目录实验一直流发电机的工作特性 1实验二单相变压器的参数测定 6实验三三相变压器的联接组别 14实验四他励直流电动机的机械特性 18实验五三相笼型异步电机的工作特性 23实验一直流发电机的工作特性一、实验目的1、观察并励直流发电机的自励过程及自励条件。

2、测定并励及他励直流发电机运行的负载外特性曲线。

3、观察直流发电机的剩磁（无励磁）发电。

二、实验设备1、原动机为直流电动机M03一台：U N 220V，I N 1.1A, P N 185W，n N 1600rpm2、直流发电机为M01一台：U N 200V，I N 0.5A, P N 100W，n N 1600rpm3、直流电流表2台（2A）4、直流电压表一台5、N MEL－03可变电阻箱及转速表（MEL－09）各一台6、直流励磁电源、可调直流电源各一台三、实验项目与注意事项1、并励发电机A、实验线路图1-1 并励发电机（1）可调直流源经电枢电流测量表A1向直流电动机M03的电枢供电（V0内接）。

（2）直流励磁电源经励磁电流测量表A2向直流电机的励磁线圈F1，F2供电。

（3）直流发电机M01输出端接300V档电压表，负载回路串直流电流表2A档。

（4）直流发电机的励磁线圈F1，F2并联到发电机的电枢端。

（5）R L总阻值0～1350Ω可调。

接线要求：必须保证在操作过程中带电导线的金属部分不裸露在外。

完成接线后，检查各旋钮的初始位置：可调直流电源输出最小（调节旋钮逆时针旋到底），而R L在最大位置（3个调节旋钮都逆时针旋到底）；直流励磁电源开关置“0N”，可调直流电源开关置“0N”；必须经指导教师检查认可，才能通电。

B、实验系统的启动及调试（1）接通总电源后，先检查直流电动机的励磁电流测量表A2，必须要有100mA左右的电流指示，才能按复位键启动电机，否则禁止启动电动机，直到励磁电流正常。

（2）调节“可调直流稳压电源”输出电压，渐升电动机转速，发电机端的电压表和电流表应有逐渐增大的读数，则表明发电成功，可将电动机升速到1600rpm。

（3）如果渐升电动机转速，发电机端的电压表和电流表的读数不变化，则表明发电机不能发电，则将可调直流电源恢复到最低后关断，待改接发电机励磁接线后再开。

（4）若励磁端对换后发电机仍不能发电，则要先充磁。

方法如下：a)先将可调直流电源降到最小，然后关断。

b)再将直流励磁电源关断。

c)将发电机与电动机的励磁线圈 F1，F2并联（见图1-2，不管如何并联法）。

d)开启直流电源总开关，开启励磁电源，励磁电流测量表A2应有200mA左右的电流指示，片刻后关断两个开关。

e)将发电机的励磁线圈 F1，F2重新并联到发电机G的电枢F1，F2端。

f)按以上步骤重新启动电动机。

图1-2 发电机充磁C、并励直流发电机的运行外特性U=f（I）测定（n=1600rpm保持恒定）U为并励发电机输出电压，I为并励发电机负载电流，注意随发电机输出功率增大，必然造成电动机的转速跌落，要不断微调“可调直流稳压电源”，将转速调整到n=1600rpm（增大电动机的电枢端电压）。

数据记录于表1-1。

2、他励直流发电机外特性的测定（n=1600rpm保持恒定）把发电机的励磁绕组（见右侧的F1、F2）也接到直流励磁电源，其余不变，如下图（1-3）。

所有旋钮重新置初始位置后启动电动机，操作方法同上。

数据记录于表1-2。

图1-3 他励发电机3、观察直流发电机的剩磁（无励磁）发电关闭所有直流电源后，将直流发电机的励磁线圈F1、F2从励磁直流电源处断开（无励磁），并使发电机空载（且断开R L回路）。

如下图（1-4）。

所有旋钮重新置初始位置后启动电动机。

观察发电机输出端的电压表是否有电压指示值：若有则剩磁发电成功，否则不成功。

数据记录于表1-3。

图1-4 剩磁发电四、实验数据记录与处理1、实验原始数据记录。

表1-1数据记录：（n=1600rpm保持恒定，通过调节R L来改变I值。

表1-2数据记录：（n=1600rpm保持恒定）表1-3数据记录：2、直流发电机并励和他励运行时的外特性。

（我是用Matlab 作图）。

五、简答题（1）并励发电机不能发电的原因有哪些？实验中如何解决？（2）在电动机—发电机组成的机组中，当发电机负载增加时，机组的转速会发生什么变化？如何处理？为什么？（3）简述发电机并励运行与他励运行时外特性曲线的异同。

（4）直流发电机的剩磁发电是否一定能实现，为什么？（5）发电机是否可能发生电枢端有电压，但额定转速下离额定电压甚远？为何？实验二单相变压器的参数测定一、实验目的1、通过变压器的空载和短路试验测定变压器的变比和参数。

2、通过负载试验测定变压器的运行特性、电压调整率、变压器的效率η等。

二、实验设备1、单相变压器一台（U1N 220V，I1N 0.4A ；U2N 110V，I2N 0.8A）。

2、可调交流电源一台。

3、交流电压表、交流电流表、功率表各一台、可变电阻箱一台（N MEL－04）。

三、实验项目与注意事项1、空载试验测取空载特性U0=f（I0），P0=f（U0）。

电源加在变压器低压侧，额定电压55V。

电压表V应可随时改变测量点。

表两端线头固定不动，只移动被测端线头，如下图。

通电前必须使三相调压器输出为零。

且数字表的显示会滞后，所以操作要慢一些。

A表接在W表及V表之后，是因为变压器空载电流较小，避免将电压表线圈的电流或功率表电压表线圈的电流计入电流表，造成较大测量误差。

数据记录与表2-1。

图2-1 空载试验2、短路试验 (操作要尽快完成)测取短路特性U K=f（I K），P K=f（I K）。

注意，通电前必须使三相调压器输出为零！电源加在高压侧。

由于副绕组短路，所以实验时要严密监视电流表的读数，小心地慢慢增大三相调压器的输出！注意到电流表A的位置被移到了功率表W及电压表V之前，因为短路试验时的电流较大，电压表线圈的电流或功率表电压表线圈的电流很小，对短路试验的计算不会产生什么影响。

另一方面，电流表A由于电流增大，其两端电压会增大，而此时V 测量到的电压较小，当然不希望计入电流表A 的端电压。

数据记录于表2-2。

实验线路如下：图2-2 短路试验3、负载试验测取负载特性U 2=f （I 2）。

实验线路如图2-3所示。

上电前R L 置最大值。

先空载（开路），调节交流调节器使U 20 = U 2N =110V ，之后调节器不再变动。

通过调节R L 使I 2 增大直至 I 2 =I 2N = 0.8A （接近）。

数据记录于表2-3。

其中I 2 = 0及 I 2 = I 2N 两点必须测量。

图2-3 负载试验4、电压调整率的计算变压器在额定负载电流下的电压与空载时的电压是不同的，所谓变压器的电压调整率就是指该电压的相对变化量（归算到原边）：%100''%100%2022022⨯∆=⨯∆=∆U U U U U 其中： K U U ∙∆=∆22' K U U ∙=2020' ，220222NU U U I I ∆=-=而U 20则是二次侧空载电压，变比取 K=U 1N /U 2N ，因此可直接利用负载试验数据进行电压调整率的计算。

应该指出：当功率因素cosФ不同时变压器的电压调整率也不同。

5 、 变压器的效率曲线η=f （I 2）测定（电阻性负载） 用间接法测定阻性负载下变压器的效率：ϕηCOS U I U I P P 112212==由于二次侧是阻性负载，所以cosФ≈ 1 ，而一次侧的功率由功率表测得。

因此效率曲线η=f （I 2）测定可在负载试验时加测P1及计算P2而完成。

四、数据记录和处理 1、数据记录表2-1 记录数据（电压不必精确地为某一值，接近即可）：000 00表2-2 记录数据：（电流不必精确地为某一值，接近即可）室温θ= 20 C0表2-3 记录数据（电流不必精确地为某一值，接近即可）：2、数据处理：（1）、计算变比KK=U1NU2N=206.3110=1.86（2）、绘制空载特性曲线及计算激磁参数A、空载特性曲线U0 = f（I0）， P0 =f（U0），COSφ0 =f（U0）B 、计算激磁参数以U 0 =U N 时所对应的P 0 、I 0 来计算变压器的激磁参数，空载时z m ≫z 1 ， r m ≫r 1，x m ≫x 1 ，所以z 0 ≈z m r 0≈r m ，x 0 ≈x m ，因此有： I P r m 2=I U Z m 0=r m Z m X m 22-=此时：Uo=55V ，Io=0.029A ，Po=0.3Wr m =356.72Ω ，Z m =3793Ω ，X m =3776Ω 。

（3）、绘制短路特性曲线及计算短路参数 A 、短路特性曲线U K = f （I K ）， PK =f（U K ），COSφK =f （U K ）B 、计算短路参数以I =I N 时所对应的P K 、I K 来计算变压器的激磁参数，短路时试验电压很低，主磁通就很小，r m ≈∞ ，可近似认为：由于短路电阻r K 随温度而变化，按国家标准应换算到75C 0时的值：其中， T 0 = 234.50C （本变压器为铜线），θ为试验时的环境温度。

I K = I N 时的短路损耗：r C K NKN IP 0752=θθ++=T T r r CK C K 00007575此时：Ik=0.4A ， Pk=6.1W , Uk=17.0V 。

r k =38.13Ω ，Z k =42.5Ω ，X k =18.77Ω 。

实验时，室温大约为20摄氏度，因此： r k75=46.40Ω , Z k75=50ΩW C K I N P KN r 424.74.46*2^4.00752===（4）、按空载试验与短路试验求出的参数，画出变压器折算到低压方的“Г”型等效电路。

（5）、变压器的电压调整率△U 2%、变压器的效率η=（P2/P1）% 并画η=f （I 2）△U 2%=(110-98.4)/110*100%=10.55%五、简答题1、空载试验与短路试验时电压表与电流表的连接位置为何不同？2、短路试验为何选择在低压侧进行？3、当二次侧是阻性负载，为什么可以认为cosФ≈ 1 ？实验三三相变压器的联接组别一、实验目的1、用实验方法测定三相变压器的极性。

2、用实验方法判定三相变压器的联接组别。

二、实验设备1、三相调压器一台。

2、三相芯式变压器一台（N MEL－02 ）。

3、交流电压表一台。

三、实验项目（变压器绕组端以A、X，B、Y，C、Z及a、x，b、y，c、z表示）1、测定绕组极性（三相调压器的输出线电压U UV为100V）实验所使用的三相芯式变压器由1个原绕组和2个副绕组组成（见附录图片4）。