文档介绍：《电机学》实验指导书
电气11级适用
南京工业大学自动化与电气工程学院
2013年4月
目录
电机实验的一般问题 4
实验一三相变压器 10
实验二三相鼠笼异步电动机 17
实验三三相同步发电机 24
实验四直流发电机 30
电机实验的一般问题
一、电机实验的性质和目的
电机实验可以分为两大类,即工厂试验和教学研究试验。工厂试验又可分为型式试验和出厂试验两种。
型式试验是制造厂按国家标准所指定的项目对新产品所进行的试验。当电机的结构或制造工艺有所改变而引起电机性能改变时,也要进行型式试验。型式试验的目的是确定这一型式的电机是否符合相关的国家标准,并求出电机的主要参数和特性。
出厂试验又称检查试验,是制造厂按照简化项目对一般电机的成品所进行的试验。根据试验结果确定该电机的主要指标是否符合标准的要求,通过出厂试验能保证出厂电机的质量。当出厂试验的结果屡次与型式试验的结果有较大出入时,应该重新进行这一型式电机的型式试验。
电机的教学实验(简称电机实验)使学生在实验室中在老师指导下进行的试验。电机实验是电机学课程教学过程中的一个重要环节,其目的为:
1. 用感性知识来巩固、丰富已学的理论知识,并在一些问题上有所发展;
2. 学会合理地安排实验,掌握试验的操作和测量技术,学会用试验研究电机的方法,积累一定的经验,为将来独立地进行研究工作奠定基础;
3. 学会从实际出发,从实验数据中进行分析、研究,然后根据标准或技术条件对受试电机作出结论和评语。
电机实验是研究电机的基本方法之一。由于电机实验有明显的工程性质,所以要求每一个学生从开始就应该以一个工程技术人员的姿态,实事求是、细心地进行并完成每一个实验。
二、电机的试验方法
电机的试验方法有直接法和间接法两种。
直接法使电机在所要求的运行情况下工作,直接测出所需的物理量和结果,这种方法就称为直接法。例如用直接负载法求测发电机的外特性、调整特性,用直接负载法求测电动机的工作特性等。这种方法的优点是:
1. 试验时电机内部所发生的物理过程和电机实际运行时完全一样;
2. 所需物理量可直接测出,计算简单。
缺点和困难是:
1. 要有合适的负载(当电机的容量很大时,将极其困难,有时甚至是不可能的);
2. 试验要消耗很多的能量和时间;
3. 在有些情况下,由于测量的误差,可能使结果的准确度反而不如间接法高。
因有上述缺点和困难,所以直接法一般只用于小型电机的试验和大中型电机的某些研究实验中。
间接法通过一些“试验特性”(例如空载特性,短路特性)的测定,求取电机的基本参数,然后再用计算或作图法求得所需的特性或数据,这种方法称为间接法。间接法的优点:
1. 试验设备、线路一般都比较简单;
2. 试验时耗电、耗时较少,
3. 具有足够的准确度。
间接法被广泛地采用是电机实验的特点之一。一般来说,不论是交流电机还是直流电机,不论是发电机还是电动机,由于它们都可以表示为一个有源二端网络或无源四端网络,因此它们的基本参数和伏¾安特性都可以用空载试验、稳定和突然短路试验及其他一些辅助试验来确定。空载试验和短路试验已成为电机研究和试验的最重要的方法。
为了判断被试电机的性能,国家制定了一系列的国家标准。在这些标准里,规定了对于电机各部分的极限允许温升、绝缘强度、旋转部件的机械强度(允许过载倍数等),规定了等级的经济指标(如效率、功率因数)、运行指标(如起动电流、起动转矩倍数、过载能力、火花等级等),以及电机外形尺寸的要求等。
除了国家标准外,电机用户根据使用要求,可能提出一些附加的指标,它们被称为技术条件。技术条件不能降低国家标准的要求,更不能与国家标准相抵触。
三、电机实验的准备和进行
实验前的准备工作实验前应进行下列准备工作:
1. 在进行第一次实验前应阅读有关实验室的规则和实验的安全技术。
2. 每次实验前要预习实验指导书和有关参考资料。要明确实验目的,对实验内容和方法有清楚的概念;知道实验是在什么条件下进行,哪些量应维持不变,如何调节,应记录哪些数据。要求能在不看指导书的情况下独立操作,并能判断试验数据的正确性。
3. 在实验前要做好准备,能回答指导书上要求回答的问题。
如何进行实验进行实验时应注意下列问题:
1. 到实验室后,应首先熟悉实验所用的仪表、设备的铭牌数据(如:仪表的两成,变阻器的阻值、允许通过的电流,电机、变压器的额定电压、电流等)及其用法。
2. 接线时应注意线路中仪表的量程和所用导线的粗细,并力求联线简单明了。接线的原则是:由电源开始连接主要的串联电路(如电枢电路)。三相电路时一般都是三根导线一齐向下联。单相或直流电路时由电源某一极出发,经过主电路的各设备、仪表后返回到电源的另一极。再在主电路的各段上