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电机学实验指导书诸 葛 致 编机电与交通工程系电气实验室2004年3月-15-目录实验一直流电动机综合性实验1实验二单相变压器(应科第3个实验)4实验三三相异步电动机(应科第4个实验)12实验一直流电动机综合性实验一、综合性实验目的1、通过综合性实验,在直流电动机原理的基础上了解直流电动机的各部分结构;2、通过综合性实验,熟悉直流电动机各绕组的安装位置及其作用;3、根据实验要求,设计直流电动机各种运转方式下各绕组的接线方案,并详细分析之。二、实验预习要点1、直流电动机的工作原理;2、直流电动机的主要组成部分;3、电刷安装的位置及其作用;4、换向元件应处在的位置;5、换向绕组应安装的位置;6、串励绕组应安装的位置;7、直流电动机的电枢反应、换向原理及方法;8、直流电动机各绕组的作用。三、实验设备1、DD03导轨、测速发电机及转速表1台2、DJ15直流电动机(实验用电机)1台3、DDSZ-1型电机及电气技术实验装置1套4、Z2-11直流电动机(实际生产用电动机)1台四、综合性实验内容1、DJ15电机正转接线方案设计根据DJ15直流电动机的工作原理及各绕组的作用,设计DJ15直流电动机正转(即机身上剪头所表明的方向)的各绕组的接线方案。绘制直流电动机接线原理图,在图中标明各绕组及其端号,并详细分析各绕组的作用。2、DJ15电机反转接线方案设计根据DJ15直流电动机的工作原理及各绕组的作用,设计DJ15直流电动机反转的各绕组的接线方案,要求设计两个方案;绘制直流电动机接线原理图,在图中标明各绕组及其端号,并分析各绕组的作用。3、Z2-11直流电动机正转时各绕组接线方案设计仔细察看已拆开的Z2-11直流电动机的内部结构,掌握各部分结构的原理和作用。根据Z2-11直流电动机的工作原理及各绕组的作用,设计Z2-11直流电动机正转(即机身上剪头所表明的方向)的各绕组的接线方案。绘制直流电动机接线原理图,在图中标明各绕组及其端号,并分析各绕组的作用。4、Z2-11直流电动机反转时各绕组接线方案设计仔细察看已拆开的Z2-11直流电动机的内部结构,掌握各部分结构的原理和作用。根据Z2-11直流电动机的工作原理及各绕组的作用,设计Z2-11直流电动机反转的各绕组的接线方案,要求设计两个方案;绘制直流电动机接线原理图,在图中标明各绕组及其端号,并详细分析各绕组的作用。五、综合性实验的设计要求:要求详细绘制方案接线图(要求作详细的标注,包括各绕组名称及其端号),详细分析各绕组的作用;分别对正转反转接线方案进行详细的比较分析(如某绕组的接线为什么要反接?从原理和作用进行详细阐述)。六、实验报告1、根据上述实验,当场写出详细的实验报告作为考核试卷;2、必须统一在试卷的第一行写清实验序号、姓名、学号、机号、考核时间;3、总结一些心得体会等。七、评分标准1、方案设计占 50分2、线路操作占 30分3、实验报告占 20分要求自带空白的实验报告参加考核,每人一组独立完成。若经认真思考后还不懂,亦可向指导老师询问,但你的成绩要视情况适当扣分。要求在规定的时间内完成,迟到或推迟交卷均要扣分。实验二单相变压器一、实验目的 1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2、通过负载实验测取变压器的运行特性。二、预习要点 1、变压器的空载和短路实验有什么特点?实验中电源电压一般加在哪一方较合适? 2、在空载和短路实验中,各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小? 3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。三、实验项目 1、空载实验 测取空载特性U0=f(I0),P0=f(U0) , cos0=f(U0)。 2、短路实验 测取短路特性UK=f(IK),PK=f(IK), cosK=f(IK)。 3、负载实验 (1)纯电阻负载 保持U1=UN,cos2=1的条件下,测取U2=f(I2)。 (2)阻感性负载 保持U1=UN,cos2=0.8的条件下,测取U2=f(I2)。四、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1D33交流电压表1件2D32交流电流表1件3D34-3单三相智能功率、功率因数表1件4DJ11三相组式变压器1件5D42三相可调电阻器1件6D43三相可调电抗器1件7D51波形测试及开关板1件 2、屏上排列顺序 D33、D32、D34-3、DJ11、D42、D433、空载实验 1)在三相调压交流电源断电的条件下,按图2-1接线。被测变压器选用三相组式变图2-1 空载实验接线图压器DJ11中的一只作为单相变压器,其额定容量 PN=77W,U1N/U2N=220/55V,I1N/I2N=0.35/1.4A。变压器的低压线圈a、x接电源,高压线圈A、X开路。2)选好所有电表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底,即将其调到输出电压为零的位置。 3)合上交流电源总开关,按下“开”按钮,便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮,使变压器空载电压U0=1.2UN ,然后逐次降低电源电压,在1.20.2UN 的范围内,测取变压器的U0、I0、P0。 4)测取数据时,U=UN点必须测,并在该点附近测的点较密,共测取数据7-8组。记录于表2-1中。 5)为了计算变压器的变比,在UN以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表3-1中。 表3-1序号实 验 数 据计算数据U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos0 4、短路实验 1)按下控制屏上的“关”按钮,切断三相调压交流电源,按图2-2接线(以后每次改接线路,都要关断电源)。将变压器的高压线圈接电源,低压线圈直接短路。 图2-2 短路实验接线图2)选好所有电表量程,将交流调压器旋钮调到输出电压为零的位置。 3)接通交流电源,逐次缓慢增加输入电压,直到短路电流等于IN为止,在(0.21.0)IN范围内测取变压器的UK、IK、PK。 4)测取数据时,IK=IN点必须测,共测取数据6-7组记录于表2-2中。实验时记下周围环境温度()。表2-2 室温 序号实 验 数 据计 算 数 据UK(V)IK(A)PK(W)cosK 5、负载实验 实验线路如图2-3所示。变压器低压线圈接电源,高压线圈经过开关S1和S2,接到负载电阻RL和电抗XL上。RL选用D42上900加上900共1800阻值,XL选用D43,功率因数表选用D34-3,开关S1和S2选用D51挂箱 图2-3 负载实验接线图 (1)纯电阻负载 1)将调压器旋钮调到输出电压为零的位置,S1、S2打开,负载电阻值调到最大。 2)接通交流电源,逐渐升高电源电压,使变压器输入电压U1=UN。 3)保持U1=UN,合上S1,逐渐增加负载电流,即减小负载电阻RL的值,从空载到额定负载的范围内,测取变压器的输出电压U2和电流I2。 4)测取数据时,I2=0和I2=I2N=0.35A必测,共取数据6-7组,记录于表2-3中。表2-3 cos2=1 U1=UN= V序 号U2(V)I2(A) (2*)阻感性负载(cos2=0.8) 1)用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载,S1、S2打开,电阻及电抗值调至最大。 2)接通交流电源,升高电源电压至U1=U1N 3)合上S1、S2,在保持U1=UN及cos2=0.8条件下,逐渐增加负载电流,从空载到额定负载的范围内,测取变压器U2和I2。 4)测取数据时,其I2=0,I2=I2N两点必测,共测取数据6-7组记录于表2-4中。 表2-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 号U2(V)I2(A)五、注意事项1、在变压器实验中,应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。 2、短路实验操作要快,否则线圈发热引起电阻变化。六、实验报告 1、计算变比 由空载实验测变压器的原副方电压的数据,分别计算出变比,然后取其平均值作为变压器的变比K。 K=UAX/Uax 2、绘出空载特性曲线和计算激磁参数 (1)绘出空载特性曲线U0=f(I0),P0=f(U0),cos0=f(U0)。式中: (2)计算激磁参数 从空载特性曲线上查出对应于U0=UN时的I0和P0值,并由下式算出激磁参数 3、绘出短路特性曲线和计算短路参数 (1)绘出短路特性曲线UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。 (2)计算短路参数 从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK=IN时的UK和PK值由下式算出实验环境温度为()时的短路参数。 折算到低压方 由于短路电阻rK随温度变化,因此,算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75时的
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