時間不應超過 20秒的以免繞組過熱。表 3-1U=180伏Rt ()02515TSt (N.m)ISt (A)5繞線式異步電動機繞組串入可變電阻器調速。實驗線路同前。NMEL-13中“轉矩控制”和“轉速控制”選擇開關扳向“轉 矩控制”，“轉矩設定”電位器逆時針到底，“轉速設定”電位器順時針到底。NMEL-O9 “繞線電機起動電阻”調節到零。a. 合上電源開關，調節調壓器輸出電壓至 UN=220伏，使電機空載起動。b. 調節“轉矩設定”電位器調節旋鈕，使電動機輸出功率接近額定功率并 保持輸出轉矩T2不變，改變轉子附加電阻，分別測出對應的轉速，記錄于表 3-2 中。表 3-2 中U=

21、220伏 T2=N.mRt ()02515n (r/min )八、實驗結果1. 比較異步電動機不同起動方法的優缺點。2. 由起動試驗數據求下述三種情況下的起動電流和起動轉矩:（1）外施額定電壓LhO （直接法起動）（2）外施電壓為 U/、3 o （Y 起動）(3) 外施電壓為U/Ka,式中KA為起動用自耦變壓器的變比。(自耦變壓器起 動)。3. 繞線式異步電動機轉子繞組串入電阻對起動電流和起動轉矩的影響。4. 繞線式異步電動機轉子繞組串入電阻對電機轉速的影響。執筆人：任 慧 實驗室主任：系主任：任 慧電機原理及拖動基礎”實驗指導書（四）一、實驗課程編碼： 104006二、實驗課程名稱：電機原理

22、及拖動基礎三、實驗項目名稱：異步電機的M-S曲線測繪四、實驗目的用本電機教學實驗臺的測功機轉速閉環功能測繪各種異步電機的轉矩轉差率曲線，并加以比較。五、主要設備1. MEL系列電機系統教學實驗臺主控制屏（MCL-U）。2電機導軌及測功機、轉矩轉速測量（ NMEL-13）。 3電機起動箱（ NMEL-09）。4三相鼠籠式異步電動機 M04。5三相繞線式異步電動機 M09。六、實驗內容1 鼠籠式異步電機的M-S曲線測繪測。2. 繞線式異步電動機的M-S曲線測繪。七、實驗步驟1 .鼠籠式異步電機的 M-S 曲線測繪被試電機為三相鼠籠式異步電動機 M04 Y接法。G為渦流測功機，與M04電機同軸安裝。

23、按圖4-1接線，其中電壓表采用指針式或數字式均可，量程選用300V檔，電流表采用數字式，可選 0.75A 量程檔。起動電機前，將三相調壓器旋鈕逆時針調到底，并將NMEL-13中“轉矩控制” 和“轉速控制”選擇開關扳向“轉速控制” ，并將“轉速設定”調節旋鈕順時針 調到底。U主控制屏 三相交流 電源輸出圖5-7鼠籠式異步電機的M-S測繪接線圖圖4-1鼠籠式異步電機的M-S測繪接線圖實驗步驟：（1）按下綠色“閉合”按鈕開關，調節交流電源輸出調節旋鈕，使電壓輸 出為220V,起動交流電機。觀察電機的旋轉方向，使之符合要求。（2） 逆時針緩慢調節“轉速設定”電位器經過一段時間的延時后，M04電 機的負載將隨之增加，其轉速下降，繼續調節該電位器旋鈕電機由空載逐漸下降 到200轉/分左右（注意：轉速低于200轉/分時，有可能造成電機轉速不穩定。）（3）在空載轉速至200轉/分范圍內，測取8-9組數據，其中在最大轉矩附 近多測幾點，填入表4-1。表 4-1Un=220VY 接法序號123456789轉速（r/m