8学时电机指导书

DDSZ-1型电机及电气技术实验装置交流及直流电源操作说明

实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。开启三相交流电源的步骤为：

1）开启电源前。要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关（右下角）及“励磁电源”开关（左下角）都须在“关”断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位，即必须将它向逆时针方向旋转到底。

2）检查无误后开启“电源总开关”，“关”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。

3）按下“开”按钮，“开”按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔U、V、W及N上已接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可适当旋转调压器旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为0-450V（可调）并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当电压表下面左边的“指示切换”开关拨向“三相电网电压”时，它指示三相电网进线的线电压；当“指示切换”开关拨向“三相调压电压”时，它指示三相四线制插孔U、V、W和N输出端的线电压。

4）实验中如果需要改接线路，必须按下“关”按钮以切断交流电源，保证实验操作安全。实验完毕，还需关断“电源总开关”，并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。将“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到“关”断位置。 开启直流电机电源的操作：

1）直流电源是由交流电源变换而来，开启“直流电机电源”，必须先完成开启交流电源，即开启“电源总开关”并按下“开”按钮。

2）在此之后，接通“励磁电源”开关，可获得约为220V、0.5A不可调的直流电压输出。接通“电枢电源”开关，可获得40～230V、3A可调节的直流电压输出。励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的1只直流电压表指示。当将该电压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时，指示电枢电源电压，当将它拨向“励磁电压”时，指示励磁电源电压。但在电路上“励磁电源”与“电枢电源”，“直流电机电源”与“交流三相调压电源”都是经过三相多绕组变压器隔离的，可独立使用。

3）“电枢电源”是采用脉宽调制型开关式稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时的保护电路。所以本电源在开机时，从电枢电源开合闸到直流电压输出约有3～4秒钟的延时，这是正常的。

4）电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢复电压，必须先将“电压调节”旋钮逆时针旋转调低电压到正常值（约240V以下），再按“过压复位”按钮，即能输出电压。当负载电流过大（即负载电阻过小）超过3A时，也会自动切断输出，并告警指示，此时需要恢复输出，只要调小负载电流（即调大负载电阻）即可。有时候在开机时出现过流告警，说明在开机时负载电流太大，需要降低负载电流，可在电枢电源输出端增大负载电阻或甚至暂时拔掉一根导线（空载）开

机，待直流输出电压正常后，再插回导线加正常负载（不可短路）工作。若在空载时开机仍发生过流告警，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电耦合器TIL117漏电使过流保护起控点改变所致，一般经过空载开机（即开启交流电源后，再开启“电枢电源”开关）予热几十分钟，即可停止告警，恢复正常。所有这些操作到直流电压输出都有3～4秒钟的延时。 5）在做直流电动机实验时，要注意开机时须先开“励磁电源”，后开“电枢电源”；在关机时，则要先关“电枢电源”而后关“励磁电源”的次序。同时要注意在电枢电路中串联起动电阻以防止电源过流保护。具体操作要严格遵照实验指导书中有关内容的说明。

实验一 电机的认识实验

一、实验目的

1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。

二、预习要点

1、如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表电流表的量程。 2、仔细阅读DD01使用说明 三、实验项目

1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。

2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序

1、实验设备

序 号 1 2 3 4 型 号 DJ15 D31 D44 D51 名 称 直流并励电动机 直流数字电压、毫安、安培表 可调电阻器、电容器 波形测试及开关板 数 量 1 台 2 件 1 件 1 件 2、控制屏上挂件排列顺序 D31、D51、D31、D44 五、实验说明及操作步骤

1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。 2、用伏安法测电枢的直流电阻

+ 220V电枢电源-SARVM测电枢绕组直流电阻接线图

（1）按上图接线，电阻R用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。A表选用D31直流、毫安、安培表，量程选用5A档。开关S选用D51挂箱。

（2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U和电流I。将电机分别旋转三分

之一和三分之二周，同样测取U、I三组数据列于表1中。

（3）增大R使电流分别达到0.15A和0.1A，用同样方法测取六组数据列于表2-1中。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值

Ra?1(Ra1?Ra2?Ra3)3R（ 平均）（Ω） Ra（Ω） Ra1= Raref（Ω） 表1 室温 ℃

序号 U（V） I（A） 1 2 3 表中： 1 Ra11= Ra12= Ra13= Ra21= Ra22= Ra23= Ra31= Ra32= Ra33= Ra3= Ra2= Ra1? 3(Ra11?Ra12?Ra13)11Ra2?(Ra21?Ra22?Ra23)Ra3?(Ra31?RA32?Ra33)33（4）计算基准工作温度时的电枢电阻

由实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：

Raref?Ra235??ref235??a 式中Raref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（Ω）。 Ra——电枢绕组的实际冷态电阻。（Ω）。 θ

ref ——基准工作温度，对于

E级绝缘为75 ℃。

θa——实际冷态时电枢绕组的温度。（℃） 3、直流仪表、转速表和变阻器的选择

直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。 （1）电压量程的选择

如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为1000V量程档。 （2）电流量程的选择

因为直流并励电动机的额定电流为1.2A，测量电枢电流的电表A3可选用直流电流表的

5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，电流表A1选用200mA量程档。 （3）电机额定转速为1600r/min，转速表选用1800r/min量程档。 （4）变阻器的选择

变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路R1可选用D44挂件的1.3A的90Ω与90Ω串联电阻,磁场回路Rf1可选用D44挂件的0.41A的900Ω与900Ω串联电阻。 六、注意事项 通电时间尽可能短 七、实验报告

根据实验数据计算出基准工作温度时的电枢电阻

实验二 异步电动机的工作特性

一、实验目的

1、掌握三相鼠笼异步电动机的空载和负载试验的方法。 2、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。 二、预习要点

1、异步电动机的工作特性指哪些特性？

2、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 3、工作特性的测定方法。

三、实验项目

1、空载实验。 2、负载实验。

四、实验方法

1、实验设备

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2、屏上挂件排列顺序

D33、D32、D34-3、D31、D42、D51、D55 三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。 五 实验电路及步骤 1、空载实验

1) 按下图接线。电机绕组为Δ接法(UN=220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机DJ23不接。

2) 把交流调压器调至电压最小位置，接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观

型 号 DD03 DJ23 DJ16 D33 D32 D34-3 D31 D42 D51 D55 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正过的直流电机 三相鼠笼异步电动机 交流电压表 交流电流表 单三相智能功率、功率因数表 直流电压、毫安、安培表 三相可调电阻器 波形测试及开关板 直流测功表 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。

3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。

W*VVW*AVVAU**WAAIFRf+ 220V励磁电源MGIfMAVRL- 三相鼠笼式异步电动机试验接线图

4) 调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。

5) 在测取空载实验数据时，在额定电压附近多测几点，共取数据7～9 组记录于下表

序 号 UAB U0L（V） UBC UCA U0L IA I0L（A） IB IC I0L PⅠ P0（W） P P0 cosφ0 2、负载实验

1) 按电路图接线。同轴联接负载电机。图中Rf用D42上1800Ω阻值，RL用D42上900Ω并联900Ω阻值加上900Ω并联900Ω。

2) 合上交流电源，调节调压器使之逐渐升压至额定电压并保持不变。

3) 合上校正过的直流电机的励磁电源，调节励磁电流至校正值( 50mA 或100mA)并保

持不变。

4) 调节负载电阻RL，使异步电动机的定子电流逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流。

5) 从这负载开始，逐渐减小负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、直流电机的负载电流IF等数据。

6) 共取数据8～9组记录于下表中。

U1φ=U1N=220V（Δ） If= mA 序 号 IA I1L（A） IB IC I1L PⅠ P1（W） PⅡ P1 IF (A) T2 (N·m) n (r/min) 六、实验报告

1、作空载特性曲线：I0L、P0=f(U0L)

2、作工作特性曲线P1、I1、η、S、cosφ1=f(P2)。 由负载试验数据计算工作特性，填入下表中。 U1=220V(Δ) If = mA 电动机输入 序 号

电动机输出 T2 (N·m) n (r/min) P2 (W) 计 算 值 S (%) η (%) cosφ1 I1 ?(A) P1 (W) 计算公式为：

3331500?nS??10000P1cos?1?3U1?I1?P2?0.105nT2I1??I1L?IA?IB?IC??P2?100%P11?式中 I 1 ? ——定子绕组相电流，A；

U ——定子绕组相电压，V； S——转差率；η——效率。

七、思考题

1、由空载、短路实验数据求取异步电机的等效电路参数时，有哪些因素会引起误差？ 2、从短路实验数据我们可以得出哪些结论？

3、由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差？

实验三 直流电机启动调速实验

一、实验目的

1. 掌握直流他励电动机的起动、调速及改变转向的方法。 2. 掌握直流他励发电机测量空载特性、外特性、调节特性的方法。 3. 掌握测取直流并励电动机的工作特性和机械特性的方法。

二、实验内容

1. 实现直流他励电动机的起动、调速及改变转向。 2. 测取直流他励发电机测量空载特性、外特性、调节特性。 3. 测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

三、实验仪器设备和材料

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 直流并励电动机 直流电压、毫安、电流表 三相可调电阻器 可调电阻器、电容器 波形测试及开关板 功率测试 型号与规格 DD03 DJ23 DJ15 D31 D42 D44 D51 D55 数量 1台 1台 1台 2件 1件 1件 1件 1件 备注 四、实验要求

1. 通过实验掌握直流他励电动机的起动、调速及改变转向的方法。 2. 通过实验验证直流他励发电机测量空载特性、外特性、调节特性。 3. 通过实验验证直流并励电动机的工作特性和机械特性。

4. 完成数据表格中的各项测量和计算任务。 5. 总结、分析直流电机各项特性测量的方法与结果。

五、实验步骤及结果测试

按电路图接线。图中直流他励电动机M用DJ15。校正直流测功机MG作为测功机使用，TG为测速发电机。直流电流表选用D31。Rf1用D44的1800Ω阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。Rf2选用D42的1800Ω阻值的变阻器。作为MG励磁回路串接的电阻。R1选用D44的180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻，R2选用D41的90Ω电

If2A2Rf2并励绕组+励磁电源－220V

IFA4V2IfA1Rf1R1SIA3V1220V+电枢电源－阻6只串联和D42的900Ω与900Ω并联电阻相串联作为MG的负载电阻。 接好线后，检查M、MG及TG之间是否用联轴器直接联接好。

（1）检查接线是否正确，电表的极性、量程选择是否正确，电动机励磁回路接线是否牢靠。然后，将电动机电枢串联起动电阻R1、测功机MG的负载电阻R2、及MG的磁场回路电阻Rf2调到阻值最大位置，M的磁场调节电阻Rf1调到最小位置，断开开关S，并断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动准备。

（2）开启控制屏上的电源总开关，按下其上方的“开”按钮，接通其下方左边的励磁电源开关，观察M及MG的励磁电流值，调节Rf2使If2 等于校正值（100mA）并保持不变，再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使M起动。

（3）M起动后观察转速表指针偏转方向，应为正向偏转 ，若不正确，可拨动转速表上正、反向开关来纠正。调节控制屏上电枢电源‘电压调节’旋钮，使电动机端电压为220伏。减小起动电阻 R1阻值，直至短接。

（4）合上校正直流测功机MG的负载开关S，调节R2 阻值，使MG的负载电流IF 改变，R2由最大值逐渐减小，IF随之增大直到1A 记录8组n IF值 （5）调节他励电动机的转速

分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R1和励磁回路的调节电阻Rf1，观察转速变化情况。

（6）改变电动机的转向

将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值，先切断控制屏上的电枢电源开关，然后切断控制屏上的励磁电源开关，使他励电动机停机。在断电情况下，将电枢（或励磁绕组）的两端接线对调后，再按他励电动机的起动步骤起动电动机，并观察电动机的转向及转速表指针偏转的方向。

并磁绕阻

六、思考题

1、在他励电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？ 2、用什么方法可以改变直流电动机的转向？

3. 分析在他励发电机转速不变的条件下，为什么负载增加时，要保持端电压不变，必须增加励磁电流的原因。

4、当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端电压，为什么会引起电动机转速降低？

5、当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么？

实验四 变压器实验

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) 2、短路实验

测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(IK), 四、实验设备

1、实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 2、屏上排列顺序

D33、D32、D34-3、DJ11、D42、

型 号 D33 D32 D34-3 DJ11 D42 D51 名 称 交流电压表 交流电流表 单三相智能功率、功率因数表 三相组式变压器 三相可调电阻器 波形测试及开关板 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 五、实验步骤

DD01三相调压交流电源**UWAI0A

VV1U055VV2UAXWxX

空载实验接线图

1、空载实验

1）在三相调压交流电源断电的条件下，按上图接线。被测变压器选用三相组式变压器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1.2～0.2UN 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。记录于下表中。

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下表中。

序号 U0(V) 实 验 数 据 I0(A) P0(W) UAX(V) 2、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，按下图接线（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。

DD01三相调压交流电源U*AIK*WPKAaVV1UKW

xX 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1.1IN 为止，在(0.2～1.1)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组记录于下表中。实验时记下周围环境温度(℃)。

室温 ℃

UK（V） 实 验 数 据 IK（A） PK（W） 六、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。

七、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U0=f(I0)，P0=f(U0) 3、绘出短路特性曲线UK=f(IK) 、PK=f(IK)。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/39rg.html