电机及电力拖动技术实验指导书自动化实验室编工程大学教务处（二〇一四年）目录实验安全操作规程 0预备实验直流电机认识实验 (1)实验一直流电动机 (4)实验二直流电动机各种运转状态的机械特性测试 (7)实验三单相变压器实验 (11)实验四三相异步电动机的起动与调速 (16)实验安全操作规程为顺利完成实验任务，确保人身安全与设备安全，实验者要遵守如下规定：1、接线、拆线或多处改接线路时要切断电源。

实验中确需带电更改少量线路时，可用一只手操作，一次拔插一根线，不可双手同时接触线路。

任何时候人体都不得接触导线裸漏部分等可能带电的部件。

2、完成接线或改接线路后要经指导教师检查，并使周围同学注意后方可接通电源。

3、实验中如发生事故，应立即切断电源，并妥善处理。

4、实验室总电源开关的闭合由实验指导人员操作，其他人员允许分闸但不得合闸。

5、实验中电动机高速旋转，要谨防衣服、围巾和头发等卷入其中造成人身伤害。

预备实验直流电机认识实验一、实验目的(1).进行电机实验的安全教育和明确实验的基本要求。

(2).认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件。

(3).学习他励电机（并励电机接他励方式）的接线、起动、改变电机转向以及调速的方法。

二、预习要点(1).直流电动机起动的基本要求。

(2).直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器？(3).直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？三、实验项目(1).了解实验装置中电机实验台的直流电机电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、可调电阻器、智能直流电压电流表RTZN02、电动机RTDJ32的使用方法。

(2).直流他励电动机电枢串电阻起动。

(3).改变串入电枢回路电阻或改变串入励磁回路电阻时，观察电动机转速变化情况。

四、实验设备(1).RTZN02或JPT01智能直流电压表、安培表，用2只(2).JPZN12-1智能转矩、转速、功率表(3).RTDJ09三相可调电阻器（90Ω）(4).RTDJ10三相可调电阻器（900Ω）(5).RTDJ32直流并励电动机(6).JPDJ45校正过直流电机(7).JPDJ47-1电机导轨、旋转编码器(8).RTDJ12波形测试及开关板（可以不用开关，直接插拔实验线）五、实验说明及操作步骤1、由实验指导老师讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。

介绍实验装置的使用方法。

2、仪表和三相可调电阻器的选择仪表的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。

(1).电压量程的选择如测量电动机两端为220伏的直流电压，选用RTZN02或JPZN01的直流电压表，该电压表量程均为300V量程。

(2).电流量程的选择因为额定电流为1.25A，测量电枢电流的电流表可选用RTZN02或JPZN01的直流安培表。

额定励磁电流小于0.16A，电流表选用直流毫安表。

(3).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。

3、直流他励电动机的起动实验线路如图0-1所示。

图中Ｍ为直流并励电动机，选用RTDJ32，额定功率P N=185W，额定电压U N=220V，额定电流I N=1.25A，额定转速n N=1600r/min，额定励磁电流I fN< 0.16A。

MG为校正过直流电机，TG为旋转编码器。

直流电压电流表选用RTZN02或JPZN01。

R1用RTDJ09的180Ω的阻值，Rf1用RTDJ10的1800Ω的阻值，R2选用RTDJ10的两个900Ω电阻的并联阻值，Rf2用RTDJ10的两个900Ω电阻的串联阻值。

接线完毕，把直流电机M与校正过的直流电机MG之间用联轴器直接联接，上紧定位螺丝，由旋转编码器TG 配合JPZN12-1测量电动机的转速。

实验前应将电枢电压调节旋钮逆时针旋至最小位置，起动后应检查电压是否可调，如发现电压不能调节，应关机检查原因。

图0-1直流电动机他励接线图4、他励电动机起动步骤(1).接线时应切断电源。

接好线后检查接线是否正确，电表的极性、量程选择是否合理，励磁回路接线是否可靠。

然后，将起动电阻R1调到最大位置，作好起动准备。

(2).开启电源总开关，按下控制屏面板上的“启动”按钮，接通面板中间左边的励磁电源，观察电动机M及校正直流电机MG的励磁电流值，调节R f2使I f2等于校正值100mA 并保持不变，再接通面板中间右边的电枢电源，使M起动。

(3).顺时针调节电枢电源调压旋钮，使电动机端电压加到220V。

减小起动电阻R1直至短接，起动完毕。

5、调节他励电动机的转速分别改变串入电枢回路的调节电阻和励磁回路的调节电阻，观察转速变化情况。

6、改变电动机的转向切断电源，将电枢两端或励磁绕组两端接线对调后，起动电机，观察电动机转向及转速表指针偏转方向。

六、注意事项(1).RTZN02或JPZN01直流电压表、电流表的电源插头，应插到实验台的电源插座中。

(2).测量前注意仪表的量程、极性及其接法是否正确和得当，并及时纠正。

(3).直流并（他）励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻R f1调至最小，先接通励磁电源，使励磁电流量大，同时必须将电枢串联起动电阻R1调至最大，然后方可接通电枢电源，使电动机正常起动。

起动后，将起动电阻R1调至零，使电机正常工作。

(4).直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源，同时必须将电枢串联的起动电阻R1调回到最大值，励磁回路串联的电阻R f1调回到最小值，给下次起动作好准备。

七、实验报告(1).画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。

说明电动机起动时，起动电阻R1和磁场调节电阻R f1应调到什么位置？为什么？(2).增大电枢回路的调节电阻，电机的转速是如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？(3).用什么方法可以改变直流电动机的转向？(4).为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢靠？实验一直流电动机一、实验目的(1).掌握用实验方法测取直流电动机的工作特性和机械特性。

(2).掌握直流并励电动机的调速方法。

二、预习要点(1).什么是直流电动机的工作特性和机械特性？(2).直流电动机调速原理是什么？三、实验项目(1).工作特性和机械特性保持U=U N和I f=I fN不变，测取n,M2、n=f(I a)及n=f(M2)。

(2).调速特性a)改变电枢电压调速保持U=U N和I f=I fN常值，M2=常值，测取n=f(U0)。

b)改变励磁电流调速保持U=U N，T2=常值，R1=0，测取n=f(If)。

四、实验设备(1).RTZN02或JPT01智能直流电压表、安培表，用2只(2).JPZN12-1智能转矩、转速、功率表(3).RTDJ09三相可调电阻器（90Ω）(4).RTDJ10三相可调电阻器（900Ω）(5).RTDJ32直流并励电动机(6).JPDJ45校正过直流电机(7).JPDJ47-1电机导轨、旋转编码器(8).RTDJ12波形测试及开关板五、实验线路及操作步骤1、直流电动机的工作特性和机械特性实验线路如图1-1所示。

R1用RTDJ09的180Ω的阻值，R f1用RTDJ10的1800Ω的阻值，R2选用RTDJ10的两个900Ω电阻的并联阻值，R f2用RTDJ10的两个900Ω电阻的串联阻值。

电动机选用RTDJ32直流并励电动机，JPDJ45校正过的直流电机作为电动机负载。

按照预备实验方法起动直流并励电动机。

将电阻R1调到零，同时调节电枢电源电压值为220V，调节R f2阻值，把I f2调到100mA，再调节负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻R f1，使电机满足额定值U=U N，I=I N，n=n N，其励磁电流为额定励磁电流I fN，在保持U=U N和I f=I fN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即将校正过的直流电机的负载电阻逆时针调到最大，至空载。

测取电动机输入电流I，转速n和校正电机的转矩M2，共取6-7组资料，记录于表1-1中。

图1-1 直流电动机他励接线图表1-1 U=U N= V I f=I fN= A2、调速特性（1）改变电枢端电压的调速直流电动机起动后，将电阻R1调至零，I f2调到校正值100mA，再调节负载电阻R2、电枢电压及磁场电阻R f1，使M的U=U N，I a=0.5I N，I f=I fN。

保持此时的M2值和I f=I fN，逐次增加R1的阻值，降低电枢两端的电压Ua,使R1从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua,转速n和电枢电流Ia，共取5-6组资料，记录于表1-2中。

表1-2 I f=I fN= A M2= N.m（2）改变励磁电流的调速直流电动机起动后，将电阻R1和电阻R f1调至零，调节MG的磁场电阻使I f2调至校正值100mA，再调节M的电枢电压和MG的负载，使电动机U=U N，I a=0.5I N，保持此时的M2值和U=U N的值，逐次增大磁场电阻R f1,直至n=1.3n N,每次测取电动机的n、I f、Ia，共取5-6组资料，记录于表1-3中。

表1-3 U=U N= V M2= N.m六、实验报告1、由表1-1计算出I、P2和η，并绘出n=f(M2)、n=f(Ia)的特性曲线。

电动机输出功率P2=0.105nM2，式中M2的单位为N.m，n的单位为r/min。

电动机输入功率P1=UI。

电动机效率η= P2/P1ⅹ100%。

由工作特性求出转速变化率：△n=(n0-nN)/nNⅹ100%。

2、绘出并励电动机调速特性曲线n=f(U a)和n=f(I f)。

分析在恒转矩负载两种速时的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。

实验二直流电动机各种运转状态的机械特性测试一、实验目的掌握用实验方法测定他励直流电动机各种运行状态下机械特性的方法。

二、预习要点⑴．改变直流电动机机械特性有哪些方法。

⑵．直流电动机在什么情况下，从电动运行状态进入回馈制动状态。

直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电势平衡方程式以及机械特性。

⑶．直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式以及机械特性。

三、实验容⑴．测定电动及回馈制动状态下的机械特性。

⑵．测定能耗制动状态下的机械特性。

⑶．测定电动及反接制动状态下的机械特性。

四、实验设备⑴．RTDJ34／RTDJ31 直流并励电动机／直流复励发电机⑵．RTDJ09／RTDJ10／RTDJ37 电阻挂箱⑶．RTZN02 智能直流电压电流表挂箱，用2只⑷．RTDJ12波形测试及开关板⑸．手持式转速表五、实验操作1、实验接线按图2-1接线，图中各部分说明如下：⑴．MD和L df为被测直流电动机的电枢绕组和励磁绕组，使用RTDJ34直流并励电动机，接成他励方式使用。