1、第一章 電機實驗概述任何自然科學理論離不開實踐，科學實驗是研究自然科學的基本段之一。電機實驗課的目的在于培養學生掌握基本的實驗方法與操作技能，同時學習實際知識，提高理性認識，逐步培養與提高分析問題和解決問題的能力。在整個實驗過程中，學生必須嚴肅認真，集中精力，做好實驗。§1-1 電機實驗課的目的和進行方式一、實驗目的1、培養實驗研究各類電機的基本技能與實驗方法。2、鞏固，加深并擴大所學的理論知識，培養運用基本理論分析，處理實際問題的能力。3、培養實事求是，嚴肅認真，細致踏實的科學作風和良好的實驗習慣。二、實驗課進行方式及基本要求實驗以小組為單位進行，每組由23人組成，推選組長一人負責

2、組織全組的實驗工作。實驗課一般分課前預習，實驗和分析討論、書寫實驗報告三個階段。各個階段要求如下：1、課前預習實驗能否順利進行，能否在實驗過程中正確發揮主觀能動性和收到預期的效果，很大程度上取決于預習準備得是否充分。因此，要求在預習時仔細閱讀實驗指導書，復習教科書或教學參考書中有關章節或參考有關資料，明確實驗目的、任務，了解實驗基本原理以及實驗線路、方法、步驟；清楚實驗中要觀察哪些現象，記錄哪些數據和注意哪些事項。2、實驗（1）教師在實驗前講授實驗要求及注意事項；（2）熟悉被試電機的銘牌數據（如額定功率，額定電壓，額定電流及額定轉速等），了解其型式及結構，然后正確選用儀表量程和設備。（3）分工

3、接線，互相檢查，討論更正。經自查無誤并請教師復查后才能合電源開機實驗。如實驗過程中改變線路，也必須經教師檢查。（4）在實驗進行中由于機組運轉噪聲較大，若調節參數需與其他同學配合時，均應采用一定的手勢，不要高聲叫喊。例如可采用下列手勢：A、手心向上表示要求的參量需增加；B、手心向下表示要求的參量需用減少；C、手掌握拳直放不動表示稍待；D、手掌握拳不動表示已符合要求。（5）實驗按預定步驟進行，注意正確的操作方法，觀察分析現象，并由一人指揮分工同時讀數。實驗如發現異常現象或數據有問題時，應及時切斷電源停止實驗，進行分析研究，不可盲動，以免發生事故。（6）記錄數據填在預先畫好的表格里，記錄所用的儀表，

4、機組編號，以便事后發現問題時查核。（7）結尾工作完成全部規定的實驗項目，先對實驗數據進行初步檢查分析，看有無漏誤，然后交指導教師簽字后方可拆線。最后將儀表開關和導線整理好，按規定位置放好，搞好清潔衛生工作方可離開實驗室。§1-2實驗報告的編寫 實驗報告是實驗工作的全面總結，是培養學生分析問題和解決問題能力的重要教學環節之一，也是培養學生嚴肅認真的科學作風的重要一環。要用簡明的形式將實驗結果完整和真實地表達出來。通過編寫實驗報告，將實驗過程中得到的實際知識，經過系統地總結，分析提高到理性認識。實踐表明，一份好的實驗報告在以后的工作中會有一定的參考價值。報告要求文理通順，簡明扼要，字跡端

5、正，圖表清晰，結論正確，分析合理，討論深入。一、實驗報告的內容1、實驗報告應包括姓名，專業班級，組別，同組同學姓名，實驗日期，實驗名稱，實驗目的，實驗內容，實驗線路，注意事項，數據表格及測量結果，曲線，計算舉例及分析討論。2、列出被試電機的銘牌數據及使用儀表，儀器型號，規格數量和編號。二、編寫實驗報告的要求1、各項數據如系計算所得，必須列出所用公式，并以一組數據為例進行計算，其它可直接列入表格。2、圖表，曲線均按工程要求繪制，曲線一律畫在坐標紙上，比例要適當。坐標軸上應注明物理量的符號和單位，標明比例和曲線的名稱。作曲線要用曲線板繪制，力求曲線光滑，而不要畫成折線。3、對實驗結果進行理論分析，

6、比較各種不同實驗方法所得結果并指出其優缺點。有些實驗結果與書本上的理論分析有所出入，其原因需作必要的說明。寫出實驗收獲和心得體會。對被試電機的性能作出評價。4、實驗報告應在實驗完畢后及時編寫，并在下一次實驗前交。§1-3實驗中的注意事項一、人身安全實驗室的電源一般有110伏，220伏和380伏，均非安全電壓，可以使人觸電致死，同時實驗中電機的轉動部分，也容易引起事故。所以要求切實遵守實驗室的各項安全操作規程。以確保實驗過程中的安全。實驗過程中應注意以下幾點：1、不擅自接通電源；2、不觸及帶電部分，遵守“先接線后合電源，先斷電源后拆線”的操作程序。3、不得帶電操作，以防發生觸電事故。上

7、實驗課時不得赤腳或穿拖鞋，最好穿膠底鞋。4、實驗前應檢查機組的防護罩是否放好，聯軸器上螺栓是否已擰緊。5、實驗時應注意衣角,圍巾,辮子等,防止被電機的轉動部分卷入.停車時不要用手或腳去制動,以免發生危險.二,線路的聯接1、聯線前的準備工作:(1)合理選擇儀表種類，量程，準確度等級。(2)合理布局。合理布局的原則是：電路最簡明,便于調節,讀數方便,安全合理。2、正確接線。聯接線路的原則是：(1)選擇合理的接線步驟，一般是“先串后并”，“先主后輔”。(2)接線前先開清楚電路圖與實物接頭的對應關系。(3)養成良好的接線習慣，走線要合理，大電流回路與小電流回路要分明，接線不宜過于集中某一點，接線松緊要

8、適當。三、操作、觀察、讀數和記錄 注意同組人員之間分工配合，操作前做到胸中有數，目的明確。操作時要做到：手合電源，眼觀全局，先看現象，再讀數據。讀數前要弄清儀表量程及刻度，讀數時要注意姿勢正確，要求“眼,針,影”成一線。記錄要求完整清晰，力求表格化，一目了然。要合理取有效數字(最后一位為估計數字).四、愛護儀器設備儀器設備是國家財產，應當加倍愛護。這樣做既保證實驗正常開出，也培養愛護公共財產的好品德。在實驗過程中應注意電機儀器的運行情況，如出現不正常情況應及時處理。如發生事故(如短路,飛車或合上電源開關電機不轉動等)，不要驚惶失措，而應立即拉斷機組總開關，保持現場進行檢查，確定事故原因后再進行

9、實驗。造成儀器設備損壞者，如實填寫事故報告單,聽候處理.在實驗室不得腳踏電， 或坐在電機上，不得用粉筆在儀表和實驗臺上寫字，不得將導線和工具亂拋，也不要擅自取用其他實驗臺上的儀器設備。第二章 電機實驗中常用物理量的測量§2-1 絕緣電阻的測定 絕緣電阻的測定是電機電器絕緣檢驗項目之一，通過絕緣電阻的測定可以檢查絕緣是否受潮。有無局部缺陷等。為了確保電機安全運行，其繞組對機殼間及繞組相互間的絕緣電阻必須符合一定的要求。因此在型式試驗、檢查試驗和正常運行中，要對絕緣電阻進行測定。一、絕緣電阻的大小影響絕緣電阻大小的因素很多，如絕緣材料的質量，受潮程度及溫度等等。根據國家標準規定，電機繞組

10、的絕緣電阻在熱態時，應不低于下式確定的數值。式中：U電機繞組的額定電壓(伏)； PN一電機的額定功率，直流電機和交流電動機功率單位為千瓦；對交流發電機和同步補償機單位為千伏安。 由上式可知，500伏以下的低壓電機電器，熱態時其絕緣電阻不低于0.5兆歐。如果低于這個數值，應分析原因，采取相應措施，以便提高絕緣電阻。否則，強行投入運行，可能會造成人身和設備事故。二、測量方法 1絕緣電阻用兆歐表測定，所用兆歐表的規格，根據被測電機的額定電壓按表21選用。 2測量絕緣電阻時，如果交流電機的各相繞組或直流電機的各種繞組分別有出線端引出，則應分別測量各繞組對機殼及各繞組相互間的絕緣電阻。若各繞組已在電機內

11、部聯接起來，允許僅測量所有相連繞組對機殼的絕緣電阻。3常用的手搖兆歐表，表內有一手搖發電機，發電機發出的電壓與速度有關，因此，為了維護施加在被測設備上的電壓一定，測量時應以兆歐表規定的轉速均勻地搖動兆歐表，待指針穩定后方可讀數。§2-2 繞組直流電阻的測量在電機試驗中，有時需要測定繞組的直流電阻，用以校核設計值，計算效率、調整率以及確定繞組的溫升等。繞組的電阻大小是隨溫度變化的，為此，需要測定各種繞組在實際冷狀態下的直流電阻及相應的溫度，以便將該電阻換算至基準工作溫度時數值。一、繞組在實際冷狀態下溫度的測定1、用溫度計測量電機繞組端部或鐵芯或軸伸的表面溫度，若此溫度，與周圍空氣溫度相

12、差不大于±30C，則上述溫度計所量得的溫度即為繞組在實際冷狀態下的溫度。2、在測量繞組直流電阻以前，如果已將電機在空氣中靜置下列時間：額定功率在10千瓦以下的電機不少于8小時，100千瓦至1000千瓦的電機不少于16小時，此時周圍空氣的溫度即可作為電機繞組的溫度。二、測量方法1、電橋法 采用電橋測量電阻，究竟選用單臂電橋還是雙臂電橋，取決于被測繞組電阻大小和精度要求。測量小于1歐的電阻，必須采用雙臂電橋，因為單臂電橋量得的數值中，包括了連接線的電阻和接線成柱的接觸電阻，給低電阻的測量帶來較大的溫差。 用電橋測電阻時，應先將刻度盤旋轉到電橋大致平衡的位置，然后按下電池按鈕，接通電源，待

13、電橋中的電流達到穩定后，方可按下檢流計。測量完畢后，應先斷開檢流計，再斷開電源，以免檢流計受到沖擊。 電橋法測定繞組準確度及靈敏度高，并有直接讀數的優點。2、電流表和電壓表法 用電流表和電壓表測量電阻時，應采用電池或其他電壓穩定的直流電源為測量用電源。被測電阻應與變阻器和電流表串聯，根據電阻大小選用如圖21(a)、(b)所示中的一種。 測量時被測繞組中的電流值不應大于繞組額定電流的25，同時應盡快同時讀數，以免因繞組發熱影響測量的準確度。測量小電阻，按圖21(a)接線，考慮電壓表(內阻為v的分路電流，被測繞組的直流電阻為若不考慮電壓表分路電流，U/I，計算值比實際電阻值偏小，電阻越小，分路電流

14、越小，誤差則越小，故此種接線適用于測量小電阻。測量大電阻按圖21(b)接線，考慮電流表內阻A上的電壓降，被測繞組的直流電阻為 若不考慮電流表內阻的壓降，=U/I，計算值中包括有電流表內阻，故此實際值偏大，繞組電阻越大，電流表內阻越小，誤差越小，故此種接線適于測量大電阻。 相應于不同電流值測量三次，取三次測量的平均值作為繞組直流電阻。計算繞組銅耗時，應采用相電阻的平均值，如果三相繞組在電機內部接成Y形，則相電阻按下式確定 如果三相繞組在電機內部接成形，則相電阻按下式確定 式中：t在出線端測得三個電阻值的算術平均值。三、將實際冷狀態電阻換算到基準工作溫度下的電阻測得的冷態直流電阻按下式換算到基準工

15、作溫度時電阻 式中：w基準工作溫度A、E、B級絕緣為750C；F、H級絕緣為1150C；-繞組實際冷態溫度0C；-繞組實際冷態電阻(歐)；K-常數，銅K235，鋁K228。§2-3 溫度的測量電機中絕緣材料的壽命與運行時的溫度密切相關，為了保證電機安全，正常地運行，需要監視與測量電機繞組及其他各部分的溫度。測量溫度的方法有三種：溫度計法，電阻法和埋置檢溫計法。一、溫度計法 本方法所用的溫度計是指膨脹式溫度計(例如水銀、酒精溫度計等)，半導體溫度計以及非埋置的熱電偶或電阻溫度計。本方法簡單可靠，電機中不能用電阻法測量溫度的部位：如定子鐵芯、軸承及冷卻介質等，可用溫度計來測量。測量方法：

16、將溫度計貼附在電機可接觸的表面，以測出接觸點表面的溫度。為了減少誤片，從被測點到溫度計的熱傳導應盡可能良好，測量點與溫度計的球部應用絕緣材料覆蓋好，應當注意，在電機存在變化磁場的部位，如定于鐵芯不應采用水銀溫度計，而應采用酒精溫度計，以免影響測量結果的準確性。二、電阻法溫度改變，繞組的直流電阻亦會改變，根據這個原理，利用電阻法來測量繞組的溫度，應盡可能在電機運行時測量繞組的熱態電阻，在設備條件許可時可采用高壓或低壓帶電測溫裝置，利用該裝置測得電機繞組冷態電阻C及熱態電阻f。繞組對于冷卻介質的平均溫升，可按下列公式計算： 如果不能采用帶電測量裝置，而電機各部分的溫度不能在停車后1520秒鐘內測出

17、時，則所得的溫度應修正到停車(即斷電)瞬間。校正方法如下：在電機切斷電源后，立即測量距斷電瞬間的時間t(秒)及相應的電阻，按一定時間間隔測取數點，取冷卻曲線f（t）或溫度曲線f（t）， 繪制冷卻曲線，建議采用半對數坐標紙(如圖22)，在橫軸(等分坐標)上取時間坐標，在縱軸(半對數坐標)上取電阻或溫升坐標，將冷卻曲線延長到與縱軸相交，交點的縱坐標即為斷電瞬間繞組的電阻(或溫升)。如果沒有半對數坐標紙則可在等分坐標紙上繪制冷卻曲線。如果在停車以后，電機個別部分的溫度先開始上升，然后再下降，則應取所量得溫度中的最高數值作為電機停車瞬時的溫度。三、埋置檢溫計法在電機制造時，就將電阻溫度計或熱電偶埋置于

18、電機制造完成后所不能達到的部位(如槽內導體間和鐵芯內)，此法用于測量繞組或鐵心占最熱點處的溫度，也可用以監視局部溫升狀況。§2-4 功率的測量電功率由瓦特表進行測量，交、直流電功率的測量，般多采用電動式瓦特表。此種瓦特表有一個電壓線圈和電流線圈，它們的同名端均標有“*”或“士”號，電壓線圈利用串聯附加電阻做成多個電壓量程，電流線圈也可串、并聯接構成兩種電流量程，另外瓦特表上還裝有一個改變指針偏轉方向的“+”、“一”極性開關。一、正確選用瓦特表選用瓦特表時，要根據被測線路電壓高低和電流大小來選擇電壓量程和電流量程，若被測交流線路的電壓(電流)超過瓦特表的最大量程，應配用適當變比的互感器

19、來擴大量程，使線路中電流和電壓均在瓦特表的量程范圍內。同時還要考慮被測電路的功率因數高低，選用普通的瓦特表(額定功率因數COSN1，在表面上沒有標出)或是低功率因數瓦特表(如COSN0.2 或0.1)。瓦特表的功率常數由下式求得：CUN(瓦格)式中：U 電壓量程(伏)一一電流量程(安)q瓦特表的滿刻度格數由上式可見瓦特表每格所代表的瓦特數與cosN、有關，所以應根據負載電壓、電流大小及種類，來選擇量程大?。贿x用或cosN或cosN.2的瓦特，以提高測量精度。二、正確接線 1瓦特表的電流線圈與被測負載串聯，一端接至電源，另一端接負載端。 2瓦特表的電壓線圈并接在負載兩端，它的同名端與電流線圈的同

20、名端接在一起，它的另一端接到負載的另端。 圖23a)與)所示的兩種接線方法都是符合以上規則的，都是正確的，按該圖接線，如果極性開關指“”，瓦特表指針作正向偏轉，則功率由電源輸向負載；反之，指針反向偏轉，表示功率反向輸送，此時，可將極性開關按向“一”或者將電流線圈端頭調換一下，但決不能將電壓線圈互換如圖24所示。這里因為電壓線圈的附加電阻是串中在同名端，測試電壓的大部分降落在該電阻上，使得電壓線圈與電流線圈之間的電位差接近測試的全電壓，有可能使線圈間的絕緣被擊穿，還會引起測量誤差。 圖23a)所示聯接法被廣泛采用。瓦特表的讀數中除包括負載功率外，還有消耗在電流線圈中的功率， 當負載電壓高，電流較

21、小時，這項損耗很小，可以忽略。圖23b)所示聯接適用于低電壓大電流負載的功率測量，瓦特表的讀數中除包括負載功率外，還有消耗在電壓線圈及其串聯電阻中的功率。三、三相有功功率的測量 三相功率的測量，可以采用一瓦特表法和兩瓦特表法。 一瓦特表法：三相對稱電路只用一個單相瓦特表測量任一相的功率，三相功率等于一瓦特表讀數的3倍。 二瓦特表法：需用兩個單相瓦特表或用一個三相瓦特表(它相當于兩個單相瓦特表的組合)，適用于三相功率任意分布電路(除三相四線制外)。三相總功率等于兩瓦特表讀數的代數和。用兩瓦特表測量三相功率的接線圖和相應的矢量圖如圖2 5a)和)所示。在三相電壓，電流對稱的情況下，兩瓦特表的讀數分

22、別為三相功率為由上式可見，兩瓦特表讀數的大小和正負都隨被測功率的性質而變。歸納起來，有如下幾種情況： 因此，用兩瓦特表測三相功率時應注意下幾點：1)接線要正確，兩個瓦特表的同名端的接法要一致，否則，將不便于正確判斷讀數的正負。2)記錄兩瓦特表的讀數時，必須同時記清楚瓦特表讀數的、極性，取其代數和為三相功率。四、三相無功的測量三相對稱電路可以利用瓦特表測量無功功率，方法有兩種。1、瓦特表法：在三相對稱電路中，可用一個單相瓦特表按圖2 6接成來測量三相無功功率。由圖2 5)上的矢量圖可見和間的相位差為9，因此瓦特表的讀數為：在三相對稱電路中，三相無功功率為因此將圖26中瓦特表的讀數乘以，即得到三相

23、無功功率Q。2兩瓦特表法：在對稱三相電路中，根據三相有功功率的兩瓦特表的讀數，可按下式求得三相無功率：第三章 直流電動機實驗實驗一 直流電動機認識實驗 一 實驗目的1 了解電機實驗室電源狀況及分布，主要設備的使用方法并學習實驗守則和安全操作規程。2 了解電機實驗的目的及進行方式。3 學習直流電動機的基本接線方法和實際操作方法。 二 實驗設備1 DJT-II 型系列電機實驗臺，其結構及操作方法見附錄1。電源 DY01,DY02,DY03.模塊 DM08,DM09.2. SDF-1型電動發電機組一組3. DB-1型直流啟動變阻器一臺；4. 滑線變阻器 1A，240歐，2只；三 預習要點：1 直流電

24、動機啟動時為什要用啟動器。2 直流電動機啟動時勵磁回路電阻應調到什位置？為什么？四 實驗原理：1 直流電機的構造：直流電機是由不動部分和轉動部分組成，不動部分叫定子，如圖1 (a)所示，它包含機殼和磁極。磁極由機心和極掌組成。勵磁繞組套在極心上，極掌用于擋住勵磁繞組并使氣隙的磁阻減，小極掌的弧線有一定的形狀，以改善氣隙磁通密度的分布。 圖1轉動部分叫電樞，如圖1（B）所示，它由電樞鐵心，電樞繞組和換向器組成，電樞鐵心是一個圓柱體，它由外圓周上沖有槽孔的硅鋼片疊壓成，所以它的外圓邊上有均勻的軸向線槽。線槽中放置電樞繞組。換向器是直流電機的特征，由楔形銅片組成，銅片與銅片之間用云母片絕緣。換響器固

25、定在電樞鐵心的轉軸上，與軸絕緣，換響器外面與用彈簧壓著的電刷接觸，電刷安置在電刷架上，電刷架固定在端蓋上。電樞繞組通過換響器、電刷與電路連接。2 直流電機按勵磁方式的類 直流電機按勵磁方式可分為四類：（1）他勵。勵磁繞組由其它直流電源供電，如（圖2 （A）所示。（2）并勵。勵磁繞組與電樞繞組并聯，如（圖 2 （B）所示。（3）串勵。勵磁繞組與電樞繞組串聯，如（圖 2 （C）所示，勵磁電流等于電樞電流。（4） 復勵。勵磁繞組分為兩組，一組與電樞繞組并聯，一組與電樞繞組串聯 如（圖 2（D）所示。（A）他勵 （B）并勵 （C）串勵 （D）復勵 圖23并勵直流電動機（1） 并勵直流電動機的基本公式圖

26、3 是并勵直動機的電路圖,它含有兩支路：一條是電樞電路；另一條是勵磁電路?？傠娏鱅A和勵磁電流IF之和。即 I=IA + IF （1） 并勵直流電動機的勵磁電流通常僅為額定電流的 （15）%IIFIAUL EARA 圖3當電樞繞組電流IA 通過時，它受到磁極磁場作用而產生電磁轉矩，其大小與每極磁通和電樞電流IA的乘積成正比，即 M=CMIA （2）式中CM是與電機結構有關的常數。 當電樞轉動后，電樞繞組的每條有效邊不斷切割磁通而產生感應電動勢。整個繞組產生的總電動勢EA與磁通和轉速n的乘積成正比,即 EA=Cen (3)式中Ce是與電動機有關的常數，作為電動機運行時電樞繞組的感應電動勢EA的方

27、向總是與電樞電流IA的方向相反，故稱為反電動勢。 在圖3的電樞電路中，各電路變量的參考方向符合電動機慣例，故有 U= EA + IARA （4）式中RA為電樞繞組的電組。上式可改寫為 IA = （U EA）/ RA （5）由式（3） 及（4）可得電動機的轉速為 n = EA/（C E ）= （UIARA）/ （C E ） （6）（2）并勵直流電動機的啟動把式（3）代入式（5）得 IA =（ UCen）/ RA （7）上式表明IA隨轉速升高而減小，當啟動時，n=0，這時的電流稱啟動電流，用Is表示。由于RA很小，故啟動電流很大。例如一臺75千瓦的電機額定電壓為220伏，Ra =0。2，額定電樞電

28、流In=40A，但啟動電流IS =U / RA =220/0.2=1100A，比In大20多倍。這樣大電流有損害電源和電機的危險，因此直流電動機一般不允許直接啟動，如果啟動時在電樞回路中接入一個可變的啟動電阻Rs=4，則啟動電流降為 IS=U/（Ra+Rs）=220/（0.2+4）=52.4A實際上，啟動電流一般為額定電流的100-150%。 這樣即保證了有足夠的起動轉矩。又可避免出現過大的起動電流。 當電機起動后，轉速逐漸升高，反電動勢不斷增大。電樞電流也隨之減小，這時可逐步減少啟動電阻值，最后全部撤走，電機投入正常運行。應當特別注意： 電動機在啟動和運轉中。勵次電路一定要接通。否則將引起電

29、樞電流過大或“飛車”而損壞電機。五 實驗內容1 學習電機實驗的一般知識及實驗室守則。2 結合實物認識直流電動機銘牌及繞組出線標記。3 根據銘牌數據正確選擇儀表量程及有關輔助設備。4 通過直流電動機的典型線路的連接，學習正確的接線方法，5 學習直流電動機的起動。六 實驗說明。 實驗線路如圖4 說明：圖中ZD表示SDF1中的直流電動機，TF為SDF1中的同步發電機，負載是ZFXR負載箱，也可用燈箱負載；模塊DMO9是直流電流表015A；同步發電機和負載ZFXR是作為直流電動機的負載，當用同步發電機輸出電流增大時，電動機的負載隨之增大。1 儀表，導線及輔助設備的選擇與使用正確地選擇和使用儀表設備對于

30、實驗的順利進行，實驗結果的準確程度都具有重要意義。下面介紹儀表，導線，及輔助設備的選擇：1） 儀表選擇：一般教學實驗用儀表精度適當即可，精度不必太高。一般為，1.0級左右。儀表的量程要稍大于被測量的最大值，但又不宜太大。讀數最好在儀表量程的2/3左右。若被測量變化范圍很大，也應使讀數在1/44/4之間。 例如：SDF-1型直流電動機 2.2KV；220V；12.4A；1500轉/分。Un=220v,選用模塊DM07，0-300V的直流電壓表，UN，IN，IFN分別表示額定值時電壓，電樞電流和勵磁電流。 In=12.4A,考慮負載由小到大的變化范圍為（0.21.2 IN）=2。4814。88A。

31、可選用模塊DM09直流電流表0-15A。通常IFN=（2-3）% IN，可選模塊DM08直流電流表0-1A，選滑線變阻器（1A，240歐）為Rfd。 DY03(11)DB-1AAa負載（ZFX-R）注：DY03（11）“直流電機電樞電壓”輸出端。上正、下負。DY03（13）“同步發電機勵磁電壓”輸出端。上正、下負。 + - 220V B 20AD C A DMO7 rfd DM08H1 B1 B2 ZDH2F1 KDY03 (13) AIfF2 DM08U V TF NDM03W DM10 V F A DM15 圖4 2） 儀表設備的正確使用： a 使用儀表前須將指針調到0點位置，看清楚標尺的

32、位置，確定比例常數。b 儀表接入的相互位置應考慮到測量的誤差問題。例如，用伏安法測量電阻時應注意按被測電阻大小來確定電流表和電壓表的前后位置。c 使用電流表，電壓表，交直流兩用表，伏特表，萬用表及其它多量程的儀表時，應注意轉換開關的位置或改接量程。每次測量之前均應檢查一下，d 在有沖擊電流時，電流表必須接分路開關，分路開關的接法如圖5所示，直流電流表應注意正負極性。 （a）正確接法 （b）錯誤接法圖5e 電壓表應并聯在電源開關的電源端，而電源開關上保險絲則應接在負載端,如圖6所示，這樣在未加負載前可以量出電壓值，知道是否符合要求，而當切除負載時也不致在電壓表上產生瞬間過壓.開關的保險絲接在負載

33、端，以便在拉開開關后即可更換，而不必切斷總電源。（a）正確接法 （b）錯誤接法圖6f 使用滑線變阻器時，應特別注意切勿超過其允許通過的電流值。否則會燒壞，當使用幾個不同截流能力的電阻器串聯時，應注意調節的先后順序。如果要減小電阻增大電流，則應先調阻值較大而載流能力較小的滑線變陰器。 調完后才允許調 載流能力較大的。因為在調節過程中，電流不斷增大，所以先將載流能力小的電阻切除，反之，當增加電阻減小電流時，應先將載流較大的而電阻較小的電阻器加入電路。3） 導線選擇根據電流的大小選擇導線的粗細，具體數據可參考電工手冊，一般實驗室中導線有兩類，粗的載面大，用于主回路，如電樞回路，細的截面小，負荷一般不

34、超過35A，用于輔助電路，如電機的勵磁電路及電壓表，頻率表等接線.為使主輔線路醒目，粗細線不要亂用。4） 熔斷絲選擇根據被試電機負載電流的大小。選擇適當的熔斷絲（保險絲），通常按（1.21.5）IN 選用熔斷絲。5） 負載選擇實驗時機組負載可采用ZFX-R型交直流負載箱，有些實驗室用燈柜或電阻作電機負載，用燈泡作負載時要注意電壓值的配合，不要超過燈泡電壓值，否則，燈泡壽命大大縮短甚至燒毀。應逐步調節，不要產生沖擊。2 直流電動機的啟動起動前應將：1） 起動電阻調到最大，以限制啟動電流；2） 電動機磁場電阻調到最小，以產生較大磁通和啟動轉短，3） 發電機不勵磁按圖 4接好線后，做到上述三點要求，

35、經教師檢查無誤，然后接通電源，啟動電機后，將啟動電阻逐級切除。注意:每次停機或斷開電源后，都要將啟動電阻、磁場電阻退都上述啟動前應有的位置，以便下次啟動。七 實驗報告要求：1） 根據實驗室的實際情況畫出同步發電機和并勵電動機的具體實驗線路圖。2） 電機實驗應注意什麼？本次實驗的心得體會及對實驗的體會。實驗二 直流發電機實驗一、實驗目的 1掌握直流發電機的實驗研究方法； 2研究直流發電機自勵發電時的自勵條件； 3用實驗方法測取直流發電機的主要運行特性。二、預習要點1擬定實驗線路，詳細的操作步驟及應該記錄的數據。2操作直流電動機，應注意哪些事項?為什么?若勵磁回路串聯的電阻值為最大位置，可能產生什

36、么后果?3如果并勵發電機的電壓建立不起來，可能有哪些原因?應采取什么措施?4增加發電機負載，電動機轉速是否會變化?為什么?應采取什么樣措施隨時保n=nFN不變?5：如何決定積復勵發電機串勵繞阻的正確接法?你能提出幾種判斷方法?三、實驗內容和實驗設備 (一)本次實驗主要內容 1研究并勵發電機的自勵條件并測取并勵發電機的外特性； 2他勵發電機額定運行點的調節和帶負載的操作方法； 3測取他勵發電機的空載特性，外特性和調節特性； 4將發電機作復勵聯接，確定所接發電機為積復勵還是差復勵發電機，并測取積復勵發電機的外特性。 (二)主要儀器設備 1、DJT-實驗臺； 電源DT01、DY02、DY03。 模塊

37、DM08、DM09。 2、SDF一4型電動發電機組一組； 3、ZFXR型負載箱一臺； 4、滑線變阻器，lA，240fl，2只。四、實驗說明 1并勵直流發電機電壓的建立： 把發電機接成并勵發電機，起動異步電動機，使發電機轉速為額定值nfN(1450轉)。 (1)測量發電機電樞兩端有無剩磁電壓； (2)在并勵發電機的勵磁回路中串入一定大小的電阻(模塊DMl9)，合上開關觀察發電機端電壓是升高還是降低，如果發電機端電壓減少，則極性接錯，此時應改變勵磁繞阻與電樞繞組并聯的極性。(3)改變勵磁回路中串聯電阻的大小，觀察對發電機建立電壓的影響。如果串聯電阻太大，使發電機勵磁回路電阻超過臨界電阻值。則發電機

38、電壓就建立不起來。 2，并勵發電機的外特性有關SDF一4型機組的數據見附錄2的內容。保持發電機轉速n=nFN，合上供電閘刀，調節負載使發電機輸出電流為額定值IN，端電壓為額電壓UN，保持此時勵磁回路的電阻值不變，逐步減少負載電流直至為零，測取Uf（I）的函數關系，取67點記人表21。表2-1 n=nFN=常數 Rf=RfN=常數I（安）U（伏）3 他勵直流發電機的外特性n=nFN常數，Rf=RfN=常數下，U=f（I）曲線。將發電機的勵磁繞組B1、B2和電阻Rf串聯后接直流電源。保持發電機轉速為額定轉速，接通負載，逐步增大負載電流，同時調節發電機勵磁電流，使發電機輸出電流為額定值IN，端電壓為

39、額定值UN，保持此時勵磁電流IfN不變(滿足U=UN，n=nfN，I=IN所對應的勵磁電流叫額定勵磁電流)。減少發電機的負載電流直到零，在電流升高和電流下降情況下，測取67點，記入表22。表2-2 n=nFN=常數 If=IfN=常數I（安）U（伏）4、他勵直流發電機的調節特性保持轉速為額定轉速，改變直流發電機負載的同時，調節發電機的勵磁電流，保持發電機的端電壓為UN不變。當電樞電流從零增加到IN，測取6一?個點記入表23。表2-3 n=nFN=常數 U=UN=常數I（安）If（安）5測取他勵發電機的空載特性n=nFN=常數、I=0時，U。f（If）曲線按擬定的線路接線，起動機組，調節異步電動

40、機的轉速，使之等于被試直流發電機的額定轉速nfN，并保持不變。先將發電機的磁場電阻T調到最大，接通電源然后逐漸增加發電勵磁電流，使Uo(1.11.2)UN記錄Uo及If然后逐漸減小If記錄U0和If填人表2一4測取8一11點。其中在電樞電壓為額定值左右多測幾點(必須包括額定點)，最后斷開勵磁回路開關，記錄If0時的Uo。表2-4 n= 轉/分 If0= 安 UN= 伏U0伏If安If+If安實驗時，If只能單方向調節，否則因磁滯回線影響，使空載曲線不平滑。為了保證發電機能做出實驗所要求的完整空載曲線，在進行空載實驗時建議將發電機勵磁繞組按圖2·4接線。If見附注6積復勵發電機確定直流

41、發電機復勵形式。起動直流電動機，使發電機端電壓和電樞電流為某一數值。用一導線將串勵繞組(Cl，C2)短接，由電壓變化情況來判斷接成積復勵。測取積復勵發電機的外特性，實驗方法和記錄數據與并勵實驗相同。五、實驗報告1畫出他勵直流發電機的空載特性曲線。2在同一坐標紙上繪出他勵、并勵、復勵發電機外特性曲線，求出他勵、并勵發電機電壓變化率。3實驗結果分析討論及心得體會。 附 注一、額定電壓時電機磁路飽和系數的求法和臨界電阻的計算。原實驗數據曲線是U。f（If），有剩磁電壓OE。若把曲線(見圖35)沿直線部份延長交橫軸于O/點，可得空載特性曲線U/0f（If）。由此可得電機飽和系數，一般K=1.11.35

42、。其臨界電阻二、電壓變化率的計算：第四章 變 壓 器 實 驗實驗一 單相變壓器一、實驗目的通過空載、短路及負載實驗，確定單相變壓器的參數及運行特性。二、預習要點：1在空載與短路試驗中，各種儀表怎樣聯接，才能使測量誤差最小?2，如何用試驗方法測定變壓器的鐵耗及銅耗?3變壓器空載及短路試驗時應注意哪些問題?一般電源應接在哪方比較合適?三、實驗內容和實驗設備(一) 本次實驗主要內容(二) 主要儀器設備1DJTII實驗臺；電源DY01、DY02；模塊DM03、DM05，DM21；2低功率因數瓦特表，低量程交流電流表、電壓表；功率因數表(單相)；3JBl教學變壓器，其參數見附錄。四、實驗說明(一)測變比

43、 如圖41所示，電源經凋壓器BT接至低壓線圈，高壓線圈開路，閉合電源開關K，將低壓線圈外施電壓調至50額定電壓左右，測量低壓線圈電壓Uax。及高壓線圈電壓UAx對應不同輸人電壓，共取讀數三組，記錄于表41中。表4-1序號Uax（伏）UAX（伏）K(二)空載試驗變壓器的鐵耗與電源的頻率及波形有關，試驗電源的頻率應接近被試變壓器的額定頻率（允許偏差不超過±1），其波形應屬實際正弦波。 試驗線如圖42所示，一般是在變壓器低壓線圈接電源，高壓線圈開路。中小型電力變壓器空載電流I。416IN，依此選擇電流表與瓦特表的電流量程。變壓器空載運行時功率因數甚低，一般在0.2以下，應選用低功率因數瓦特

44、表測量功率，以減少功率測量誤差。變壓器接通電源前(開關K合閘前)，調壓器BT應調在輸出電壓最小位置，以避免電流表和瓦特表被合閘瞬間沖擊電流所損壞。合開關K后，調節電壓至1. 2UN，然后逐次降壓，每次測量空載電壓U0、電流I0及損耗P0。，在12一05UN范圍內，共取讀數67組(包括U0= UN。點，在該點附近測點應較密)，記錄于表42中。 (三)短路試驗變壓器短路試驗時，一般高壓線圈接電源，低壓線圈則直接短路(或接一電流表短路)，如圖43所示。短接導線要接牢，其截面積應較大。 中小型電力變壓器短路電壓數值約為38%UN，為避免過大的短路電流，接通電源前，必須將調壓器至輸出電壓為零的位囂，然后

45、閉合開關K，逐漸增加電壓使短路電流升至1.11IN。在1.10.5IN范圍內，測量短路功率PK、短路電壓UK及短路電流Ik，共取讀數45組(包括Ik=IN)，記錄于表43中。本試驗應盡快進行，否則線圈發熱，線圈電阻增大。測量變壓器的周圍環境度溫度，把它作為試驗時線圈的實際溫度0C。(四)負載試驗如圖44所示，變壓器原方線圈經調壓器，開關K1接電源，副方線圈經開關K2接負載，負載有可變電阻RL和電抗器XL。1純電阻負載試驗變壓器副方經開關K2接可變電阻(燈箱或變阻器)，先將負載電阻值調至最大，然后閉合開關K1，調節外施電壓使U1U1N，閉合開關K2后，保持UlU1N，不變，逐次減少負載電阻，增加

46、負載電流，在輸出電流從零（I20，U2=U20）至額定值范圍內，測量輸出電流I2和電壓U2，共取讀數56組(包括I2=IN點)，記錄于表4一4中。2電感性負載(cos0.8)上面純電阻負載試驗線路中，增加一個電抗器XL，與負載電阻并聯(或串聯)組成變壓器的感性負載。為監示負載功率因數，需在變壓器輸出端接功率因數表，變壓器接通負載前把負載電阻RL及電抗器XL調至最大值，閉合開關K1、K2后，調節變壓器外施電壓U1=U1N,保持U1=U1N, cos0.8不變，逐次減少負載電阻和電抗，增加負載電流，在負載由零至額定值范圍內，測量輸出電流I2和電壓U2共取讀數56組，記錄于表45中。五、實驗報告(一

47、)j計算變比根據測變比試驗所得三組數據，分別計算變比K，取其平均值作為被試變壓器的變比(三) 根據空載試驗數據作空載特性曲線和計算激磁參數。2計算激磁參數 從空載特性上查得空載電壓為額定電壓(U0=UN)時的I*及Po，用以計算激磁參數。 空載電流很小，空載時銅耗可忽略，認為空載試驗所測功率即為變壓器的鐵耗，因而激磁電阻 再忽略原方線圈的漏阻抗則 因空載試驗在副方進行，折合到原方： (三)根據短路試驗作短路特性曲線和計算短路參數1 作短路特性曲線 2計算短路參數從短路特性曲線上查得短路電流等于額定電流的短路電壓UK和短路損耗Pk，計算試驗溫度0C下的短路參數。 計算短路電壓(阻抗電壓)百分數

48、式中：PkN額定電流時的短路損耗； uk一阻抗電壓百分數，中小型電力變壓器為38；大型電力變壓器8G15。四）根據空載和短路試驗測定的參數，畫出被試變壓器的簡化等值電路圖。(五) 根據負載試驗數據，計算電壓變化率。1作純電阻負載的外特性曲線 根據表44的數據，繪出外特性曲U2=f（I2）。2作電感性負載的外特性曲線 根據表45的數據，繪出外特性曲線U2=f（I2）。3按下式分別計算兩種特性(cos1、0.8)負載下被試變壓器的電壓變化率： 將上面計算結果與由外特性曲線所得的進行比較，分析負載性質對變壓器輸出電壓的影響。(六)確定變壓器的效率1 用間接法計算功率因數cos0.8時不同負載下變壓器

49、的效率。 式中 P2PNcos2(千瓦)； PN變壓器的額定容量(干伏安)； P0額定電壓下的空載損耗。取=0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 1.2，算出各點效率，計算數值記錄于表46中，并作效率曲線。計算被試變壓器最大效率時的負載系數 實驗二 三相變壓器 一、實驗目的 通過空載、短路及負載試驗，確定三相變壓器參數及運行特性。 二、預習要點 1如何用兩瓦特表法測三相功率?空載和短路試驗中為了減小測量誤差，儀表應怎樣聯接? 2三相芯式變壓器的三相空載電流是否對稱?為什么？ 3如何用試驗方法測定變壓器的鐵耗與銅耗? 4變壓器空載與短路試驗時應注意哪些問題，一般電源應接在哪方比較合適? 三、實驗內容和實驗設備 (一)本次實驗主要內容1 測變比2 空載試驗3 短路試驗4 負載試驗(二)