【正文】 和選擇儀表量程，然后依次排列組件和儀表便于測(cè)取數(shù)據(jù)。 一 .實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備 ，認(rèn)真研讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?xiàng)目、方法與步驟，明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題（有些內(nèi)容可到實(shí)驗(yàn)室對(duì)照實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，如熟悉組件的編號(hào)，使用及其規(guī)定值等），并按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目準(zhǔn)備記錄抄表等。 編者 2020 年 7 月 10 日 iv 目 錄 電機(jī)學(xué)及拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本要求和安全操作規(guī)程 ............................................ 1 直流電機(jī)實(shí)驗(yàn) ................................................................................................................. 5 實(shí)驗(yàn)一 認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn) ................................................................................................ 5 實(shí)驗(yàn)二 直流發(fā)電機(jī) ............................................................................................ 8 實(shí)驗(yàn)三 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn) ....................................................................... 13 實(shí)驗(yàn)四 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn) ................................................. 19 三相變壓器實(shí)驗(yàn) .......................................................................................................... 25 實(shí)驗(yàn)五 三相變壓器的參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn) .............................................................. 25 實(shí)驗(yàn)六 三相變壓器的聯(lián)接組和不對(duì)稱短路 ................................................. 32 實(shí)驗(yàn)七 三相變壓器的負(fù)載運(yùn)行 .................................................................... 43 實(shí)驗(yàn)八 三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行（選作） ................................................... 48 異步電機(jī)實(shí)驗(yàn) .............................................................................................................. 51 實(shí)驗(yàn)九 三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn) ................................................... 51 實(shí)驗(yàn)十 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 ............................................................ 62 實(shí)驗(yàn)十一 三相繞線式異步電機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn) .... 65 同步電機(jī)實(shí)驗(yàn) .............................................................................................................. 75 實(shí)驗(yàn)十二 三相同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性 ........................................................ 75 實(shí)驗(yàn)十三 三相同步電機(jī)參數(shù)的測(cè)定 ............................................................ 84 實(shí)驗(yàn)十四 三相同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行特性 ................................................. 92 附 錄 ....................................................................................................................... 99 1 電機(jī)學(xué)及拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本要求和安全操作規(guī)程 實(shí)驗(yàn)的基本要求 電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法與操作技能。 內(nèi)容包括：直流電機(jī)、變壓器、異步電機(jī)、同步電機(jī)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力已經(jīng)成為人們的共識(shí)。 本講義主要介紹電氣自動(dòng)化和電力系統(tǒng)自動(dòng)化中常用的直流電機(jī)、變壓器、異步電機(jī)和同步電機(jī)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生可以 掌握實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)選擇儀表，測(cè)取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等基本實(shí)驗(yàn)研究技能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)電機(jī)學(xué)理論知識(shí)的理解。 電機(jī)實(shí)驗(yàn)課是 《 電機(jī)學(xué) 》 和 其相近 課程的重要組成部分，本實(shí)驗(yàn)講義只側(cè)重于掌握實(shí)驗(yàn)方法，并運(yùn)用課堂上學(xué)到的電機(jī)理論知識(shí)來(lái)分析研究實(shí)驗(yàn)中的各種問(wèn)題，得出必要的結(jié)論，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生在電機(jī)這門學(xué)科中具 備分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的初步能力。 參加編寫工作的有劉毅力、李彥賓。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康臄M定實(shí)驗(yàn)線路，選擇所需儀表，確定實(shí)驗(yàn)步 驟，測(cè)取所需數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析研究，得出必要結(jié)論，從而完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 2. 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報(bào)告，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)為確實(shí)作好了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，方可開(kāi)始作實(shí)驗(yàn)。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡(jiǎn)單明了，按接線原則是先接串聯(lián)主回路，再接并 聯(lián)支路。 預(yù)習(xí)時(shí)對(duì)電機(jī)的試驗(yàn)方法及所測(cè)數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。 三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ，經(jīng)過(guò)自己分析研究或分析討論后寫出的心得體會(huì)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)寫在一定規(guī)格的報(bào)告紙上，保持整潔。書(shū)包、衣服等不能放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)或儀器設(shè)備上。 ，組內(nèi)應(yīng)互相認(rèn)真檢查，且每個(gè)成員對(duì)全部線路都應(yīng)掌握。在調(diào)節(jié)負(fù)載或改變電阻、電壓、轉(zhuǎn)速等量時(shí)，必須考慮到其他量的變化關(guān)系，隨時(shí)注意其他量是否超過(guò)額定值、全組同學(xué)應(yīng)明確分工、統(tǒng)一指揮，以免發(fā)生因配合不當(dāng)而使設(shè)備過(guò)載乃至損壞的事故。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成后，組內(nèi)應(yīng)先檢查所記錄的數(shù)據(jù)，確信合理后再將原始記錄送交教師審查，教師認(rèn)可后方能拆線。 ，如果發(fā)生故障，學(xué)生應(yīng)在教師的幫助下，學(xué)習(xí)判斷分析故障原因和排除方法。嚴(yán)禁帶電改接線。一旦發(fā)生事故，應(yīng)立即切斷電源，保持除電源刀閘外的一切現(xiàn)場(chǎng)，并報(bào)告輔導(dǎo)教師處理。 根據(jù)電流的大小來(lái)選取導(dǎo)線的粗細(xì)，一般來(lái)說(shuō)導(dǎo)線截面應(yīng)適當(dāng)選擇大些，且以多股短線為宜。電壓表和直流電機(jī)的磁場(chǎng)回路一律用帶顏色的塑料細(xì)線聯(lián)接。 5 直流電機(jī)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一 認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求與安全操作注意事項(xiàng)。 ，為什么在電樞回路中需要串接起動(dòng)變阻器？不串接會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？ 直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁回路串接的磁場(chǎng)變阻器應(yīng)調(diào)至什么位置？為什么？若勵(lì)磁回路斷開(kāi)造成失磁 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？ 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。 四、使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀表 直流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 相關(guān)參數(shù) 直流電動(dòng)機(jī) Z232 容量 220V 額定電流 等級(jí) 定子 E 電樞 A 轉(zhuǎn)數(shù) 1500 轉(zhuǎn) /分 直 流發(fā)電機(jī) Z232 容量 電壓 230V 電流 調(diào)節(jié)變阻器 ZB60035 范圍： 0～ 87? 電流 4/ ZB60 范圍： 0～ 115? 電流 2/14A 滑線式變阻器 BX813 375? BX716 1A 390? 五 、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明及操作步驟 圖 11 中， M 為直流電動(dòng)機(jī)， G 為直流發(fā)電機(jī)，兩機(jī)同軸相聯(lián)（虛線所示），兩個(gè) 39。 (a) 直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制面板 （ b）背部接線端子 圖 12 直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前應(yīng)注意： a. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制面板上“原動(dòng)機(jī) 電樞 調(diào)節(jié)”接 起動(dòng)電阻 箱 1R 調(diào)到最大值，以限制 7 起動(dòng)電流?！霸?動(dòng) 電機(jī)勵(lì)磁”、“原 動(dòng)電機(jī)電樞 ” 端子接至電動(dòng)機(jī)引出線的相應(yīng)端子上。 （ 2）調(diào)速 增大電樞回路所串電阻或減小電樞電壓可以降低轉(zhuǎn)速；減小勵(lì)磁電流（增大勵(lì)磁回路所串電阻）即減小磁通可以增加轉(zhuǎn)速。按下“反轉(zhuǎn)啟動(dòng)”按鈕 ，再起動(dòng)電機(jī) M ，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)向。 （ 2）并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓建立 圖 13 直流發(fā)電機(jī)并勵(lì)接線圖 將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路改接成并勵(lì)接法， 發(fā)電機(jī)電樞連線保留，將其勵(lì)磁連線串接電流表與滑線變阻器 2fR 后與電樞端子并接，發(fā)電機(jī)接線原理 如圖 所示。 六 、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 畫出直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)的接線圖。在發(fā)電機(jī)帶負(fù)載時(shí)，因?yàn)殡姌须娏髋c感應(yīng)電勢(shì)同方向，即向外輸出功率。 原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)保持 Nnn? 的速度旋轉(zhuǎn)，負(fù)載電流 0I? 時(shí)，改變勵(lì)磁電流 fI 的大小，端電壓 0U 將跟著變化。 采用不同的勵(lì)磁方式，其外特性是不同的，他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的 ，并勵(lì)發(fā)電機(jī)的 。 積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，也存在電樞反應(yīng)，但由于串勵(lì)繞組起著增加勵(lì)磁磁 勢(shì)的作用，使得端電壓 U 有升高的趨勢(shì)。 并勵(lì)和復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)由于其勵(lì)磁電流由自身的感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生，因此其電壓的初始建立需滿足一定的條件，即鐵心中要有剩磁、勵(lì)磁繞組和電樞繞組的接法正確及勵(lì)磁回路中的電阻要小于臨界電阻，這也是本實(shí)驗(yàn)中需要完成的環(huán)節(jié)。 做空載特性實(shí)驗(yàn)時(shí)，勵(lì)磁電流為什么必須保持單方向調(diào)節(jié)？ 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件有哪些？當(dāng)發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)時(shí)應(yīng)如何處理？ 如何確定復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)是積復(fù)勵(lì)還是差復(fù)勵(lì)？ 三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 1．求取他勵(lì)發(fā)電機(jī)的空載特性 0 ()fU f I? 當(dāng) Nnn? ， 0I? 時(shí)，測(cè)取 0U 隨 fI 變化的關(guān)系曲線。 5* ．求取積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性 ()U f I? 當(dāng) Nnn? ，勵(lì)磁回路所串電阻 2fR ?常 數(shù) 時(shí)，測(cè)取 U 隨 I 變化的關(guān)系曲線。電阻 1fR 選用 滑線變阻器 ，作為直流 他 勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路串接電阻。 11 ② 合上電源開(kāi)關(guān)，主電源面板紅色指示燈亮，電源接通。在保持 發(fā)電機(jī)的 Nnn? 條件下，從 勵(lì)磁電流最大值 開(kāi)始，單方向調(diào)節(jié)分壓器電阻 2fR ，使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流逐次減小。 ② 調(diào)出發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行點(diǎn)，確定發(fā)電機(jī)的額定勵(lì)磁電流 fNI 。 ③ 在保持 Nnn? (調(diào)節(jié) 1fR )和 f fNII? 不變 ( 2fR 不變 )的條件下，逐次增加負(fù)載電阻 2R ，即減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流。 ② 減小負(fù)載電阻 2R (減小方法同上 )，逐次增加發(fā)電機(jī)輸出電流 I ，同時(shí)相應(yīng)地 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流 fI ，使發(fā)電機(jī)端電壓保持額定值 NUU? ，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)電阻 1fR ，使發(fā)電機(jī) Nnn? ，從發(fā)電機(jī)的空載至額定電流范圍內(nèi)，測(cè)取發(fā)電機(jī)的輸出電流 I 和勵(lì)磁電流 fI ，共取 組數(shù)據(jù)，記錄于表中。 ② 調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻 1fR ，發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻 2fR 和負(fù)載電阻2R ，使發(fā)電機(jī)的 Nnn? 、 NUU? 、 NII? （即發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行點(diǎn)，調(diào)節(jié)方法同上）。從額定負(fù)載到空載范圍內(nèi)，測(cè)取發(fā)電機(jī)的電壓 U 和電流 I ，共取 67組數(shù)據(jù)，記錄于表中，其中額定點(diǎn)和空載點(diǎn)必測(cè)。分別算出三種勵(lì)磁方式的電壓變化率： 0% 10 0%NNUUU U?? ? ?，并分析差異原因。 工作特性是指電動(dòng)機(jī)的電樞電壓 NUU? ， f fNII? 時(shí)，效率 ? 、轉(zhuǎn)速 n 、轉(zhuǎn) 圖 22 直流發(fā)電機(jī)空載特性 14 矩 T 隨輸出功率 2P 變化的關(guān)系，即 n 、 T 、 ? 2()fP? 。當(dāng) NUU? ， f fNII? ，電樞回路不外串電阻時(shí)的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性。但是一般書(shū)上均將第一種分為兩種，直接說(shuō)成直流電動(dòng)機(jī)有三種調(diào)速方法。這 種方法具有較好的調(diào)速性能，但需專門的調(diào)壓電源。這種調(diào)速方法能量損失小，且電阻可做成連續(xù)可調(diào)，便于控制，但轉(zhuǎn)速只能向高調(diào)，最高轉(zhuǎn)速受電機(jī)本身機(jī)械強(qiáng)度及換向的限制。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)取直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。 （ 2）改變勵(lì)磁電流調(diào)速 保持 NUU? ， 2T? 常數(shù)， 1 0R? 時(shí)，測(cè)取 ()fn f I? 。 （ 2）合上電源開(kāi)關(guān)，主電源面板