机机 电电 传传 动动实验指导书实验指导书绍兴绍兴文理学院教文理学院教务处务处二二 O 一三年三月一三年三月实验一实验一 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性一、实验目的一、实验目的了解三相线绕式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。二、预习要点二、预习要点1、如何利用现有设备测定三相线绕式异步电动机的机械特性。2、测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。3、如何根据所测出的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。三、实验项目三、实验项目1、测定三相线绕式转子异步电动机在 RS=0 时，电动运行状态和再生发电制动状态下的机械特性。2、测定三相线绕转子异步电动机在 RS=36 时，测定电动状态与反接制动状态下的机械特性。3、RS=36，定子绕组加直流励磁电流 I1=0.6IN及 I2=IN时，分别测定能耗制动状态下的机械特性。四、实验方法四、实验方法1、实验设备序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机及转速表1 件2DJ23校正直流测功机1 件3DJ17三相线绕式异步电动机1 件4D31直流电压、毫安、安培表2 件5D32交流电流表1 件6D33交流电压表1 件7D34-3单三相智能功率、功率因数表1 件8D41三相可调电阻器1 件9D42三相可调电阻器1 件10D44可调电阻器、电容器1 件11D51波形测试及开关板1 件2、屏上挂件排列顺序D33、D32、D34-3、D51、D31、D44、D42、D41、D31 3、RS=0 时的电动及再生发电制动状态下的机械特性。图 6-2 三相线绕转子异步电动机机械特性的接线图 （1）按图 6-2 接线，图中图中 M M 用编号为用编号为 DJ17DJ17 的三相线绕式异步电动机，的三相线绕式异步电动机，额定电压：额定电压：220V,Y220V,Y 接法。接法。MGMG 用编号为用编号为 DJ23DJ23 的校正直流测功机。的校正直流测功机。S S1 1、S S2 2、S S3 3选用选用 D D5 51 1 挂挂箱箱上上的的对对应应开开关关，并并将将S S1 1合合向向左左边边 1 1 端端，S S2 2合合在在左左边边短短接接端端（即即线线绕绕式式电电机机转转子子短短路路） ，S S3 3合合在在2 2 位位置置。R R1 1选选用用D D4 44 4 的的1 18 80 0 阻阻值值加加上上D D4 42 2 上上四四A2V2MGR12S2RsA1I1V1UVWRsRsUaIaR2A4 R3IIf2 2 0 V 励 磁 电 源直 流 电 机 励 磁 绕 组2 2 0 V 电 枢 电 源1S112W1W2*只只9 90 00 0 串串联联再再加加两两只只9 90 00 0 并并联联共共4 42 23 30 0 阻阻值值，R R2 2选选用用D D4 44 4 上上 1 18 80 00 0 阻阻值值，R RS S选选用用D41D41 上上三三组组 4 45 5 可可调调电电阻阻( (每每组组为为 9 90 0 与与 9 90 0 并并联联) )，并并用用万万用用表表调调定定在在 3 36 6 阻阻值，值，R R3 3暂暂不不接接。直直流流电电表表A A2 2、A A4 4的的量量程程为为 5 5A A，A A3 3量量程程为为2 20 00 0m mA A，V V2 2的的量量程程为为 1 10 00 00 0V V，交流电表，交流电表 V V1 1的量程为的量程为 150V150V，A A1 1量程为量程为 2.5A2.5A。转。转速表速表 n n 置正向置正向 1800r/min1800r/min 量程。量程。(2) 确定 S1合在左边 1 端，S2合在左边短接端，S3合在 2位置，M 的定子绕组接成星形的情况下。把 R1、R2阻值置最大位置，将控制屏左侧三相调压器旋钮向逆时针方向旋到底，即把输出电压调到零。 (3) 检查控制屏下方“直流电机电源”的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开位置。接通三相调压“电源总开关” ，按下“开”按钮，旋转调压器旋钮使三相交流电压慢慢升高，观察电机转向是否符合要求。若符合要求则升高到 U=110V，并在以后实验中保持不变。接通“励磁电源” ，调节 R2阻值，使 A3表为 100mA 并保持不变。（4）接通控制屏右下方的“电枢电源”开关，在开关 S3的 2端测量电机 MG 的输出电压的极性，先使其极性与 S3开关 1端的电枢电源相反。在R1阻值为最大的条件下将 S3合向 1位置。（5）调节“电枢电源”输出电压或 R1阻值，使电动机从接近于堵转到接近于空载状态，其间测取电机 MG 的 Ua、Ia、n 及电动机 M 的交流电流表 A1的 I1值，共取 8-9 组数据录于表 6-6 中。 表 6-6 U=110V RS=0 If= mAUa(V)Ia(A)n(r/min)I1(A)（6）当电动机接近空载而转速不能调高时，将 S3合向 2 位置，调换MG 电枢极性（在开关 S3 的两端换）使其与“电枢电源”同极性。调节“电枢电源”电压值使其与 MG 电压值接近相等，将 S3合至 1端。保持 M端三相交流电压 U=110V，减小 R1阻值直至短路位置（注：注：D42D42 上上 6 6 只只900900 阻值调至短路后应用导线短接阻值调至短路后应用导线短接） 。升高“电枢电源”电压或增大 R2阻值（减小电机 MG 的励磁电流）使电动机 M 的转速超过同步转速 n0而进入回馈制动状态，在 1700r/minn0范围内测取电机 MG 的 Ua、Ia、n 及电动机M 的定子电流 I1值，共取 6-7 组数据记录于表 6-7 中。表 6- 7 U=110V RS=0 Ua(V)Ia(A)n(r/min)I1(A)4、RS=36 时的电动及反转性状态下的机械特性（1）开关开关 S S2 2合向右端合向右端 3636 端。开关端。开关 S S3 3拨向拨向 22端，把端，把 MGMG 电枢接到电枢接到 S S3 3上上的两个接线端对调，以便使的两个接线端对调，以便使 MGMG 输出极性和输出极性和“电枢电源电枢电源”输出极性相反。把输出极性相反。把电阻电阻 R R1 1、R R2 2调至最大。调至最大。 （2）保持电压 U=110V 不变，调节 R2阻值，使 A3表为 100mA。调节“电枢电源”的输出电压为最小位置。在开关 S3的 2 端检查 MG 电压极性须与 1 的“电枢电源”极性相反。可先记录此时 MG 的 Ua、Ia值，将 S3合向 1端与“电枢电源”接通。测量此时电机 MG 的 Ua，Ia，n 及 A1表的 I1值，减小 R1阻值（先调 D42 上四个 900 串联的电阻）或调高“电枢电源”输出电压使电动机 M 的 n 下降，直至 n 为零。把转速表置反向位置，并把 R1的 D42 上四个 900 串联电阻调至零值位置后应用导线短接，继续减小 R1阻值或调高电枢电压使电机反向运转。直至 n 为-1300r/min 为止，在该范围内测取电机 MG 的 Ua，Ia，n 及 A1表的 I1值。共取 11-12 组记录于表 6-8 中。（3）停机（先将 S2合至 2 端，关断“电枢电源”再关断“励磁电源” ，调压器调至零位，按下“关”按钮） 。表 6-8 U=110V RS=36 If = mAUa(V)Ia(A)n(r/min)I1(A)5、能耗制动状态下的机械特性（1）确认在“停机”状态下。把开关把开关 S S1 1合向右边合向右边 2 2 端，端，S S2 2合向右端合向右端（R RS S仍保持仍保持 3636 不变）不变） ，S S3 3合向左边合向左边 22端，端， R R1 1用用 D44D44 上上 180180 阻值并调至阻值并调至最大，最大，R R2 2用用 D42D42 上上 18001800 阻值并调至最大，阻值并调至最大，R R3 3用用 D42D42 上上 900900 与与 900900 并并联再加上联再加上 900900 与与 900900 并联共并联共 900900 阻值并调至最大。阻值并调至最大。 。（2）开启“励磁电源” ，调节 R2阻值，使 A3表 If=100mA，开启“电枢电源” ，调节电枢电源的输出电压 U=220V，再调节 R3使电动机 M 的定子绕组流过 I= 0.6IN=0.36A 并保持不变。（3）在 R1阻值为最大的条件下，把开关 S3合向右边 1端，减小 R1阻值，使电机 MG 起动运转后转速约为 1600r/min，增大 R1阻值或减小电枢电源电压（但要保持 A4表的电流 I 不变）使电机转速下降，直至转速 n 约为50r/min，其间测取电机 MG 的 Ua，Ia及 n 值，共取 10-11 组数据记录于表6-9 中。（4）停机。同 4（3） （5）调节 R3阻值，使电机 M 的定子绕组流过的励磁电流 I=IN=0.6A。重复上述操作步骤，测取电机 MG 的 Ua，Ia及 n 值，共取 10-11 组数据记录于表 6-10 中。表 6-9 RS=36 I=0.36A If = mAUa（V）Ia（A）n（r/min）表 6-10 RS=36 I=0.6A If = mAUa（V）Ia（A）n（r/min）6、绘制电机 M-MG 机组的空载损耗曲线 P0=f(n)。（1）拆掉三相线绕式异步电动机 M 定子和转子绕组接线端的所有插头，R R1 1用用 D44D44 上上 180180 阻值并调至最大，阻值并调至最大，R R2 2用用 D44D44 上上 18001800 阻值并调至最大。阻值并调至最大。直流电流表直流电流表 A A3 3的量程为的量程为 200mA200mA，A A2 2的量程为的量程为 5A5A，V V2 2的量程为的量程为 1000V1000V，开关，开关 S S3 3合向右边合向右边 11端。端。（2）开启“励磁电源” ，调节 R2阻值，使 A3表 If=100mA，检查 R1阻值在最大位置时开启“电枢电源” ，使电机 MG 起动运转，调高“电枢电源”输出电压及减小 R1阻值，使电机转速约为 1700r/min，逐次减小“电枢电源”输出电压或增大 R1阻值，使电机转速下降直至 n=100r/min，在其间测量电机 MG 的 Ua0、Ia0及 n 值，共取 10-12 组数据记录于表 6-11 中。 表 6-11Ua0（V）Ia0（A）n（r/min）五、实验注意事项五、实验注意事项调节串联的可调电阻时，要根据电流值的大小而相应选择调节不同电流值的电阻，防止个别电阻器过流而引起烧坏。六、实验报告六、实验报告1、根据实验数据绘制各种运行状态下的机械特性。计算公式：式中 T受试异步电动机 M 的输出转矩（Nm） ；Ua测功机 MG 的电枢端电压（V） ；Ia测功机 MG 的电枢电流（A） ；Ra测功机 MG 的电枢电阻（） ，可由实验室提供；P0对应某转速 n 时的某空载损耗（W） 。注：上式计算的 T 值为电机在 U=110V 时的 T 值，实际的转矩值应折算为额定电压时的异步电机转矩。2、绘制电机 MMG 机组的空载损耗曲线 P0=f（n） 。)(55. 92 0aaaaRIIUPnT实验二实验二 步进电动机步进电动机步进电动机又称脉冲电机，是数字控