第三章 变压器实验 实验一 变压器空载、短路实验
所谓变压器空载，是指基一次侧施加正弦电源而二次侧开路。此时，流入一次侧的电流称为空载电流0I ，其主要作用是产生磁动势
L W I F 00=建立主磁通m φ，因而是无功滞后电流，由于交变磁通在铁心
中产生磁滞涡流损耗，故0I 中也存在很小部分的有功电流。可用
?
?
?
+=Fe m I I I 0表示上述概念。式中?m I 是磁化电流，?
Fe I 是提供铁耗的有功
电流。根据上述概念，可以导出变压器空载时的等效电路和励磁参数
m m jX R +。m R 表示铁心损耗的等效电阻，m X 表示主磁通在绕组中引起
的等效感抗，称为励磁电阻和励磁电抗。可以通过空载实验求取，即
2
2010m m m Fe X R I E R I p +==及。此外，空载实验通过测取一系列空载数
据0I 、0U 、0p ，作出()00I f U =关系曲线，根据此曲线可分析变压器的磁路性能。曲线上对应N U 的点应处于曲线开始弯曲段(即膝部)为最佳。如果低于此点，说明磁路不饱和，造成工作性能不稳定且降低了材料利用程度；如果高于此点，说明磁路过于饱和，铁心损耗增大，效率下降，温升增加。
为了便于测量和安全，空载实验一般在低压侧加压，高压侧开路。
所谓变压器短路是指其一次侧施加正弦电源而二次侧短路。在做短路实验时必须施加较小的电压以限制短路电流在N I 2.1范围内。由于外施电压很小[约N U (5～10)％]，因而铁心中主磁通很小，0I 很小，故可忽略励磁支路的作用，则等效电路中只有一、二次侧支路串联，
即电路中只有绕组参数21r r r k '+=和21x x x k '+=，分别称之为短路电阻和
短路电抗。这可以通过短路实验来求取：k k cu k r I p p 2=≈，
2
2k k k k x r I U +=。k r 、k x 的大小将影响变压器的运行性能。
为了便于测量，短路试验一般在高压侧加电压，而将低压侧短路。
一、 实验目的
①根据变压器空载、短路实验数据求取变压器的参数。 ②根据空载特性曲线，分析变压器的磁路工作性能。 ③了解参数对变压器性能的影响。 二、实验线路及设备 (一)实验线路
实验线路如图3—1、图3—2、图3—3和图3—4所示。 (二)实验设备
实验设备如表3—1所示。 表3-1变压器空载、短路实验所用设备
三、实验内容 (一)测定绝缘电阻
用兆欧表分别检查变压器高、低压绕组之间和对地之间冷态绝缘电阻值。将数据填入表3—2中。
表3—2绝缘电阻测量值
（二）电压比测定
采用双电压表法来测定电压比，其接线图如图3—1所示。电源经调压器接至低压绕组，高压绕组开路。闭合电源开关S ，将调压器的输出电压调到低压绕组额定电压的50%左右开始到N U 1范围内，对应不同输入电压，测量ax U 、AX U ，测取三组数据，记录于表3—3中，分别计算电压比，取其平均值为变压器的电压比。
图3-1 测电压比接线图 表3—3绝缘电阻值测量值
（三）绕组极性测定
采用交流感应法来测定绕组的极性，其接线如图3—2所示。在A 、X 上加约0.5N U 的交流电压，用电压表量取ax U 、AX U 、Aa U ，若ax AX Aa U U U +=，
则高压绕组的首端和低压绕组的末端为同名端。反之，
若ax AX Aa U U U -=，则高、低压绕组的首端为同名端。
图3-2 交流感应法测量极性接线图 （四）空载实验
空载实验的接线图如图3—3所示。空载实验通常是将高压绕组开路，由低压绕组通电。由于空载时变压器的功率因数较低，所以测量功率时应采用低功率因数瓦特表，以减少功率测量误差。又因变压器空载阻抗很大，故电压表应该接在电流表的外侧，以免由于电压表分流引起误差。通电前，应将调压器调到起始位置，以免电流表、瓦特表被合闸瞬间冲击电流所损坏。合上开关S 后，调节电压至1.2N U ，然后逐次降压，在（1.2~0.5）N U 范围内，每次测量0U 、0I 和0P ，共测取（6~7）组数据记录于表3—4中。
表3—4 空载实验测量数据
（五）短路实验
短路实验的接线图如图3—4所示。通常将低压侧短接，高压侧
通电进行实验。由于短路时的功率因数较高，故不再采用低功率因数瓦特表。又由于短路阻抗很小，故电流表应接在电压表的外侧，以免由于电压表的内阻压降引起误差。
通电前，必须将调压器调至输出电压为零的起始位置。然后，合上开关S ，调节调压器逐渐增加电压使短路电流升至1.2N I 随后降压，在()N I 5.0~2.1范围内，测量各次的K I 、K U 、K P ，共测到（4~5）组（其中必须测取N K I I =点），记录于表3—5中。短路试验的时间不宜过长，以免使变压器绕组引起较大的温升导致电阻增大。测量变压器的周围环境作为实验时绕组实际温度。将数据记录于表3—5中。
图3-4 短路试验接线图
表3—5 短路实验测量数据（ ℃ ）
四、实验报告
①由测定的绝缘电阻值判别变压器绝缘性能好坏。 ②由电压比测定数值求取变压器的电压比。 ③由绕组极性测定数值判别变压器各绕组的同名端。
④由空载实验数据用方格纸画出空载特性曲线()00I f U =、
()00I f P =、()00cos I f =?，并求出额定电压下的励磁参数。
⑤根据短路实验数据，用方格纸画出短路特性曲线()K K I f U =、
()K K I f P =、()K K I f =?cos ，并求出折算到工作温度时的短路参数。
⑥根据上面求得的空载和短路参数，画出被试变压器的“T ”形等效电路(设k C
k X X X r r r 5.02
17521='=='=?)。 ⑦计算在cos 8.02=?(滞后)的额定负载时的电压变化率△U*和效率η。
五、讨论题
①通常做变压器的空载实验是在低压侧接电源，而做短路试验时是在高压侧接电源，这是为什么?
②为什么在空载时与短路时功率因数不一样?
③在测量变压器空载与短路实验时，仪表的位置有什么不同?为什么?
④分析实验中出现的异常现象。 ⑤判别该台变压器性能的好坏。
实验二 三相变压器联结组别测定
三相变压器与单相变压器相比较，磁路系统和电路系统有其特殊性，因而有两点不同：一是其一、二次侧相应的线电动势相位差随三相绕组的联结方式不同而变化；二是其相电动势的波形要受到三相磁路结构和三相绕组联结方式影响。三相变压器磁路结构有两种：三相磁路互相关联的心式结构和三相磁路彼此独立的组式结构。三相绕组有多种接法，最常用的有两种：一是星形联结，记为Y ，当有中点引出线时记为YN ；二是三角形联结，记为D 。对应线电动势之间的相
位差用钟点法表示，如果一、二次绕组分别是Y和D联结，对应线电动势相位差为30°，则用Ydl表示。三相变压器可以有24种联结组别，国家标准规定了5种标准联结组别：Yyn0、Ydll、YNdll、YNyo 和Yyo，其中前三种是电力变压器的常用接法。
三相变压器绕组中相电动势的波形决定于磁路中主磁通的波形。如果主磁通的波形是正弦波，则相电动势也为正弦波，如果主磁通波形是平顶波(含较强三次谐波)，则相电动势波形为尖顶波(也含较强的三次谐波)。要得到正弦波主磁通，则励磁电流必须含有三次谐波，即为尖顶波。因此无中性线的Y联结的绕组中不存在三次谐波电流，而心式磁路结构中，三次谐波磁通在主磁路中是没有通路的，只能沿漏磁路流通，因而被大大削弱，因此Yy心式变压器中相电动势波形接近正弦波。倘若为Yy组式变压器，三次谐波磁通在主磁路中能流通，因而其相电动势波形为尖顶波，是不采用的。而Yd、YNy、Yyn 及Dy联结中因有三次谐波电流存在，故主磁通为正弦波，相电动势波形也是正弦波或近似正弦波。
在电力系统中，常常要进行变压器的并联运行，联结组别相同是并联运行的必要条件。
一、实验目的
①熟悉三相变压器的联结方法和检查方法。
②掌握确定三相变压器联结组别的方法。
③了解用示波器观察三相变压器不同磁路结构和不同联结方法时空载电流和电动势的方法。
二、实验线路及设备 (一)实验线路
实验线路如图3—5、图3—6、图3—7、图3—8、图3—9及图3—10所示。
(二)实验设备
实验设备如表3—6所示。
表3—6三相变压器联结组别测定所用设备
三、实验内容 (一)极性测定
1、心式变压器相间极性测定首先用万用电表电阻档测量12个出线端通断情况及的大小，找出三相变压器高、低压绕组的端头，暂标记为A 、B 、C ；X 、Y 、Z 及a 、b 、c ；x 、y 、z 。然后按图3—5接线在A 相施加低电压，约U N 50％，用电压表测量B 、C 端间电压BC U ，若CZ BY BC U U U -≈时，则说明B 、C 两相首端为同名端，标号正确。若CZ BY BC U U U +=则说明B 、C 两相首端为异名端，标号是错误的，应更换标号及联结端头。用同样的方法，在B 相施加50％U N 电压，决定A 、C 相间极性。相间极性确定后，把高压绕组首末端作正式标记。
图3-5 相间极性测定线路
2、高、低压绕组的同名端（极性）测定
接线图如图3-6所示。在高压绕组上施加三相电压，约50%U N ，用电压表分别测量U AC 、U BY 、U CZ 、U ax 、U by 、U cz 、U Aa 、U Bb 、U Cc 。若ax AX Aa U U U -=时，则AX U 和ax U 同相位，A 、a 端点极性相同标之为同名端用“· ”表示。若ax AX Aa U U U +=，则AX U 和ax U 相位相反，A 与a 端为异名端。用同样的方法来判断另外二相的高、低压绕组的极性。最后将低压绕组各相首末端作正式标记。
图3-6高、低压绕组同名端测定
（二）联结组别测定
1、Yy0联结组别的测定 按图3-7所示进行接线。用导线将A 、a 端联在一起，将三相调压器调到其输出电压100V 左右。用电压表分别测量电压AB U 、ab U 、Bb U 、Cc U 及Bc U 数值，记录于表3-7中。根据Yy0联结组的电压相量图可知：
()ab Cc Bb ab Bc U K U U K K U U 11
2-==+-=
式中，ab AB U U K =为变压器的线电压比。
若实测电压Bb U 、Cc U 、Bc U 与计算值相同时，
表明联结组别为Yy0。
图3-7 Yy0联结组
2、Yd11联结组别的测定
按图3-8接线，用导线联结A 、a 端点，将三相调压器调至其输出电压100V 左右。用电压表分别测量电压AB U 、ab U 、Bb U 、Cc U 及Bc U 数值，记录于表3-7中。根据Yd11联结组的电压相量图可知：
132+-===K K U U U U ab Bc Cc Bb
式中，ab AB U U K =
若实测电压Bb U 、Cc U 、Bc U 与计算相同时，则表示联结组别为Yd11。
为避免二次侧接错造成短路，可在二次侧三相绕组通过电流表接成三角形，一次侧加电压时注意观察电流表读数，联结正确时，电流表读数为零或接近于零。
图3-8 yd11联结组
3、Yd5联结组别的测定
自拟实验线路图，通过实验测量AB U 、ab U 、Bb U 、Cc U 、Bc U ，记录于表3-7中，并推导校验公式进行校验。
表3-7 不同联结组别的测量值
（三）用示波器观察三相变压器的空载电流和相电动势波形
1、Yy和YNy联结根据线路图3-9所示，三相变压器接成Yy，即开关S2处于断开状态，闭合开关S1，电源额定电压施加于高压侧，用示波器观察空载电流、低压侧相电动势和线电动势波形。空载电流信号从高压侧串联电阻上引出，相电动势和线电动势信号直接从低压侧引出。
闭合开关S2，则三相变压器作YNy联结，再观察空载电流及电动势波形。
图3-9 观察Yy和YNy联结三相变压器空载电流及电动势波形
2、Yd联结
按图3-10进行接线，三相变压器作Yd联结。开关S2处于断开状态，则低压绕组不能构成三角形联结。闭合开关S1，额定电压施加于高压侧，观察相电动势波形。闭合开关S2，低压绕组作三角形联结，再观察相电动势波形。
更换被试变压器(如原为心式换为组式)，重复上述步骤。
四、实验报告
①总结测定三相心式变压器极性的方法。
②对于联结组别Yy0与Ydll，分别用校核公式的计算值与实际测量值进行比较。对Yd5，推导其校验公式，进行计算后与实测值进行比较。总结用实验测定变压器联结组别的方法。
③对三相组式变压器与三相心式变压器谐波电动势的实验结果进行比较，并分析其原因。
五、讨论题
①在测定三相变压器的联结组别时，为何要把一、二次侧的一个端头联结起来?
②三相变压器的极性确定后，是否可以说其联结组别已经固定?三相变压器的高、低压侧联结方式已定，是否组别已定?
③为什么组式变压器的三次谐波电动势较心式变压器的要大得多?
实验三 同步发电机的并联运行
同步发电机与电网并联运行时，应满足如下的条件：①发电机的电压和电网电压应具有相同的有效值、极性和相位；②发电机的频率与电网的频率相等；⑧发电机的相序与电网相序相同；④发电机的电压波形与电网电压波形一致。其中第④项在制造发电机时得到保证。
故只需满足①、②、③项条件即可进行并联。若并联运行时不满足上述条件，则将产生很大的冲击电流，由于电磁力的冲击，定子绕组端部可能受到损伤。
同步发电机与电网并联运行时，有功功率的调节只需调节原动机的输出(即同步发电机的输入)功率即可。如果原动机为直流电动机，则只需调节电动机的转速。因为同步发电机的转速应是恒定的同步转速。当增加原动机的转速时，势必使转子磁动势f F 与合成磁动势δF 之间的夹角δ拉大，这样就使得发电机的电磁转矩和电磁功率增大，输出功率也增大。反之亦然。
在保持输出有功功率不变而进行无功功率调节时，只需调节发电机的f I 即可。0f f I I =时，1cos =?，即没有无功输出。但如果增加f I 使
0f f I I ，将使转子磁动势f F 增大，其合成磁场大小受到输出电压U N
的限制不变，故电枢反应必定是去磁的，因而输出感性无功功率。增加f I 值，则其输出感性无功功率也将增加。反之，如减小f I ，使0f f I I ，则f I 产生的f F 减小，为了维持恒定的合磁通，电枢反应必定是增磁的，因而发电机输出容性无功功率（输入感性无功功率），不同的f I 值，
其输出的无功功率也将不同。
一、实验目的
1、熟悉三相同步发电机并列的条件、操作方法和步骤。
2、了解同步发电机与电网并列运行时，有功和无功的调节。
二、预习要点
1、同步发电机并联运行的条件有哪些？如何满足这些条件？
2、什么叫“暗灯法”？灯光处于什么状态才能合闸？
3、同步发电机并联运行时如何调节有功功率和无功功率？说明其物理过程。
三、实验设备
四、实验内容及步骤
1、按图接线，经带实验人员检查后方可实验。
2、起动调速：
①、开电源。
②、按“他励电压”上升键到直流电流0.3A左右。
③、按“电枢电压”上升键至220V（或者170V左右）。
④转速表测转速并做微调“他励电压”至转速为1500转/每分左右。
V
V
V
A
Hz
Hz
KW
COS φ
KVar
A B
C
U V W
L 1L 2L 3
系统侧
发电机侧
零电压表
F 1
F 2
+-
60V +4A
0～5A 交流
0～15A 直流20A 220V
+-A 220V 2A -+
直流0～1A R m
H 1
H 2
B 1
B 2
C 1C 2
A
3、升压
调“励磁电流”上升键至发电机输出电压接近电网电压（两电压表对比，电网与电机侧）（如果60V 4A 不稳定可用直流电源220V 8A ）
4、合闸并网
①、微调“励磁电流”和“他励电压”使发电机频率和电压与电网接近。
②、若指示电压表指0和同步表最小（接近于0）时按并网按钮。 5、调有功、无功
调有功（0.8左右）调“他励电压”下降键。使直流电动机输入
增加，发电机有功增大（见KW 表）（电流不能超过8.7A ）。?c o s
升高。
调无功：调“励磁电流”上升键。发电机无功增加，?cos 降低（电流不能超过3.6A ）。发电机频率低，调“他励电压”下降键；频率高，调“他励电压”上升键。
6、停机
①、调“他励电压”上升键，有功减少至零。
②、调“励磁电流”下降键，无功减少至零。
③、按解列按钮，发电机解列。
④、关电源。
五、实验报告
①、总结同步发电机与电网并联合闸的条件与步骤。
②、总结同步发电机有功功率与无功功率的调节方法。
六、讨论题
①在直流电动机—同步发电机机组中，为什么调节直流电动机的转速能使同步发电机的输入功率增加?
②为什么调节发电机的
I其功率因数会发生变化?
f
实验一异步电动机的起动和反转实验
一、实验目的
1、了解和熟悉鼠笼式三相异步电动机常用的起动方法。
2、熟悉异步电动机的接线。
3、了解异步电动机的反转方法。
二、实验设备
三、实验内容和步骤 1、异步电动机的直接起动
采用鼠笼式异步电动机。据铭牌规定，电机按星形接线。接法如图一，经老师检查后，合上K 1，调节调压器的输出电压，当V U 380=时按下2SB ，起动电机，从调压器副边的电流表测量合闸瞬间的起动电流Q I 、记录在表格中。
2、调压器降压起动
（1）、仍按图一接线，旋动调压器手柄使输出电压V U U e Q 308.0-=左右，按下2SB ，起动电动机记录Q I 及电源侧电流1I 。
图一
（2）合上1K 调V U U e Q 2286.0==时按下2SB ，记录Q I 和1I 。 注：在上述三种情况下起动时，用转速表及秒表粗细记录从按下
2SB 起到n 上升为n e 时所经过的时间，若测时间有困难可以感觉判断
哪种情况下时间短，哪种情况下时间长。
3、Y-△降压起动
此种起动法适用于正常运行为△接法的电动机，本实验中仍采用
前一个电机，把它作为额定电压为220V正常运行时为△接法的。
图三星—三角降压启动
（1）按图三接线。主回路加接一块交流电流表，经教师检查电路完全正确后才能通电。先按
SB，使电动机星形起动，待电动机转
1
速接近额定转速时，按下
SB，电动机转换成三角形全压运行。在此
2
过程中注意观察起动电流的变化。
按下
SB，切断电源，整理仪器设备，结束实验。
3
四、实验报告要求
1、鼠笼式异步电动机的降压起动的起动电流比较（用从电源吸收的起动电流进行比较）和起动时间快慢说明什么？
2、Y-△起动与直接起动电流比较
注意：
（1）每次起动电机，必须在电机完全静止时起动，测得电流才
大致正确。
（2）由于做起动实验，，电机起动频繁，每次起动前除一定等完全静止时，还应用手摸一下电机机壳。注意是否发热现象了，如有发热应休息一会再起动。
实验异步电动机验收实验
一、实验目的
1、以异步电动机为例，了解验收电机的一般方法。
一、电机及电气技术实验装置交流及直流电源操作说明 1. 开启三相交流电源的步骤 ⑴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。 ⑵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。 ⑶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0～400V（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输出端的线电压及相电压。 ⑷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。 2. 开启直流电源的操作 ⑴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。 ⑵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连续可调的直流电压输出。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，可独立使用。 ⑶“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，从电枢电源开关合闸到直流电压输出约有3～4秒钟的延时，这是正常的。 3.电枢电源设有过电压和过电流指示告警保护电路 当输出出现过电压时，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，即可输出电压。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（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
实验报告 一．实验目的 通过空载实验和短路实验测定变压器的变比和稳态阻抗参数。 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U O = f (I O)，P O= f (U O)。 2.短路实验：测取短路特性U K = f (I K)，P K = f (I)。 四．实验设备及仪器 1．交流电压表、交流电流表、功率及功率因数表（NEEL-001B） 2．单相变压器（NMEL-01三相组式变压器） 五．实验方法
2．短路实验 七．实验报告 1.计算变比（空载试验） 由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K 。 K=U 1u 1.1u 2／U 2u 1.2u 2 K1 = 253.5/132 = 1.92, K2 = 230.8/120.7 = 1.91, K3 = 210.6/110.7 = 1.90 = (K1 + K2 + K3)/3 = 1.91 2.绘出空载特性曲线和计算激磁参数（空载试验） (1)绘出空载特性曲线 U O = f (I O )； P O = f (U O )； O ?cos = f (U O ) 式中：O o P = ?cos K I0
(2)计算激磁参数 从空载特性曲线上查出对应于Uo=U N 时的I O 和P O 值，并由下式算出激磁参数 2O O m I P r = ；O O I U Zm = ； 2 2m m m r Z X -= = 4.852/0.105^2=440Ω, Zm = 110.7/0.105=1054Ω, Xm = = 958 Ω 3.绘出短路特性曲线和计算短路参数（短路试验） （1）绘出短路特性曲线 U K = f (I K )； P K = f (I K )； K ?cos = f (I K ) m r 440^2-1054^2P0 U0 U0
实验一单相变压器 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) , cosφ0=f(U0)。 2、短路实验 测取短路特性U K=f(I K)，P K=f(I K), cosφK=f(I K)。 3、负载实验 （1）纯电阻负载 保持U1=U N，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 （2）阻感性负载 保持U1=U N，cosφ2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。 四、实验方法 1、实验设备
图1-1 空载实验接线图 2、空载实验 1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图1-1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 P N =77W ，U 1N /U 2N =220/55V ，I 1N /I 2N =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U 0=1.2U N ，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2U N 的范围内，测取变压器的U 0、I 0、P 0。 4）测取数据时，U=U N 点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表1-1中。 5）为了计算变压器的变比，在U N 以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表1-1中。
肇庆学院 电子信息与机电工程学院电机学实验报告 13级电气2班姓名：梁智健学号：201324122202指导老师：肖奇军实验地点：后山金工楼2楼电工实验室 实验日期:2015年12月15日 实验三：三相鼠笼异步电动机的工作特性 一、实验目的 1、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。 2、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。 3、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。 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、工作特性和参数的测定方法。 三、实验项目 1、测量定子绕组的冷态电阻。 2、判定定子绕组的首末端. 四、实验方法 1、实验设备
2、屏上挂件排列顺序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51 3、测量定子绕组的冷态直流电阻。 将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。 (1) 伏安法 测量线路图为图3-1。直流电源用主控屏上电枢电源，可先调到50V输出电压。开关S1、S2选用D51挂箱，R用D42挂箱上1800Ω可调电阻。 图3-1 三相交流绕组电阻测定 量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约小于60毫安，因而直流电流表的量程用200mA档。三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Ω，因而当流过的电流为60毫安时二端电压约为3伏，所以直流电压表量程用20V 档。 按图3-1接线。把R调至最大位置，合上开关S1，调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。读完后，先打开开关S2，再打开开关S1。 调节R使A表分别为50mA，40mA，30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表3-2中。
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。
实验中所用电机铭牌数据一览表
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
《电机学》实验教学大纲 课程名称：《电机学》课程编码：060132008 课程类别：专业基础课课程性质：选修 适用专业：自动化 适用教学计划版本：2017 课程总学时：32 实验（上机）计划学时： 8 开课单位：自动化与电气工程学院 一、大纲编写依据 1．自动化专业2017版教学计划； 2．自动化专业《电机学》理论教学大纲对实验环节的要求； 3．近年来《电机学》实验教学经验。 二、实验课程地位及相关课程的联系 1．《电机学》是自动化专业的专业基础课程； 2．本实验项目是《电机学》课程综合知识的运用； 3．本实验项目是理解直流电机，交流电机及变压器的基础； 4．本实验以《电路》、《大学物理》为先修课； 5．本实验为后续的《运动控制基础》、《直流运动控制系统》、《交流调速系统》及《工厂供电及节能技术》课程学习有指导意义。 三、实验目的、任务和要求 1．本课程是自动化专业的一门专业基础课。课程主要讲解直流电机、变压器、交流电机。它一方面研究电机的基本理论问题、另一方面又研究与其相联系的科学实验和生产实际中的问题。本课程的实验目的是使学生掌握直流电机、交流电机、变压器的基本理论，为学习“直流运动控制系统”、“交流调速系统”和“工厂供电及节能技术”等课程打下坚实基础； 2．通过实验培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力； 3．通过综合性、设计性实验训练，使学生初步掌握电机的应用； 4．培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力。 5．实验项目的选定依据教学计划对学生工程实践能力培养的要求； 6．巩固和加深学生对电机学理论的理解，提高学生综合运用所学知识的能力； 7．通过实验，要求学生做到： （1）预习实验，自行设计实验方案并撰写实验报告； （2）正确连接实验线路； （3）用电机学理论知识独立分析实验数据。 四、教学方法、教学形式、教学手段的特色 重视学生的实际动手能力 五、实验内容和学时分配
《电机与拖动实验》课程学习要求 一、课程考核形式 本课程的考核形式为离线作业（实验报告），无在线作业和考试。“离线作业及要求”在该课程的“离线作业”模块中下载。 二、离线作业要求 学生需要在平台离线作业中下载“大工18秋《电机与拖动实验》实验报告”，观看实验课件，根据课件中的操作及实验结果来读取实验数据、认真填写“大工18秋《电机与拖动实验》实验报告”，并提交至课程平台，学生提交的实验报告作为本课程考核的依据，未提交者无成绩。 《电机与拖动实验》的实验报告由单相变压器实验、直流发电机实验、三相鼠笼异步电动机实验、三相同步发电机的并联运行实验四个独立的部分构成，学生需要完成实验报告的全部内容。 三、离线作业提交形式及截止时间 学生需要以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业，点“上交”即可。如下图所示。 截止时间：2019年3月11日。在此之前，学生可随时提交离线作业，如需修改，可直接上传新文件，平台会自动覆盖原有文件。 四、离线作业批阅 老师会在作业关闭后集中批阅离线作业，在离线作业截止提交前不进行任何形式的批阅。 注意事项：
独立完成实验报告，不准抄袭他人或者请人代做，如有雷同，成绩以零分计！ 大连理工大学网络教育学院 2018年11月附录：实验报告
网络教育学院电机与拖动实验报告 学习中心：奥鹏学习中心 层次：专升本 专业：电气工程及其自动化 学号： 学生： 完成日期：年月日
实验报告一 实验名称： 单相变压器实验 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。 实验项目： 1. 空载实验 测取空载特性0000U =f(I ), P =f(U )。 2.短路实验 测取短路特性k k k U =f(I ), P =f(I)。 3.负载实验 保持11N U =U ，2cos 1?=的条件下，测取22U =f(I ) （一）填写实验设备表
电机学实验报告 学院：核技术及其自动化工程专业：电气工程及其自动化 教师：黄洪全 姓名：许新 学号：200706050209
实验一异步电机的M-S曲线测绘 一．实验目的 用本电机教学实验台的测功机转速闭环功能测绘各种异步电机的转矩~转差曲线，并加以比较。 二．预习要点 1．复习电机M-S特性曲线。 2．M-S特性的测试方法。 三．实验项目 1．鼠笼式异步电机的M-S曲线测绘测。 2．绕线式异步电动机的M-S曲线测绘。 ＞T m， （n=0） 当负载功率转矩 当S≥S m 过读取不同转速下的转矩，可描绘出不同电机的M-S曲线。
四．实验设备 1．MEL 系列电机系统教学实验台主控制屏。 2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。 3．电机起动箱（MEL-09）。 4．三相鼠笼式异步电动机M04。 5．三相绕线式异步电动机M09。 五．实验方法 1 被试电动机M04法。 G 功机，与按图线，实验步骤： （1）按下绿色“闭合”按钮开关，调节交流电源输出调节旋钮，使电压输出为220V ，起动交流电机。观察电机的旋转方向，是之符合要求。 （2）逆时针缓慢调节“转速设定”电位器经过一段时间的延时后，M04电机的负载将随之增加，其转速下降，继续调节该电位器旋钮电机由空载逐渐下降到200转/分左右（注意：转速低于200转/分时，有可能造成电机转速不稳定。） （3）在空载转速至200转/分范围内，测取8-9组数据，其中在最大转矩附近多测几点，填入表5-9。
（4）当电机转速下降到200转/分时，顺时针回调“转速设定”旋钮，转速开始上升，直到升到空载转速为止，在这范围内，读出8-9组异步电机的转矩T，转速n，填入表5-10。 2．绕线式异步电动机的M-S曲线测绘
网络教育学院电机与拖动实验报告 学习中心：汕头市知纳培训中心奥鹏学习中心层次：专升本 专业：电气工程及其自动化 学号： 学生： 完成日期： 2020年03 月01 日
实验报告一 实验名称：单项变压器实验 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。 实验项目：1、空载实验测取空载特性Uo=F(uo), P=F(uo) 2、短路实验测取短路特性Yk=F(Ik), PK=F（I） 3、负载实验保持U I =U1u1，cosφ2=1的条件下，测取U2=F（I2）（一）填写实验设备表
（二）空载实验 1．填写空载实验数据表格 2. 根据上面所得数据计算得到铁损耗Fe P 、励磁电阻m R 、励磁电抗m X 、电压比k
（三）短路实验 1.填写短路实验数据表格 O （四）负载实验 1. 填写负载实验数据表格 （五）问题讨论 1. 什么是绕组的同名端？ 2. 为什么每次实验时都要强调将调压器恢复到起始零位时方可合上电源开关或断开电源开关？ 尽可能避免因万一连线错误而造成短路，烧毁电源。
3. 实验的体会和建议 体会：通过实验我对变压器的参数有了进一步的认识和理解，对变压器的特性有了更具体深刻的体会，同时学会了在实验室应根据需要正确选择各仪表量程保护实验设备。 建议：数据的处理只用表格来进行了，显得比较粗糙，可以用图表来处理，结果会更直观。
实验报告二 实验名称：直流发电机实验 实验目的：掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能 实验项目：空载特性外特性调整特性 （一）填写实验设备表
电机与拖动实验报告 学习中心：江苏南通如皋奥鹏 层次：专升本 专业：电气工程及其自动化 学号： 学生：刘平 完成日期：2015 年3 月9 日 实验报告一 实验名称：单相变压器实验 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。 实验项目：1.空载实验测取空载特性OOOOU=f(l),P=f(U) 。 ____________________________ 2. 短路实验测取短路特性kkkU=f(l),P=f(l) 。 3.负载实验保持11NU=U 2cos1的条件下，测取22U=f(l) (一)填写实验设备表
（二）空载实验 1 ?填写空载实验数据表格表1-1
2.Fe m m 表1-2 （三）短路实验
1. 填写短路实验数据表格 表2 室温= °C （四）负载实验 1. 填写负载实验数据表格 表3 cos 2=1 U i=U=110V （五）问题讨论 1. 什么是绕组的同名端 答：两个具有互感的线圈，在某一端通入电流时，两个线圈产生的磁通方向是相同的，
那两个线头就叫“同名端” 2. 为什么每次实验时都要强调将调压器恢复到起始零位时方可合上电源开关或断开电源开关 答：主要是为了防止在高压下合闸产生较大的冲击损坏设备。其次是因为既然 需要调压器对负载进行调压，那么调压器后面的负载情况就是一个不确定因素，就不能事先预料在较高电压下负载可能情况。因此，就需要从低电压慢慢调高电压，观察负载的情况。而断开电源时，如果负载时隔较大的感性负载，那么在高电压状况下突然停电会产生很高的感应电势。 3. 实验的体会和建议 通过实验学会不在实验时应根据需要正确选择各仪表量程保护实验设备，同时通过实验 我对变压器的参数有了进一步的认识和理解，对变压器的特性有了更具体深刻的体会与学
实验四单相变压器 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) , cosφ0=f(U0)。 2、短路实验 测取短路特性U K=f(I K)，P K=f(I K), cosφK=f(I K)。 3、负载实验：纯电阻负载 保持U1=U N，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 四、实验方法 1 2、屏上排列顺序 D33、DJ11、D32、D34-3、D51、D42、D43 图4-1 空载实验接线图
3、空载实验 （1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图4-1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P N=77V·A，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）选好所有测量仪表量程。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“启动”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=1.2U N，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.3U N的范围内，测取变压器的U0、I0、P0。 （4）测取数据时，U=U N点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表4-1中。 （5）为了计算变压器的变比，在U N以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表4-1中。 4、短路实验 （1）按下控制屏上的“停止”按钮，切断三相调压交流电源，按图4-2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。 图4-2 短路实验接线图 （2）选好所有测量仪表量程，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1.1I N为止，在(0.2～1.1)I N范围内测取变压器的U K、I K、P K。
课程名称：电机学实验指导老师：章玮成绩：__________________ 实验名称：异步电机实验实验类型：______________同组学生：旭东 一、实验目的和要求（必填）二、实验容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1、测定三相感应电动机的参数 2、测定三相感应电动机的工作特性 二、实验项目 1、空载试验 2、短路试验 3、负载试验 三、实验线路及操作步骤 电动机编号为D21，其额定数据：P N=100W，U N=220V，I N=0.48A，n N=1420r/min，R=40Ω，定子绕组△接法。 1、空载试验 （1）所用的仪器设备：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。 （2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。 （3）仪表量程选择：交流电压表250V，交流电流表0.5A，功率表250V、0.5A。（4）试验步骤： 安装电机时，将电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。 试验前先将三相交流可调电源电压调至零位，接通电源，合上起动开S1，缓缓升高电源电压使电机起动旋转，注意观察电机转向应符合测功机加载的要求（右视机组，电机旋转方向为顺时针方向），否则调整电源相序。注意：调整相序时应将电源电压调至零位并切断 电源。
接通电源，合上起动开关S1，从零开始缓缓升高电源电压，起动电机，保持电动机在额定电压时空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。 调节电源电压由1.2倍（264V~66V）额定电压开始逐渐降低，直至电机电流或功率显著增大为止，在此围读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7~9组数据，记录于表4-3中。注意：在额定电压附近应多测几点。 试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机。 表4-3 2、短路试验 （1）所用的仪器设备：同空载试验 （2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。 （3）仪表量程选择：交流电压表250V，交流电流表1A，功率表250V、2A。
第一章电机及电气技术实验的基本要求和安全操作规程 1-1 实验的基本要求 电机及电气技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程提出下列基本要求。 一、实验前的准备 实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书,了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题(有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等)，并按照实验项目准备记录抄表等。 实验前应写好预习报告,经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始作实验。 认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。 二、实验的进行 1、建立小组，合理分工 每次实验都以小组为单位进行,每组由2～3人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。 2、选择组件和仪表 实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。 3、按图接线 根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。 4、起动电机，观察仪表 在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后按一定规范起动
电机，观察所有仪表是否正常(如指针正、反向是否超满量程等)。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。 5、测取数据 预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。正式实验时,根据实验步骤逐次测取数据。 6、认真负责，实验有始有终 实验完毕，须将数据交指导教师审阅。经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。 三、实验报告 实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。 实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。 实验报告包括以下内容： 1) 实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温℃。 2) 列出实验中所用组件的名称及编号，电机铭牌数据(P N、U N、I N、n N）等。 3) 列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等。 4) 数据的整理和计算 5) 按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不小于8cm×8cm，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线,不在曲线上的点仍按实际数据标出。 6) 根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。 7) 每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。 三相变压器 一、实验目的 1、通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。 2、通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。
电机学实验指导书 电气信息工程学院 2017年07月
前言 1、电机实验是学习研究电机理论的重要环节，其目的在于通过实验验证和研究电机理论，使学生掌握电机实验的方法和基本技能，培养学生严肃认真事实求是的科学作风。所设置的实验项目均为验证性实验。 2、本实验主要介绍电气自动化和电力系统自动化中常用的直流电机、变压器、异步电机的相关实验和实验原理，学生可以掌握实验方法，学会选择仪表，测取实验数据等基本实验研究技能。通过实验，加深对电机学理论知识的理解。 3、本实验指导书可作为电气工程及其自动化和自动化等强电方向专业的辅助教材和参考书。 4、本次修订工作主要针对电机学教学大纲并结合教仪设备进行了必要的调整。
目录 本实验课程的说明 (2) 实验一他励直流电机的工作特性与调速性能测定(Ⅰ) (3) 实验二他励直流电机的工作特性与调速性能测定(Ⅱ) (9) 实验三单相变压器空载、短路和负载实验 (17) 实验四三相异步电动机工作特性 (24)
本实验课程的说明 1、电机学实验是将课堂上所讲电机理论进一步深化的必备环节，通过实验验证和电机理论相结合，能使学生掌握电机实验的分析方法和基本技能，培养学生解决问题能力。 2、电机实验课是《电机学》和其相近课程的重要组成部分，本实验讲义只侧重于掌握实验方法，并运用课堂上学到的电机理论知识来分析研究实验中的各种问题，得出必要的结论，从而达到培养学生在电机这门学科中具备分析问题和解决问题的初步能力。 3、所设置的实验项目类型均为验证性实验。
实验一他励直流电机的工作特性与调速性能测定(Ⅰ) 一、实验类型 验证性实验 二、实验目的与要求 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、变阻器等部件及使用方法。 3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。 三、实验内容与任务 1．了解电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安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。 3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。 四、实验条件 1．直流电动机电枢电源（NMEL-18/1） 2．直流电动机励磁电源（NMEL-18/2） 3．可调电阻箱（NMEL-03/4） 4．电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13）
实验一直流他励发电机 一．实验目的 1．掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该电机的有关性能。 2．通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。 二．预习要点 1．什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取。 2．做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？ 3．并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？ 三．实验项目 1．他励发电机 （1）空载特性：保持n=n N，使I=0，测取Uo=f(I f)。 （2）外特性：保持n=n N，使I f =I fN，测取U=f(I)。 （3）调节特性：保持n=n N，使U=U N，测取I f =f(I)。 2．并励发电机 （1）观察自励过程 四．实验设备 1．直流电动机电枢电源（NMEL-18/1） 2．直流电动机励磁电源（NMEL-18/2） 3．同步发电机励磁电源/直流发电机励磁电源（NMEL-18/3） 4．可调电阻箱（NMEL-03/4） 5．电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13） 6．开关板（NMEL-05） 7．直流电压、毫安、安培表 8．直流发电机M01 9．直流并励电动机M03 五．实验说明及操作步骤
1．他励发电机。 按图1-3接线 S 1：双刀双掷开关（NMEL-05） R 1：发电机负载电阻（NMEL-03/4中R 1）。 V 、A ：分别为直流电压表（量程为300V 档），直流安倍表（量程为2A 档）。 （1）空载特性 a ．打开发电机负载开关 S 1，将 NMEL-18/3中纽子开关拨向直流发电机励磁，直流发电机励磁 电流调至最小，接通直流发电机励磁电源，注意选择各仪表的量程。 b ．调节直流电动机电枢电源至最小，直流电动机励磁电流最大，接通直流电动机励磁电源，接通直流电动机电枢电源，使电机旋转。 b ．从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可先停机，将直流电动机电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则电机转向应符合正向旋转的要求。 d ．调节电动机电枢电源至220V ，再调节电动机励磁电流，使电动机（发电机）转速达到1600r/min （额定值），并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。 e ．调节发电机励磁电流，使发电机空载电压达U O =1.2U N （240V ）为止。 f ．在保持电机额定转速（1600r/min ）条件下，从U O =1.2U N 开始，单方向调节直流发电机励磁电流，使发电机励磁电流逐次减小，直至I f =o 。 I f =o 时对应的电压就是剩磁电压。 每次测取发电机的空载电压U O 和励磁电流I f ，只取7-8组数据，填入表1-2中，其中U O =U N 和I f =0两点必测，并在U O =U N 附近测点应较密。 U O （V ） I f （mA ） （2）外特性 图1-3 直流他励发电机接线图直流发电机 G V A 直流电动机 M 直流电动机励磁电源 mA 直流 发电 机励 磁电源 mA 直流电动机电枢电源 V R 1 S 1 E E E U I I f F 1 F 2 A 1 A 2 F 1F 2 A 1 A 2
实验报告 实验名称：异步电机的M-S曲线测绘 小组成员：许世飞许晨光杨鹏飞王凯征 一、实验目的和要求 1.学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2.通过实验掌握异步电动机的启动和调速的方法。 二、实验内容 1.了解教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表以及各种电动机的使用方法。 2.异步电动机的直接启动。 3.异步电动机星形——三角形换接启动。 4.自耦变压器启动。 5.绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器启动。 6.绕线式异步电动机转自绕组串入可变电阻器调速。 三、主要仪器设备 1.MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（含交流电压表）； 2.指针式交流电流表。 3. 电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）； 4.电机起动箱（MEL-09）； 5.鼠笼式异步电动机（M04）。 6.绕线式异步电动机(M09)。 四、操作方法和数据记录 1.由助教学长学姐讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法和注意事项。
2.三相鼠笼型异步电动机直接启动实验。 启动前，把转矩转速测量实验箱中的“转矩设定”电位器逆时针调到底，“转速控制”、“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，检查点击导轨和连接。 a．调节三相交流电源旋钮逆时针调节到底，合上开关，然后调节调压器，使输出达到电机额定电压220V，使电机旋转起来。 b．断开电源，待电动机完全停止旋转后，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电动机启动瞬间电流值。 数据记录： 3.星形——三角形起动 按照下图接线。电压表、电流表的选择同前，开关S选用MEL-05。 a.启动前，把三相调压器退到零位，三刀双掷开关接星形接法，合上电源开关，逐渐调节调压器使电压逐步升高到额定电压U =220V，断开电源开关，待电 N 源停转。
第二章直流电机实验 2-3直流并励电动机 一、实验目的 1、掌握用实验方法测取直流并励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、T2、η=f（I a）、n=f（T2）。 2、调速特性 （1）改变电枢电压调速 保持U=U N、I f=I fN=常数，T2=常数，测取n=f（U a）。 （2）改变励磁电流调速 保持U=U N，T2=常数，测取n=f（I f）。 （3）观察能耗制动过程 四、实验方法 1、实验设备
2、屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44 3、并励电动机的工作特性和机械特性 1）按图2-6接线。校正直流测功机 MG按他励发电机连接，在此作为直流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。R f1 选用D44的1800Ω阻值。 R f2选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R 1 用D44的180Ω阻值。R 2 选用 D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。 图2－6 直流并励电动机接线图 2）将直流并励电动机M的磁场调节电阻R f1调至最小值，电枢串联起动电阻R1调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。 3）M起动正常后，将其电枢串联电阻R1调至零，调节电枢电源的电压为220V，调节校正直流测功机的励磁电流I f2为校正值（50mA或100 mA），再调节其负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻R f1，使电动机达到额定值： U＝U N，I＝I N，n＝n N。此时M的励磁电流I f即为额定励磁电流I fN。 4）保持U＝U N，I f=I fN，I f2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流I a，转速n和校正电机的负载电流I F（由校正曲线查出电动机输出对应转矩T2）。共取数据9-10组，记录于表2-7中。
实 验 报 告 专业：电气工程及其自动化 年级/班级： 2019-2020学年第1学期 课程名称 电机与拖动 指导教师 实验员 本组成员姓名及学号 实验项目名称 实验三 三相异步电动机的起动与调速 实验类型 实验地点 实验时间 一．实验目的 通过实验掌握异步电动机起动和调速的方法。 二．预习要点 1．复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。 2．复习异步电动机的调速方法。 三．实验项目 1．异步电动机的直接起动。 2．异步电动机星形——三角形（Y -△）换接起动。 四．实验设备及仪器 1．MEL 电机实验台主控屏及智能仪表（含交流电压表、电流表、功率、功率因数表）（NEEL -001B ） 2．指针式交流电流表（NMEL -16）， 3．指针式交流电压表（NMEL -15） 3．电机导轨及测功机、转矩转速测量（NMEL -13F ）。 4．开关（NMEL-05D ） 5．三相鼠笼式异步电动机（M04）。U N =220伏, I N =0.48A ，△型接线 五．实验方法 1．三相笼型异步电动机直接起动实验。 对应于额定电压的起动转矩T ST 和起动电流I 比按下式计算： K K ST ST T I I T 2 )( = 式中I k ：起动实验时的电流值，A ； T K ：起动实验时的转矩值，N.m ； K K N ST I U U I )( =
式中U K ：起动实验时的电压值，V ； 全压启动的瞬间电流值：2.20A 计算过程：K K N ST I U U I )( = = (220x0.6)/76.15 = 1.73A K K ST ST T I I T 2 )( = = (1.73/0.6)^2x0.12 = 0.998N.m 2．星形——三角形（Y-△）起动 Y 型接法：起动瞬间电流为0.625A △型接法：起动瞬间电流为2.025A 计算过程：Y 型时，K K N ST I U U I )( = = (220.8/220)x0.115 = 0.1154A K K ST ST T I I T 2 )( = = (0.1154/0.115)^2x0.04 = 0.040N.m △型时，K K N ST I U U I )( = = (220.1/220)x0.289 = 0.2891A K K ST ST T I I T 2 )( = = (0.2891/0.289)^2x0.05 = 0.050N.m