【正文】 BX716 1A 390? 五 、實驗方法 1．他勵發(fā)電機 他勵發(fā)電機的接線 ， 按圖接線。電阻 2R 選用 調節(jié)電阻箱 ，作為發(fā)電機的負載電阻。 ③ 觀察勵磁電流表讀數(shù)大小（若無讀數(shù)，切不可起動電動機） ；按下“正轉啟動”按鈕，直流電動機啟動。每次測取發(fā)電機的空載電壓 0U 和勵磁電流 fI ，共取組數(shù)據(jù)，記錄于表中。 方法為：調節(jié)電動機的 電樞調節(jié)電阻 1R 、 磁場調節(jié)電阻 1fR (慎重 )，使發(fā)電機的Nnn? ； 調節(jié)發(fā)電機的磁場調節(jié)電阻 2fR ，使發(fā)電機的 NUU? ； 調節(jié)發(fā)電機負載電阻2R ，使發(fā)電機的 NII? 。從額定負載到空載運行點范圍內，測取發(fā)電機的電壓 U 和電流 I ，共取 組數(shù)據(jù)，記錄于表。 表 23 調節(jié)特性實驗數(shù)據(jù) _ _ _ _ _ / m inNn n r?? _____NU U V?? ()IA ()fIA 他勵發(fā)電機實驗完成后，需要關掉直流電源開關停機，重新改接發(fā)電機部分接線。 ③ 保持此時 2fR 的值和 Nnn? 不變的條件下，逐步減小負載電流（即增大 2R ），直至 0I? （斷開 負載 ），從額定到空載運行范圍內，測取發(fā)電機的電壓 U 和電流 I ，共取 組數(shù)據(jù)，記錄于表中，其中額定點和空載點必測。 表 25 積復勵外特性實驗數(shù)據(jù) 2fR? 常值 ()UV ()IA 13 六、實驗報告 根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù)，作出空載特性曲線，由空載特性曲線計算出被試電機的飽和系數(shù) TF 和剩磁電壓的百分數(shù)。 繪出他勵發(fā)電機調整特性曲線，分析在發(fā)電機轉速不變的條件下，為什么 負載增加時，要保持端電壓不變，必須增加勵磁電流的原因。上述條件中， fNI 為額定勵磁電流，即輸出功率達到額定功率 NP ，轉速達到額定轉速 Nn 時的勵磁電流。 調速性能是衡量電動機性能的另一個重要指標。按三種方法中的任一方法調節(jié)電動機的轉速，實際上其機械特性也相應改變，從而與負載的機械特性交于新的點，在新的轉速下運行。對于電樞回路串電阻調速的方法，當增大電樞回路電阻后，電動機的機械特性的理想空載轉速點不變，但機械特性斜率增大，改變后機械特性的曲線為一簇射線，電阻越大則轉速越低，如圖 3（ 2） 所示。 （ 1） 改變電樞電壓調速 （ 2） 改變電樞回路串電阻調速 （ 3） 改變勵磁電流調速 本次實驗所做的調速特性為改變電樞電壓和改變勵磁電流兩種。 2．掌握直流他勵電動機的調速方法。 3．觀察能耗制動過程 四、使用實驗設備和儀表 直流電動機和發(fā)電機實驗臺 相關參數(shù) 直流電動機 Z232 容量 220V 額定電流 等級 定子 E 電樞 A 轉數(shù) 1500 轉 /分 直流發(fā)電機 Z232 容量 電壓 230V 電流 調節(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 、實驗說明及操作步驟 16 圖 31 他勵直流電動機接線圖 1．他勵直流電動機的工作特性和固有機械特性 圖中 是為直流電動機。 （ 3）觀察勵磁電流表讀數(shù)大小（若無讀數(shù) 或偏小 ， 切不可起動電動機 ），按下“正轉啟動”按鈕 ，直流電動機起動。 其方法為：調節(jié) 負載電阻 2R 和 2fR ，使電動機電樞電流 aNII? ，調節(jié) 1R 使電動機的 NUU? ，調節(jié)電動機的磁場調節(jié)電阻 1fR ，使電動機的 Nnn? 。 表 31 工作特性和固有機械特性實驗數(shù)據(jù) ____NU U V?? ____f fNI I A?? 實驗 數(shù)據(jù) ()aIA ( min)nr 17 計算 數(shù)據(jù) 2()T Nm ()IA 1()PW 2()PW %? 2．調速特性 （ 1）改變電樞電壓的調速 直流電動機起動后，按上述方法調出電動機的額定運行點，即電動機的NUU? ， aNII? ， Nnn? 。 由工作特性曲線求出轉速變化率： 18 0 100%NNnnn n?? ? ? 關于計算 2T ， 2P 的說明： 實驗中如果負載是測功機，則電動機的輸出轉矩 2T 可直接讀出；如果用直流電動機 — 直流發(fā)電機組來測電動機的工作特性，則可以如下計算。 當發(fā)電機空載時，電動機的輸入功率近似等于兩臺電機的空載損耗之和（因此時電動機的銅耗很小，可忽略不計）則 1 0 0MGP P P??? 其中， 1P? — 電動機的輸入功率 10NaP U I?? 0MP 、 0GP 分別為電動機、發(fā)電機的空載損耗。分析在恒轉矩負載時兩種調速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調速方法的優(yōu)缺點。 在一 般情況下，因為空載轉矩 0T 相比 T 或 2T 很小，所以在一般的工程計算中可以略去 0T ，即 22 2 60PTT n??? 在《電機學》中已知直流電動機的機械特性方程式為 e T eURnTC C C???? 式中 R 為電樞回 路總電阻，包括 aR 及電樞回路串聯(lián)電阻 1R ， ()eUC? 為理想空載轉速記為 0n ， ()TeR CC? 記為 ? ，為機械特性的斜率。其中第 I 象限為電動機運行狀態(tài)，其特點是電磁轉矩的方向與旋轉方向 (轉速 n 的方向 )相同，第 II 、 IV 象限為制動運行狀態(tài)。 制動運行的方式分為能耗制動、反接制動和回饋制動。 電動機電樞回路串的電阻值不同，機械特性的斜率不同，運行點 B 、 C 不同。由于 TaT C I??，而 ? 不變，則轉矩和電樞電流成正比，所以 ()an f I? 和機械特性成比例關系。 閘刀合在上方為正向電動運行，合在下方，電樞回路串入電阻為電壓反接制動。 （ 2）電勢反接制動 接線仍為電動機正向運行，負載為位能 性負載。同樣也是測取轉速 n 和電樞電流 aI ，因為TaT C I??， ? 不變，則轉矩和電樞電流成正比，以()an f I? 模擬與其成正比的機械特性。由另一臺直流電動機拖動被試直流電動機，使其轉速高于 0n ，測取轉速 n 和 電 樞 電 流 aI 。電動機在正向運行的狀態(tài)，閘刀合向 反接制動方向，運行點到 B 點，電動機經過反接制動過程，轉速為零，運行點到 C 點，再反向起動，當轉速為負，最后在位能性負載的帶動下，直到 0| | | |nn? ，穩(wěn)定在 E 點運行。 二、預習要點 1. 改變 他勵直流電動機的機械特性 有哪些方法？ 2. 他勵直流電動機 在什么情況下，從電動機運行狀態(tài)進入回饋制動狀態(tài)？ 他勵直流電動機 回饋制動時，能量傳遞關系，電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況？ 3. 他勵直流電動機 反接制動時，能量傳遞關系，電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況？ 三 、實驗內容 1．求取電動機電動及正向回饋制動時的機械特性曲線。被試電機與直流發(fā)電機用同一直流穩(wěn)壓電源和勵磁電源。 （ 3） 按下“負載接入”按鈕，相當于 2S 打向 22?? ，調節(jié) 電阻 1R 使電動機 電樞電壓為額定； 調節(jié)電阻 1fR 使電動機轉速 達到額定；調節(jié) 2R 和 2fR 使電機電樞電流為額定 。 （ 5）停機，切斷電源。 （注意， 電機轉 速不超過 2100 轉 /分。 24 2．電動及電勢反接制動特性 接線原理圖如前，只需將“發(fā)電機電樞”電源反向；或接線保持不變，電動機用“反轉啟動”按鈕操作 。 （ 4）先將 2R 調至最 大 ，再將 1R 調至最大。 特性 操作步驟如下： （ 1） 電動機作為發(fā)電機用（即 開關 2S 合向 22′ 端 ） ，電阻 1R 、 1fR 置最大值，電阻 2fR 置最小值 , 電阻 2R 置 最大 。 25 表 45 1 _____R ??時能耗制動實驗數(shù)據(jù) _____fNIA? ()aIA ( min)nr 畫出以上二條能耗制動特性曲線 ()an f I? 。 七 、思考題 1．回饋制動實驗中，如何判別電動機運行在理想空載點 ? 2．直流電動機從第 I 象限運行到第 II 象限轉子旋轉方向不變，試問電磁轉矩的方向是否也不變 ? 為什么 ? 3．電動機、發(fā)電機實驗機組， 當電動機 M 從第 I 象限運行到第 IV 象限，其轉向反了，而電磁轉矩方向不變，為什么 ? 作為負載的 G ，從第 I 到第 IV 象限其電磁轉矩方向是否改變 ? 為什么 ? 三相變壓器實驗 實驗五 三相變壓器的參數(shù)測量實驗 原 理 26 變壓器是用來變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器。而變壓器空載運行時僅原方有 1?? ，這部分磁通屬于非工作磁通，其量值約占總磁通的1% ，故把這部分磁通稱為漏磁通。圖 51 為雙繞組變壓器的 “ T 型 ” 等值電路。變壓器歸算的基本方程式為： 111 1U E I Z? ? ? 222 2U E I Z? ? ??? 0 1 2I I I??? 式中 1 1 1Z R jX??? ， 2 2 2Z R jX ?? ? ??? 。 要得到變壓器的等效電路，一般是通過變壓器的空載實驗和負載損耗實驗（也叫短路實驗），再經計算而得出其參數(shù)的?？蛰d實驗為考慮安全起見，一般都在低壓側進行，若要得到折算到高壓側的值，還需乘以變比平方。由于短路實驗所加電壓很低，因此這時鐵心中磁通密度很低，故鐵心損耗可以略去，而決定銅耗大小的電流可達正常值，所以近似認為負載損耗就是變壓器銅耗。 3．鞏固用瓦特表測量三相功率的方法 ，掌握低功率因數(shù) 瓦特表 的使用。 三、實驗目的 1．記錄被試變壓器的主要銘牌數(shù)據(jù)。 5．負載損耗實驗（短路 實驗） 測取短路特性 c o s ( )K K K KP U f I? ?、 、 四、使用的設備和儀表 變壓器 (新 ) 1KVA 電壓： 380+5％ /220V 接線 Y0/Y 電流： 變壓器 (舊 ) 2KVA 電壓： 380+5％ /220V 接線 Y0/Y 阻抗電壓 10％ 電流： 接觸調壓器 TSGC15 額定容量 15KVA 最大輸入 380V 相數(shù) 3 頻率 50Hz 輸出電壓0~430V 20A 等級 A 五 、實驗方法 28 在電力系統(tǒng)中大量使用的是三相變壓器 ，在研究聯(lián)結組和電力系統(tǒng)問題中，關于三相變壓器的電壓比是指一次、二次側線電壓之比，用 K 表示電壓比的大小；而分析電機原理（包含 “ 電機學 ” ）中的變壓器通常用的是單相變壓器，其一次、二次側的電壓之比，為一次、二次側的相電壓之比，亦即一、二次側匝數(shù)之比，為了方便，將此時的匝數(shù)之比稱為變比，用小寫字母 k 表示其大小。填入表 51 中。采用插箱，用一只電流表，一只功率表測量三次的辦法進行。 圖 53 三相變壓器空載實驗接線圖 表 52 空載實驗數(shù)據(jù) （低壓側 220NUV? ） 序號 記 錄 數(shù) 據(jù) 計 算 數(shù) 據(jù) abU bcU caU aI bI cI IP IIP 0U 0I *0U *0I 0P 0cos? 表中： 0U 為三相相電壓平均值； 0I 為三相相電流平均值； * 00NUU U?? * 00 NII I?? 0 I IIP P P?? 00 00cos PUI? ? 3．負載損耗實驗（又叫短路實驗） 為安全和方便起見，一般將變壓器低壓側用較粗導線短路，高壓側通以低