1、電機(jī)與電力拖動(dòng)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 專(zhuān)業(yè)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：一.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明：目的和意義：在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中廣泛應(yīng)用各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械。各種生產(chǎn)機(jī)械都需要原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)才能正常工作，以電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)方式稱(chēng)為“電力拖動(dòng)”。電機(jī)與電力拖動(dòng)此門(mén)課是工業(yè)自動(dòng)化及相近專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，本門(mén)課的任務(wù)是使學(xué)生掌握常用交、直流電機(jī)、控制電機(jī)及變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能、分析計(jì)算、電機(jī)選擇及試驗(yàn)方法，本課程研究電機(jī)與電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基本理論，為學(xué)習(xí)“電氣控制”、“自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)”等課程準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)知識(shí)。電機(jī)與電力拖動(dòng)此門(mén)課在專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中占有相當(dāng)重要的地位。同時(shí)，又可以作為一門(mén)

2、獨(dú)立的技術(shù)應(yīng)用課，直接為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。電機(jī)與電力拖動(dòng)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是掌握電機(jī)與電力拖動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)這一課程要求掌握基本的變壓器、電機(jī)的操作方法和操作技能；學(xué)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)目的擬定設(shè)計(jì)路線(xiàn)，選擇所需儀器和設(shè)備，確定操作步驟，測(cè)取數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析研究得出必要的結(jié)論，進(jìn)而完成完整的設(shè)計(jì)報(bào)告。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中訓(xùn)練者必須集中精力、嚴(yán)肅認(rèn)真。這一課程的開(kāi)設(shè)有利于培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)參加者分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高實(shí)訓(xùn)參加者全局考慮問(wèn)題、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力，對(duì)培養(yǎng)和造就應(yīng)用性工程技術(shù)人才將起到較大的促進(jìn)作用。 為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用能力的訓(xùn)練與培養(yǎng)，更好實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合，真正做到增長(zhǎng)知識(shí)與發(fā)展能力的統(tǒng)一，

3、我們?yōu)閷W(xué)生開(kāi)設(shè)了電機(jī)與電力拖動(dòng)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，該課程設(shè)計(jì)是在完成電機(jī)與電力拖動(dòng)的理論教學(xué)之后安排的一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是讓本專(zhuān)業(yè)在掌握基本理論的基礎(chǔ)上，立足于實(shí)踐應(yīng)用，通過(guò)完成兩、三個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目鞏固和加深電機(jī)與電力拖動(dòng)課程中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，為以后?zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。二.課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱(chēng)： 三相變壓器的參數(shù)實(shí)驗(yàn) 同組人： 時(shí)間： 2016年1月6日 室溫： 15 攝氏度 （一）.課題分析：變壓器是用來(lái)變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。變壓器的工作原理是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的。變壓器鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的總磁通分為兩個(gè)部分，其中主磁通是以閉合鐵心為路徑，它同時(shí)匝鏈原、副

4、繞組，分別感應(yīng)電勢(shì)，磁通是變壓器傳遞能量的主要因素。還有另一部分磁通通過(guò)非磁性物質(zhì)而形成閉合回路，變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原、副方都存在這部分磁通，分別用和表示。而變壓器空載運(yùn)行時(shí)僅原方有，這部分磁通屬于非工作磁通，其量值約占總磁通的，故把這部分磁通稱(chēng)為漏磁通。漏磁通和分別單獨(dú)匝鏈變壓器的原繞組和副繞組，并在其中感應(yīng)電勢(shì)和。實(shí)際變壓器中既有磁路問(wèn)題又有電路問(wèn)題，這樣將會(huì)給變壓器的分析、計(jì)算帶來(lái)困難。為此，對(duì)變壓器的電壓、電流和電勢(shì)的關(guān)系進(jìn)行等值變換（即折算），可將同時(shí)具有電路和磁路的問(wèn)題等值簡(jiǎn)化為單一的電路問(wèn)題，以便于計(jì)算。圖為雙繞組變壓器的“型”等值電路。變壓器的參數(shù)即為圖中的等。因此，等值電路中

5、所有參數(shù)包括各電壓、電流、電勢(shì)的值均為單相數(shù)值。變壓器歸算的基本方程式為：式中分析變壓器性能的方法通常使用等效電路、方程式和相量圖。一般若作定性分析，用相量圖較方便；若作定量計(jì)算，則用等值電路較方便，故通常就是利用等效電路來(lái)求取變壓器在不同負(fù)載時(shí)的效率、功率因數(shù)等指標(biāo)的。要得到變壓器的等效電路，一般是通過(guò)變壓器的空載實(shí)驗(yàn)和負(fù)載損耗實(shí)驗(yàn)（也叫短路實(shí)驗(yàn)），再經(jīng)計(jì)算而得出其參數(shù)的。由變壓器空載實(shí)驗(yàn)，可以測(cè)出變壓器的空載電流和鐵心損耗，以及變壓器的變比，再通過(guò)計(jì)算得到變壓器勵(lì)磁阻抗。空載時(shí)變壓器的損耗主要由兩部分組成，一部分是因?yàn)榇磐ń蛔兌阼F心中產(chǎn)生的鐵耗，另一部分是空載電流在原繞組中產(chǎn)生的銅耗。由

6、于空載電流數(shù)值很小，此時(shí)銅耗便可以略去，而決定鐵耗大小的電壓可達(dá)到正常值，故近似認(rèn)為空載損耗就是變壓器的鐵耗?？蛰d實(shí)驗(yàn)為考慮安全起見(jiàn)，一般都在低壓側(cè)進(jìn)行，若要得到折算到高壓側(cè)的值，還需乘以變比平方。由變壓器負(fù)載損耗實(shí)驗(yàn)可以測(cè)出變壓器阻抗電壓、短路電流和變壓器銅損耗。再通過(guò)一些簡(jiǎn)單計(jì)算可求出變壓器一次和二次側(cè)繞組的電阻和漏電抗。負(fù)載損耗實(shí)驗(yàn)時(shí)的損耗也由兩部分組成，一部分是短路電流在一次和二次側(cè)繞組中產(chǎn)生的銅耗，另一部分是磁通交變而產(chǎn)生的鐵耗。由于短路實(shí)驗(yàn)所加電壓很低，因此這時(shí)鐵心中磁通密度很低，故鐵心損耗可以略去，而決定銅耗大小的電流可達(dá)正常值，所以近似認(rèn)為負(fù)載損耗就是變壓器銅耗。電力供電系統(tǒng)為

7、三相電，所以我們多用的是三相變壓器，三相變壓器銘牌上的額定電壓、和額定電流、分別指線(xiàn)電壓和線(xiàn)電流的數(shù)值，所以三相雙繞組變壓器的額定容量為。1.三相變壓器空載實(shí)驗(yàn) 三相變壓器空載實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路如圖，為安全起見(jiàn)，將低壓側(cè)經(jīng)調(diào)壓器和開(kāi)關(guān)接至電源，高壓側(cè)開(kāi)路。本實(shí)驗(yàn)要求電源頻率應(yīng)等于或接近被試變壓器的額定頻率，允許偏差規(guī)定不超過(guò)，三相電壓基本對(duì)稱(chēng)，且電壓波形應(yīng)是實(shí)際正弦波。 接線(xiàn)無(wú)誤后，調(diào)壓器輸出調(diào)零，閉合電源開(kāi)關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓為低壓測(cè)額定電壓，記錄該組數(shù)據(jù)于表4-2中，然后逐次改變電壓，在（1.20.5）的范圍內(nèi)測(cè)量三相空載電壓、電流及功率，共測(cè)取79組數(shù)據(jù)，記錄于表中。2.三

8、相變壓器短路實(shí)驗(yàn)三相變壓器短路實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖三線(xiàn)變壓器短路實(shí)驗(yàn)操作接線(xiàn)圖（二）.設(shè)備清單：序號(hào)型號(hào)名稱(chēng)數(shù)量1D33數(shù)/模交流電壓表1件2D32數(shù)/模交流電流表1件3D34-3智能型功率、功率因數(shù)表1件4DJ12三相心式變壓器1件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D51波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板1件（三）.操作過(guò)程:1、空載試驗(yàn)（1）按空載試驗(yàn)接線(xiàn)圖接線(xiàn)（高壓側(cè)開(kāi)路）（2）接線(xiàn)無(wú)誤后，調(diào)壓器輸出調(diào)零，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓為低壓側(cè)額定電壓,記錄于表中。（3）逐次改變電壓，在19.938.16V的范圍內(nèi)測(cè)量空載電壓電流功率，共測(cè)數(shù)組數(shù)據(jù)記錄于表中。2、短路試驗(yàn)（1）變壓器低壓側(cè)用較粗導(dǎo)線(xiàn)短路，高壓側(cè)通過(guò)以低電

9、壓。（2）接線(xiàn)無(wú)誤后，將調(diào)壓器輸出端可靠地調(diào)至零電位，合上開(kāi)關(guān)，監(jiān)視電流表指示，微微增加調(diào)壓器輸出電壓，使電流達(dá)到高壓側(cè)額定值 。（3）緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓，使短路電流在0.20.44A的范圍內(nèi)，測(cè)量輸入電流，功率和電壓，記錄數(shù)組數(shù)據(jù)，記于表中。（四）.原始數(shù)據(jù)、現(xiàn)象記錄（包括各種圖表） 1.三相變壓器三相變壓器短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)三相變壓器三相變壓器短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)次數(shù)UABUBCUCAIAIBICP1P2Pk功率因數(shù)1功率因數(shù)214.34.34.30.0870.0870.0870.200.20126.96.96.90.1420.1420.1420.80.10.90.111310.210.210.20

10、.2110.2120.2111.70.32.00.151414.414.414.40.2990.2990.2993.60.64.20.140.94519.319.319.30.4050.4050.4056.61.07.60.140.962.三相變壓器空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)三相變壓器空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)次數(shù)UabUbcUcaIaIbIcP1P2功率因數(shù)1110.510.5420.010.010.0100121515580.0130.0130.0130.10.11325.425.41000.0210.0210.0210.10.21430.230.21200.0250.0250.0250.10.31538.338.3

11、1510.0250.0250.0340.30.51（五）.數(shù)據(jù)處理與故障分析：1.三相變壓器功率的分配解：（1）變壓器由電源輸入的有功功率：2.變壓器輸出的有功功率： 。（1）三相變壓器的損耗分配解：（1）總損耗： ；（2）銅損耗： ；（3）鐵損耗： 。3. 的最大值解：當(dāng)銅損等于鐵損時(shí) 最高三.課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱(chēng)：直流電機(jī)的啟動(dòng)與調(diào)速同組人： 時(shí)間： 2015年1月6日 室溫： 15攝氏度 （一）課題分析：通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)更進(jìn)一步的掌握和了解異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。這次課程設(shè)計(jì)可以使我們?cè)趯W(xué)校學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)踐中，使我們?cè)趯W(xué)習(xí)中起到主導(dǎo)地位，是我們?cè)趯?shí)踐中掌握相關(guān)知識(shí)，能夠培養(yǎng)我們的職業(yè)技能

12、，課程設(shè)計(jì)是以任務(wù)引領(lǐng)，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，以活動(dòng)為載體，給我們提供了一個(gè)真實(shí)的過(guò)程，通過(guò)設(shè)計(jì)和運(yùn)行，反復(fù)調(diào)試、訓(xùn)練、便于我們掌握規(guī)范系統(tǒng)的電機(jī)方面的知識(shí)，同時(shí)也提高了我們的動(dòng)手能力。（二）.設(shè)計(jì)電路圖及分析：直流電機(jī)是電機(jī)的主要類(lèi)型之一。直流電動(dòng)機(jī)以其良好的啟動(dòng)性和調(diào)速性能著稱(chēng)，直流發(fā)電機(jī)供電質(zhì)量較好，常作為勵(lì)磁電源。與交流電機(jī)相比直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，可靠性較差，使它的應(yīng)用受到限制。近年來(lái)，與電力電子裝置結(jié)合而具有直流電機(jī)性能的電機(jī)不斷涌現(xiàn)，使直流電機(jī)有被取代的趨勢(shì)。盡管如此，直流電機(jī)仍有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式不同會(huì)使直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生很大差異。按照勵(lì)

13、磁方式的不同，直流電動(dòng)機(jī)可分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系：n f(Tem)。 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速可以采用機(jī)械調(diào)速、電氣調(diào)速或二者配合調(diào)速。通過(guò)改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比進(jìn)行調(diào)速的方法稱(chēng)為機(jī)械調(diào)速；通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)速的方法稱(chēng)為電氣調(diào)速。改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)就是人為地改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，使工作點(diǎn)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。調(diào)速前后，電動(dòng)機(jī)工作在不同的機(jī)械特性上，如果機(jī)械特性不變，因負(fù)載變化而引起轉(zhuǎn)速的變化，則不能稱(chēng)為調(diào)速。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相同時(shí)，電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相反時(shí)，電機(jī)運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)。電樞

14、電源圖- 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性測(cè)定的實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖1.起動(dòng)特性直流電動(dòng)機(jī)接通電源以后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)牧氵_(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的過(guò)程稱(chēng)為起動(dòng)過(guò)程。對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)講，我們總希望它的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)電流小，起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠。直流電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速n=0，此時(shí)直流電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)(E=KEn)還沒(méi)有建立起來(lái)，由電樞電阻Ra較小，Ia=uR。，所以此時(shí)電樞電流最大。另外，根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式T=KTI可知，由于電樞電流非常大，此時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也非常大。這樣大的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，分別將對(duì)供電電源和機(jī)械裝置形成強(qiáng)大的沖擊。通常采用保證足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下盡量減少起動(dòng)電流的辦法，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。（1）.動(dòng)方法：A.電樞回路串

15、電阻起動(dòng)(降低電樞電壓?jiǎn)?dòng))為了限制起動(dòng)電流，起動(dòng)時(shí)可在電樞回路串入起動(dòng)電阻RST,待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升后逐步將起動(dòng)電阻切除。接人起動(dòng)電阻后的起動(dòng)電流為這種方法需要有一個(gè)可變電壓的直流電源專(zhuān)供電樞電路之用。B.降低電樞壓起動(dòng)減壓起動(dòng)時(shí)，開(kāi)始加在電動(dòng)機(jī)電樞的端電壓很低，隨著轉(zhuǎn)速的上升，逐步增大電樞電壓，并使電樞電流限制在一定的范圍內(nèi)。為使勵(lì)磁不受電樞電壓的影響，電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用他勵(lì)方式。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速同交流異步電動(dòng)機(jī)相比，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在調(diào)速方面有其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)。從直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性,可知，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)可通過(guò)三種方式對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：(1)改變電樞電壓調(diào)速：當(dāng)

16、保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)磁通為額定值和電樞回路電阻不變時(shí)，降低電樞電壓，可以常電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：由他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為2)調(diào)節(jié)串入電樞回路電阻調(diào)速在電樞回路串入電阻R，從串入電阻后他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可知，機(jī)械特性的斜率將隨之增大，即不變，改變的只是n所以它和負(fù)載特性的交點(diǎn)隨著R的變大而逐步下移，如圖2-1所示：圖2-1電阻調(diào)速特性曲線(xiàn)這種調(diào)速方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是接人電阻后電動(dòng)機(jī)的效率降低，機(jī)械特性變軟，（3）改變勵(lì)磁電流調(diào)速這種調(diào)速方法所用設(shè)備簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)也很方便，且效率較高。缺點(diǎn)是隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增高，電樞電流隨之升高，電動(dòng)機(jī)的溫升升高，換向條件變壞，轉(zhuǎn)速過(guò)高，還會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。3

17、.調(diào)速的性能指標(biāo)（1）調(diào)速范圍與靜差率調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，用D表示為最高轉(zhuǎn)速受電動(dòng)機(jī)的換向及機(jī)械強(qiáng)度限制，最低轉(zhuǎn)速受生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速相對(duì)穩(wěn)定性要求的限制。靜差率或轉(zhuǎn)速變換率，是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速的變換也越小。調(diào)速范圍與靜差率相互制約，采用同一種方法調(diào)速時(shí)，靜差率數(shù)值越大，則可以得到較高的調(diào)速范圍；如果靜差率一定，采用不同的調(diào)速方法，其調(diào)速范圍D不同（2）調(diào)速的平滑性無(wú)級(jí)調(diào)速的平滑性最好，有級(jí)調(diào)速的平滑性用平滑系數(shù)表示，其定義為：相鄰兩極轉(zhuǎn)速中，高一級(jí)n與低一級(jí)轉(zhuǎn)速n之比，即（

18、3）調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性主要考慮調(diào)速設(shè)備的初投資、調(diào)速時(shí)電能的損耗、運(yùn)行時(shí)的維修費(fèi)用等。調(diào)速時(shí)電能的損耗除了要考慮電動(dòng)機(jī)本身的損耗外，還要考慮供電電源的效率。調(diào)速設(shè)備初投資應(yīng)該考慮電動(dòng)機(jī)和供電電源兩方面：專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的改變磁通調(diào)速的電動(dòng)機(jī)成本較普通直流電機(jī)為高；降電樞電壓調(diào)速的大功率可調(diào)壓電源，成本也較高；調(diào)磁通調(diào)速一般也要專(zhuān)門(mén)配一可調(diào)壓電源，但容量要小，成本也低些。這樣綜合起來(lái)考慮，電樞串電阻調(diào)速設(shè)備成本最低，而改變電源電壓調(diào)速設(shè)備成本最高。4.選擇儀器電壓量程的選擇如測(cè)量電動(dòng)機(jī)兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為1000V量程檔。電流量程的選擇因?yàn)橹绷鞑?lì)電動(dòng)機(jī)的額定電流為1.2A，測(cè)量電樞電流

19、的電表A3可選用直流電流表的5A量程檔；額定勵(lì)磁電流小于0.16A，電流表A1選用200mA量程檔。變阻器的選擇變阻器選用的原則是根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所需的阻值和流過(guò)變阻器最大的電流來(lái)確定，電樞回路R1可選用D44掛件的90與90串聯(lián)電阻,磁場(chǎng)回路Rf1可選用D44掛件的900與900串聯(lián)電阻。5他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)準(zhǔn)備按原理圖接線(xiàn)。圖中直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.2A,額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min,額定勵(lì)磁電流IfN0.16A。校正直流測(cè)功機(jī)MG作為測(cè)功機(jī)使用，TG為測(cè)速發(fā)電機(jī)。直流電流表選用D31。Rf1用可調(diào)電阻器D44中的9

20、00與900電阻串聯(lián)，使Rf1的阻值等于1800，作為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路串接的電阻。Rf2選用可調(diào)電阻器D42中的900與900電阻串聯(lián)，使Rf2的阻值等于1800，作為MG勵(lì)磁回路串接的電阻。R1選用可調(diào)電阻器D44中的90與90電阻串聯(lián)，使R1的阻值等于180，作為他勵(lì)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電阻，R2選用可調(diào)電阻器D42中的900與900并聯(lián)后再與可調(diào)電阻器D41中的6個(gè)90電阻互串聯(lián)，作為MG的負(fù)載電阻。接好線(xiàn)后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好（三）.設(shè)備清單：序號(hào)型號(hào)名稱(chēng)數(shù)量1DD03-4渦流測(cè)功機(jī)導(dǎo)軌1臺(tái)2D55-4渦流測(cè)功機(jī)控制箱1件3DJ15直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)1臺(tái)4D

21、31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表1件5D41可調(diào)電阻器1件6D42可調(diào)電阻器1件7D51波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板1件（四）.操作過(guò)程:1.檢查按原理圖的接線(xiàn)是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路接線(xiàn)是否牢靠。2.將電動(dòng)機(jī)電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R1、測(cè)功機(jī)MG的負(fù)載電阻R2、及MG的磁場(chǎng)回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置，M的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，并斷開(kāi)控制屏下方右邊的電樞電源開(kāi)關(guān)，并將控制屏上電樞電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)至最小，作好起動(dòng)準(zhǔn)備。3.開(kāi)啟控制屏上的電源總開(kāi)關(guān)，按下其上方的“開(kāi)”按鈕，接通其下方左邊的勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，觀(guān)察M及MG的勵(lì)磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使If2（電流表A2）

22、于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)。4.M起動(dòng)后觀(guān)察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應(yīng)為正值。（若不正確，先關(guān)斷電樞電源開(kāi)關(guān)，再關(guān)斷勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，用勵(lì)磁電源極性對(duì)調(diào)來(lái)糾正轉(zhuǎn)向，重復(fù)步驟（1）（2），使電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)。）電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)后，調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源電壓為220伏。減小起動(dòng)電阻R1阻值，直至短接。5.合上校正直流測(cè)功機(jī)MG的負(fù)載開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)R2阻值，記錄電樞電流I（電流表A3）不同值時(shí)，使MG的負(fù)載電流IF（電流表A4）改變值，即直流電動(dòng)機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩T2改變值（按不同的IF值，查對(duì)應(yīng)于If2=100mA時(shí)的校正曲線(xiàn)T2=

23、f(IF)，可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)矩T2值）。將測(cè)得數(shù)據(jù)記錄到表4-1中。6.調(diào)節(jié)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速分別改變電動(dòng)機(jī)M電樞回路的電阻R1和勵(lì)磁回路的電阻Rf1，觀(guān)察轉(zhuǎn)速變化情況。保持勵(lì)磁回路的電阻Rf1不變，改變電樞回路的電阻R1，使其增大，測(cè)轉(zhuǎn)速n。將測(cè)得數(shù)據(jù)記錄到表4-2中。保持電阻R1=0不變，改變勵(lì)磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1時(shí)，測(cè)轉(zhuǎn)速n。將測(cè)得數(shù)據(jù)記錄到表4-3中。7.改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)㈦姌写?lián)起動(dòng)變阻器R1的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開(kāi)關(guān)，然后切斷控制屏上的勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，使他勵(lì)電動(dòng)機(jī)停機(jī)。在斷電情況下，將電樞（或勵(lì)磁繞組）的兩端接線(xiàn)對(duì)調(diào)后，再按他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)步驟起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并

24、觀(guān)察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向（五）.原始數(shù)據(jù)、現(xiàn)象記錄（包括各種圖表） 直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)與調(diào)速設(shè)計(jì)實(shí)物接線(xiàn)圖 直流測(cè)功機(jī)名牌1.改變電樞電阻調(diào)速數(shù)據(jù) 參數(shù)序號(hào)123456Ra180135904510N1291661952342732.改電樞電壓調(diào)速數(shù)據(jù) 參數(shù)序號(hào)1234567Ua39.641.943.84446.2N1161321361471623.改變勵(lì)磁電流 序號(hào)參數(shù)1234567If64.870.876.283.593.0N131128125120114（六）.數(shù)據(jù)處理與故障分析：（1）起動(dòng)電阻的計(jì)算由電動(dòng)機(jī)銘牌可知，。由公式，可得。,有公式，可得（2）力矩的計(jì)算（5）調(diào)速方法的

25、分析1.電樞回路串電阻調(diào)速。其性能指標(biāo)是（1)調(diào)速方向是往下調(diào)。(2)調(diào)速的平滑性取決于調(diào)速變阻器的調(diào)節(jié)方式。如能均勻的調(diào)節(jié)變阻器的電阻值，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。不過(guò)，一般調(diào)速電阻多為分級(jí)調(diào)節(jié)，故未有機(jī)調(diào)速。(3)調(diào)速穩(wěn)定性差，因?yàn)閍R增加后，機(jī)械特性硬度降低，靜差率增大。(4) 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性差，因?yàn)槌跗谕顿Y雖然不大，但損耗增加，運(yùn)行效率低。(5) 調(diào)速范圍不大，因受低速時(shí)靜差率的限制。(6) 調(diào)速時(shí)允許負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載?？傊?，這種調(diào)速方法缺點(diǎn)甚多，所以只適用于調(diào)速范圍不大，時(shí)間不長(zhǎng)的小容量電動(dòng)機(jī)中。2.改變電樞回路電壓調(diào)速。其性能指標(biāo)是：（1）調(diào)速方向是往下調(diào)。(2)調(diào)速的平滑性好。只要均勻調(diào)節(jié)電

26、樞電壓就可以實(shí)現(xiàn)平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速。(3)調(diào)速的穩(wěn)定性要比前一種調(diào)速方法好得多，但是隨著電樞電壓的減小，轉(zhuǎn)速的降低，穩(wěn)定性會(huì)逐漸變差。這是因?yàn)殡姌须妷旱臏p小時(shí)，機(jī)械特性硬度降低雖然不變，但是理想空載轉(zhuǎn)速降低，靜差率逐漸增大。(4)調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性方面初期投資大，需專(zhuān)用的可調(diào)壓直流電源，例如采用單獨(dú)的直流發(fā)動(dòng)機(jī)或晶閘管可控整流電源等，靜差率逐漸增大。(5)調(diào)速范圍大，遠(yuǎn)比前一種調(diào)速大得多。(6)調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。因?yàn)檎{(diào)速時(shí)的基本不變，滿(mǎn)載電流即額定電流IaN一定，因此，如果不計(jì)低速時(shí)散熱能力較差，可以認(rèn)為各種轉(zhuǎn)速下允許輸出的轉(zhuǎn)矩相同，故為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。總之，這是一種性能優(yōu)越的調(diào)速方法，廣泛應(yīng)用

27、于對(duì)調(diào)速性能要求較高的電力拖動(dòng)系統(tǒng)中。3.改變勵(lì)磁電流調(diào)，其性能指標(biāo)是：(1)調(diào)速方向是往上調(diào)。(2)調(diào)速的平滑性好。只要均勻調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。(3)調(diào)速的穩(wěn)定性好，雖然勵(lì)磁電流減小時(shí)，機(jī)械特性硬度下降，但是理想空載轉(zhuǎn)速增加，靜差率不變。(4)調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性較好，因?yàn)樗窃诠β瘦^小的勵(lì)磁電路內(nèi)控制勵(lì)磁電流的，功率損耗小，運(yùn)用費(fèi)用低。但若采用電壓可調(diào)的直流電源供電，則需增加初期投資。(5)調(diào)速范圍因受機(jī)械強(qiáng)度、電樞反應(yīng)的去磁作用和換向能力的限制，最高轉(zhuǎn)速一般只能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的1.2-2倍，所以調(diào)速范圍不大。(6)調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載為恒功率負(fù)載。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的額定電流一定，減少時(shí)，允

28、許輸出的轉(zhuǎn)矩減小，但因轉(zhuǎn)速增加了，允許輸出的功率基本上沒(méi)有變化，故為恒功率調(diào)速。四.課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱(chēng)：利用MATLAB軟件完成變壓器及電機(jī)仿真（一）.課題分析：（包括軟件介紹）1.課題設(shè)計(jì)原理： Matlab是一個(gè)高級(jí)的矩陣/陣列語(yǔ)言，它包含控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。用戶(hù)可以在命令窗口中將輸入語(yǔ)句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫(xiě)好一個(gè)較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（M文件）后再一起運(yùn)行。新版本的MATLAB語(yǔ)言是基于最為流行的C+語(yǔ)言基礎(chǔ)上的，因此語(yǔ)法特征與C+語(yǔ)言極為相似，而且更加簡(jiǎn)單，更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)格式。使之更利于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的科技人員使用。而且這種語(yǔ)言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是MATLAB能夠深入到科學(xué)研究及工程計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的重要原因。2.設(shè)計(jì)的任務(wù)：利用MAT