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1、电机拖动基础与控制电机实验指导书西安文理学院机械与材料工程学院目录实验一 直流并励电动机1实验二 直流他励电动机机械特性6实验三 单相变压器11实验四 异步电机的T-s曲线测绘17实验五 三相异步电动机的起动与调速21实验六 步进电动机实验25实验七 力矩式自整角机实验30电机拖动基础实验一 直流并励电动机一.实验目的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、变阻器等组件及使用方法。3. 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。4. 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
2、原理是什么？三.实验项目1. 工作特性和机械特性保持和不变，测取、及。2. 调速特性(1)改变电枢电压调速保持、=常数，=常数，测取。(2)改变励磁电流调速保持，=常数，测取。(3)观察能耗制动过程四实验设备及仪器1MCL-II系列电机教学实验台的主控制屏。2电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量及控制（NMEL-13）。3可调直流稳压电源（NMEL-18）4直流电压、毫安、安培表（NMCL-001）。5直流并励电动机M03。6波形测试及开关板（NMEL-05）。7三相可调电阻900（NMEL-03）。8电机起动箱（NMEL-09）。五实验方法1并励电动机的工作特性和机械特性。实验线路如图1-1所
3、示。 图11直流并励电动机接线图：可调直流稳压电源、：电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于NMEL-09。mA、A、：直流毫安、电流、电压表（NMCL-001）G：涡流测功机a将调至最大，调至最小，毫安表量程为200mA，电流表量程为2A档，电压表量程为300V档，检查涡流测功机与NMEL-13是否相连，将NMEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底。开启控制屏的总电源控制钥匙开关至“开”位置，按次序按下绿色“闭合”按钮开关，打开励磁电源船形开关和可调直流电源船形开关，按下复位按钮，此时，直流电源的绿色工作发光二极管亮，指示直流电压已建立，电机旋
4、转，并调整电机的旋转方向，使电机正转。b直流电机正常起动后，将电枢串联电阻调至零，调节直流可调稳压电源的输出至220V，再分别调节磁场调节电阻和“转矩设定”电位器，使电动机达到额定值：，此时直流电机的励磁电流（额定励磁电流）。c保持和不变的条件下，逐渐减小电动机的负载，即逆时针调节“转矩设定”电位器，测取电动机电枢电流、转速和转矩，共取数据7-8组填入表1-1中。表1-1 mA 实验数据（A）（r/min）（）计算数据（w）（w）（%）（%）2调速特性（1）改变电枢端电压的调速a按上述方法起动直流电机后，将电阻调至零，并同时调节负载、电枢电压和磁场调节电阻，使电机的，记录此时 。b保持不变，不
5、变，逐次增加的阻值，即降低电枢两端的电压，从零调至最大值，每次测取电动机的端电压，转速和电枢电流，共取7-8组数据填入表1-2中。表1-2 = mA， （V）（r/min）（A）（2）改变励磁电流的调速a直流电动机起动后，将电枢调节电阻和磁场调节电阻调至零，调节可调直流电源的输出为220V，调节“转矩设定”电位器，使电动机的，,记录此时 。b保持和不变，逐次增加磁场电阻阻值，直至，每次测取电动机的、和，共取7-8组数据填写入表1-3中。表1-3 ， （r/min）（A）（A）(3)能耗制动按图1一2接线。：可调直流稳压电源 、：直流电机电枢调节电阻和磁场调节电阻（NMEL-09）：采用MEL-
6、03中两只900电阻并联。S：双刀双掷开关（NMEL-05）。c重复起动电动机，待运转正常后，把S合向“2”端记录停机时间。d选择不同阻值，观察对停机时间的影响。六实验报告1.由表1-1计算出和，并绘出、及的特性曲线。电动机输出功率（式中输出转矩单位为Nm，转速n的单位为rmin）。电动机输入功率电动机效率电动机输入电流由工作特性求出转速变化率：2.绘出并励电动机调速特性曲线和。分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。3能耗制动时间与制动电阻阻值有什么关系？为什么？该制动方法有什么缺点？七思考题1.并励电动机的速率特性为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为什么？
7、上翘的速率特性对电动机运行有何影响？2.当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会引起电动机转速降低？3.当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么？4.并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”？为什么？实验二 直流他励电动机机械特性一实验目的了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性二预习要点1改变他励直流电动机械特性有哪些方法？2他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？3他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方
8、程式及机械特性。三实验项目1电动及回馈制动特性。2电动及反接制动特性。3能耗制动特性。四实验设备及仪器1MCL-II系列电机系统教学实验台主控制屏。2电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量及控制（NMEL-13）3三相可调电阻900（NMEL-03）4三相可调电阻90（NMEL-04）5波形测试及开关板（NMEL-05）6直流电压、电流、毫安表（NMCL-001）7电机起动箱（NMEL-09）8直流电机M12、M03五实验方法及步骤1电动及回馈制动特性接线图如图2-1。图21 直流他励电动机机械特性测定接线图M为直流并励电动机M12（接成他励方式），；励磁电压，励磁电流。G为直流并励电动机M03（
9、接成他励方式），；直流电压表V1为220V可调直流稳压电源自带，V2的量程为300V（NMCL-001）；直流电流表mA1、A1分别为220V可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表；mA2、A2分别选用量程为200mA、5A的毫伏表、安培表（NMCL-001）R1选用900欧姆电阻（NMEL-03）(或两个900欧姆电阻串联)R2选用180欧姆电阻（NMEL-04中两90欧姆电阻相串联）R3选用3000磁场调节电阻（NMEL-09）R4选用2250电阻（用NMEL-03中两只900电阻相并联再加上两只900电阻相串联）开关S1、S2选用NMEL-05中的双刀双掷开关。按图2-1接线，在开启电源前，
10、检查开关、电阻等的设置；（1）开关S1合向“1”端，S2合向“2”端。（2）电阻R1至最小值，R2、R3、R4阻值最大位置。（3）直流励磁电源船形开关和220V可调直流稳压电源船形开关须在断开位置。实验步骤：a按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。b分别调节直流电动机M的磁场调节电阻R1，发电机G磁场调节电阻R3、负载电阻R4（先调节相串联的900电阻旋钮，调到零用导线短接以免烧毁熔断器，再调节900电阻相并联的旋钮），使直流电动机M的转速nN=1500r/min，I
11、f+Ia=IN=0.55A，此时If=IfN，记录此值IfN= mA。c保持电动机的U=UN=220V，If=IfN不变，改变R4及R3阻值，测取M在额定负载至空载范围的n、Ia，共取5-6组数据填入表中。表2-1 UN=220伏 IfN= mAIa（A）n（r/min）d折掉开关S2的短接线，调节R3，使发电机G的空载电压达到最大（不超过220伏），并且极性与电动机电枢电压相同。e保持电枢电源电压U=UN=220V，If=IfN，把开关S2合向“1”端，把R4值减小，直至为零（先调节相串联的900电阻旋钮，调到零用导线短接以免烧毁熔断器）。再调节R3阻值使阻值逐渐增加，电动机M的转速升高，当
12、A1表的电流值为0时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，则电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至电流接近0.8倍额定值（实验中应注意电动机转速不超过2100转/分）。测取电动机M的n、Ia，共取5-6组数据填入表2-2中。表2-2 UN=220伏 IfN= mAIa（A）n（r/min）因为Tem=CTIa，而CT为常数，则TemIa，为简便起见，只要求画出n=f（Ia）特性，见图2-2。2电动及反接制动特性。在断电的条件下，对图2-1作如下改动：（1）R1为NMEL-09的3000磁场调节电阻，R2为NMEL-03 的900电阻，R3不用（即用短接线将R3短路），R4不变。（2
13、）S1合向“1”端，S2合向“2”端（短接线拆掉），把发电机G的电枢二个插头对调。实验步骤：a在未上电源前，R1置最小值，R2置300左右，R4置最大值。b按前述方法起动电动机，测量发电机G的空载电压是否和直流稳压电源极性相反，若极性相反可把S2含向“1”端。c调节R2为900，调节直流电源电压U=UN=220V，调节R1使If=IfN，保持以上值不变，逐渐减小R4阻值，电机减速直至为零，继续减小R4阻值，此时电动机工作于反接制动状态运行（第四象限）；d再减小R4阻值，直至电动机M的电流接近0.8倍IN，测取电动机在第1、第4象限的n、Ia，共取5-6组数据记录于表2-3中。为简便起见，画n=
14、f（Ia），见图2-3。表2-3 R2=900UN=220VIfN=mAIa（A）n（r/min）3能耗制动特性 图2-1中，R1用3000，R2改为360欧（采用NMEL-04中只90电阻相串联），R3采用NMEL-03中的900欧（或1800欧）电阻，R4仍用2250电阻。操作前，把S1扳向“2”端，R1、R2置最大值，R3置最大值，R4置300欧（把两只串联电阻调至零位，并用导线短接，把两只并联电阻调在300欧位置），S2合向“1”端。按前述方法起动发电机G（此时作电动机使用），调节直流稳压电源使U=UN=220伏，调节R1使电动机M的If=IfN,调节R3使发电机G的If=80mA，调
15、节R4并先使R4阻值减小，使电机M的能耗制动电流Ia接近0.8IaN数据，记录于表2-4中。表2-4R2=360IfN=mAIa（A）n（r/min）调节R2的180，重复实验步骤，测取Ia、n，取6-7组数据，记录于表2-5中。表2-5R2=180IfN=mAIa（A）n（r/min）当忽略不变损耗时，可近似为电动机轴上的输出转矩等于电动机的电磁转矩T=CTIa，他励电动机在磁通不变的情况下，其机械特性可以由曲线n=f（Ia）来描述。画出以上二条能耗制动特性曲线n=f（Ia），见图2-4。六实验注意事项调节串并联电阻时，要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻，防止电阻过流烧毁熔断丝。七实验报
16、告根据实验数据绘出电动机运行在第一、第二、第四象限的制动特性n=f（Ia）及能耗制动特性n=f（Ia）。 八思考题1. 回馈制动实验中，如何判别电动机运行在理想空载点?2. 直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变，试问电磁转矩的方向是否也不变? 为什么?3. M，G实验机组，当电动机M从第一象限运行到第四象限，其转向反了，而电磁转矩方向不变，为什么？ 作为负载的G，从第一到第四象限其电磁矩方向是否改变？ 为什么？实验三 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
17、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UO=f(IO)，PO=f(UO)。2.短路实验 测取短路特性UK=f(IK)，PK=f(I)。3.负载实验(1)纯电阻负载保持U1=U1N，=1的条件下，测取U2=f(I2)。(2)阻感性负载保持U1=U1N，=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。四实验设备及仪器1MEL-系列电机教学实验台主控制屏（含交流电压表、交流电流表）2功率及功率因数表（NMCL-001）3三相组式变压器（NMEL-25）或单相变压器（在主控制屏的右下
18、方）4三相可调电阻900（NMEL-03）5波形测试及开关板（NMEL-05）6三相可调电抗（NMEL-08A）五实验方法1空载实验实验线路如图3-1。变压器T选用NMEL-25三相组式变压器中的一只或单独的组式变压器。实验时，变压器低压线圈2U1、2U2接电源，高压线圈1U1、1U2开路。A、V1、V2分别为交流电流表、交流电压表。量程可自动也可手动选择。若电压表只有一只，则只能交替观察变压器的原、副边电压读数，若电压表有二只或三只，则可同时接上仪表。W为功率表（NMCL-001），接线时，需注意电压线圈和电流线圈的同名端，避免接错线。实验步骤：a在三相交流电源断电的条件下，将调压器旋钮逆时
19、针方向旋转到底。并合理选择各仪表量程。变压器T额定容量PN=77W，U1N/U2N=220V/55V，I1N/I2N=0.35A/1.4Ab合上交流电源总开关，即按下绿色“闭合”开关，顺时针调节调压器旋钮，使变压器空载电压U0=1.2UN。c然后，逐次降低电源电压，在1.20.5UN的范围内；测取变压器的U0、I0、P0，共取78组数据，记录于表3-1中。其中U=UN的点必须测，并在该点附近测的点应密些。为了计算变压器的变化，在UN以下测取原方电压的同时测取副方电压，填入表3-1中。e测量数据以后，断开三相电源，以便为下次实验作好准备。表31序 号实 验 数 据计算数据U0（V）I0（A）PO
20、（W）U1U1。1U2123456782短路实验实验线路如图3-2。（每次改接线路时，都要关断电源）实验时，变压器T的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。A、V、W分别为交流电流表、电压表、功率表，选择方法同空载实验。a断开三相交流电源，将调压器旋钮逆时针方向旋转到底，即使输出电压为零。b合上交流电源绿色“闭合”开关，接通交流电源，逐次增加输入电压，直到短路电流等于1.1IN为止。在0.51.1IN范围内测取变压器的UK、IK、PK，共取78组数据记录于表32中，其中I=IK的点必测。并记录实验时周围环境温度（）。表3-2 室温= 序 号实 验 数 据计算数据U（V）I（A）P（W）123456
21、73负载实验实验线路如图3-3所示。变压器T低压线圈接电源，高压线圈经过开关S1和S2，接到负载电阻RL和电抗XL上。RL选用NMEL-03的两只900电阻相串联，XL选用NMEL-08A。开关S1、S2采用NMEL-05的双刀双掷开关，电压表、电流表、功率表（含功率因数表）的选择同空载实验。（1）纯电阻负载a未上主电源前，将调压器调节旋钮逆时针调到底，S1、S2断开，负载电阻值班财到最大。b合上交流电源，逐渐升高电源电压，使变压器输入电压U1=UN=55Vc在保持U1=UN的条件下，合下开关S1，逐渐增加负载电流，即减小负载电阻RL的值，从空载到额定负载范围内，测取变压器的输出电压U2和电流
22、I2。d测取数据时，I2=0和I2=I2N=0.35A必测，共取数据67组，记录于表3-3中。表3-3 U1=UN=55V序 号1234567U2（V）I2（A）（2）阻感性负载（=0.8）（选做）a用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，S1、S2打开，电阻及电抗器调至最大，即将变阻器旋钮和调压器旋钮，逆时针调到底。b合上交流电源，调节电源输出使U1=U1Nc合上S1、S2，在保持U1=U1N及=0.8条件下，逐渐增加负载，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2，共测取数据6-7组记录于表3-4中，其中I2=0和I2=I2N两点必测。表3-4 U1=U1N=55V序 号1234567
23、U2（V）I2（A）六注意事项1.在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置。2.短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。七实验报告1.计算变比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。 2.绘出空载特性曲线和计算激磁参数(1)绘出空载特性曲线,。（）。(2)计算激磁参数从空载特性曲线上查出对应于时的和值，并由下式算出激磁参数，3.绘出短路特性曲线和计算短路参数（1）绘出短路特性曲线,。（2）计算短路参数从短路特性曲线上查出对应于短路电流时的和值，由下式算出实验环境温度为（）短路参数。，折算到低压方 ，由于短路电阻随温度而
24、变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75OC时的阻值。 ，式中：234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应改为228。阻抗电压IK = IN时的短路损耗4.利用空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“”型等效电路。实验四 异步电机的T-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T-s特性曲线。2T-s特性的测试方法。三实验项目1鼠笼式异步电机的T-s曲线测绘测。2绕线式异步电动机的T-s曲线测绘。四实验原理异步电机的机械特性的图4-1所示。在某一转差率sm时，转矩有一最大值Tm，
25、称为异步电机的最大转矩，sm称为临界转差率。Tm是异步电动机可能产生的最大转矩。如果负载转矩TzTm，电动机将承担不了而停转。起动转矩Tst是异步电动机接至电源开始起动时的电磁转矩，此时s=1（n=0）。对于绕线式转子异步电动机，转子绕组串联附加电阻，便能改变Tst，从而可改变起动特性。异步电动机的机械特性可视为两部分组成，即当负载功率转矩TzTN时，机械特性近似为直线，称为机械特性的直线部分，又可称为工作部分，因电动机不论带何种负载均能稳定运行；当ssm时，机械特性为一曲线，称为机械特性的曲线部分，对恒转矩负载或恒功率负载而言，因为电动机这一特性段与这类负载转矩特性的配合，使电机不能稳定运行
26、，而对于通风机负载，则在这一特性段上却能稳定工作。在本实验系统中，通过对电机的转速进行检测，动态调节施加于电机的转矩，产生随着电机转速的下降，转矩随之下降的负载，使电机稳定地运行了机械特性的曲线部分。通过读取不同转速下的转矩，可描绘出不同电机的T-s曲线。五实验设备1MCL-II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（NMEL-13）。3电机起动箱（NMEL-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。六实验方法1鼠笼式异步电机的T-s曲线测绘。被测电机为三相鼠笼式异步电动机M04，接法。G为涡流测功机，与M04电机同轴安装。按图4-1接线，其
27、中电压表采用指针式或数字式均可，量程选用300V档，电流表采用数字式，可选0.75A量程档。起动电机前，将三相调压器旋钮逆时针调到底，并将NMEL-13中“转矩控制”和“转速控制”选择开关扳向“转速控制”，并将“转速设定”调节旋钮顺时针调到底。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，使之符合要求。（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。）（
28、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4-1。 表4-1UN=220V接法序 号123456789转速n（r/min）转矩T（）电流I（A）（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4-2。表4-2UN=220V接法序 号123456789转速n（r/min）转矩T（）电流I（A）2绕线式异步电动机的T-s曲线测绘被试电机采用三相绕线式异步电动机M09，Y接法。按图4-2接法，电压表和电流表的选择同前，转子调节电阻采用电机起动箱（
29、NMEL-09）。NMEL-13的开关和旋钮的设置同前，调压器退至零位。（1）绕线电机的转子调节电阻调到零（三只旋钮顺时针到底），顺时针调节调压器旋钮，使电压升至220V，电机开始起动至空载转速。逆时针调节“转速设定”旋钮，M09的负载随之增加，电机转速开始下降，继续逆时针调节该旋钮，电机转速下降至100转/分左右。在空载转速至100转/分范围时，读取8-9组绕线电机转矩T、转速n、电流I，记录于表4-3中。表43 U=220VY接法RS=0序 号123456789转速n（r/min）转矩T（）电流I（A）（2）绕线电机的转子调节电阻调到2，重复以上步骤，记录相关数据。表44U=220VY接法
30、RS=2序 号123456789转速n（r/min）转矩T（）电流I（A）（3）绕线电机的转子调节电阻调到5，重复以上步骤，记录相关数据。表45U=220VY接法RS=5序 号123456789转速n（r/min）转矩T（）电流I（A）七实验报告1在方格纸上，逐点绘出各种电机的转矩、转速，并进行拟合，作出被试电机的M-S曲线。2对这些电机的特性作一比较和评价。八思考题电机的降速特性和升速特性曲线不重合的原因何在？实验五 三相异步电动机的起动与调速一实验目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。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
31、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。3自耦变压器起动。4绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。5绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。四实验设备及仪器1MCL-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（NMEL-13）。4电机起动箱（NMEL-09）。5鼠笼式异步电动机（M04）。6绕线式异步电动机（M09）。7波形测试及开关板（NMEL-05）。五实验方法1三相笼型异步电动机直接起动试验。按图5-1接线，电机绕组为接法。起动前，把转矩转速测量实验箱（NMEL-13）中“转矩设定”电位器旋钮逆时针调
32、到底，“转速控制”、“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，检查电机导轨和NMEL-13的连接是否良好。仪表的选择：交流电压表为数字式或指针式均可，交流电流表则为指针式。实验步骤：a把三相交流电源调节旋钮逆时针调到底，合上绿色“闭合”按钮开关。调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转。（电机起动后，观察NMEL-13中的转速表，如出现电机转向不符合要求，则须切断电源，调整次序，再重新起动电机。）b断开三相交流电源，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，观察电机起动瞬间电流值，并记录指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值。注：电流表受起动电流冲击，电流表显
33、示的最大值虽不能完全代表起动电流的读数，但用它可和下面几种起动方法的起动电流作定性的比较。2星形三角形（Y-）起动按图5-2接线，电压表、电流表的选择同前，开关S选用NMEL-05。a起动前，把三相调压器退到零位，三刀双掷开关合向右边（Y）接法。合上电源开关，逐渐调节调压器，使输出电压升高至电机额定电压UN=220V，断开电源开关，待电机停转。b待电机完全停转后，合上电源开关，观察起动瞬间的电流，然后把S合向左边（接法），电机进入正常运行，整个起动过程结束，观察起动瞬间电流表的显示值并记录下来，以与其它起动方法作定性比较。3自耦变压器降压起动按图5-1接线。电机绕组为 接法。a先把调压器退到零
34、位，合上电源开关，调节调压器旋钮，使输出电压达110伏，断开电源开关，待电机停转。b待电机完全停转后，再合上电源开关，使电机就自耦变压器，降压起动，观察电流表的瞬间读数值，经一定时间后，调节调压器使输出电机达电机额定电压UN=220伏，整个起动过程结束。4绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。实验线路如图5-3，电机定子绕组Y形接法。转子串入的电阻由刷形开关来调节，调节电阻采用NMEL-09的绕线电机起动电阻（分0，2，5，15，五档），NMEL-13中“转矩控制”和“转速控制”开关扳向“转速控制”，“转速设定”电位器旋钮顺时针调节到底。a起动电源前，把调压器退至零位，起动电阻调节为零。
35、b合上交流电源，调节交流电源使电机起动。注意电机转向是否符合要求。c在定子电压为180伏时，逆时针调节“转速设定”电位器到底，绕线式电机转动缓慢（只有几十转），读取并记录此时的转矩值Ist和Ist。d用刷形开关切换起动电阻，分别读出起动电阻为2、5、15的起动转矩Tst和起动电流Ist，填入表5-1中。注意：试验时通电时间不应超过20秒的以免绕组过热。表5-1 U=180伏Rst（）02515Tst（）Ist（A）5绕线式异步电动机绕组串入可变电阻器调速。实验线路同前。NMEL-13中“转矩控制”和“转速控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针到底，“转速设定”电位器顺时针到底
36、。NMEL-09“绕线电机起动电阻”调节到零。a合上电源开关，调节调压器输出电压至UN=220伏，使电机空载起动。b调节“转矩设定”电位器调节旋钮，使电动机输出功率接近额定功率并保持输出转矩T2不变，改变转子附加电阻，分别测出对应的转速，记录于表5-2中。表5-2 U=220伏 T2= Rst（）02515n（r/min）I（A）六实验报告1.比较异步电动机不同起动方法的优缺点。2.由起动试验数据求下述三种情况下的起动电流和起动转矩：(1)外施额定电压。（直接起动）(2)外施电压为。(Y起动)(3)外施电压为，式中为起动用自耦变压器的变比。（自耦变压器起动）。3.绕线式异步电动机转子绕组串入电
37、阻对起动电流和起动转矩的影响。4.绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。 七思考题1.起动电流和外施电压正比，起动转矩和外施电压的平方成正比在什么情况下才能成立？2.起动时的实际情况和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？31控制电机实验六 步进电动机实验一实验目的1加深了解步进电动机的驱动电源和电机的工作情况。2步进电动机基本特性的测定。二预习要点1了解步进电动机的驱动电源和工作情况。2步进电动机有基本特性？怎样测定？三实验项目1单步运行状态。2角位移和脉冲数的关系。3空载实跳频率的测定。4空载最高连续工作频率的测定。5转子振荡状态的观察。6定子绕组中电流和频率的关系。7平均
38、转速和脉冲频率的关系。8矩频特性的测定及最大静力矩特性的测定。四实验设备及仪器1教学实验台主控制屏2电机导轨及测功机（NMEL-13C）3步机电机驱动电源（NMEL-10）4步进电机M105双踪示波器6直流电流表（NMCL-001）五实验方法及步骤1驱动波形观察a合上控制电源船形开关，依次按下“连续”控制开关和“正转/反转”、“三拍/六拍”，“启动/停止”开关，使电机处于三拍正转连续运行状态。b用示波器观察电脉冲信号输出波形（CP波形），改变“调频”电位器旋钮，频率变化范围为5HZ1KHZ，可从频率计上读出此频率。c用示波器观察环形分配器输出的三相A、B、C波形之间的相序及其与CP脉冲波形之间
39、的关系，记录此时的转速；观察三相A、B、C波形之间的相序与电机正反转之间的关系。d改变电机运行方式，使电机处于正转、六拍运行状态，重复C的实验。（注意，每次改变电机运行，均需先弹出“启动/停止”开关，再按下“复位”按钮，再重新起动。）e再次改变电机运行方式，使电机处于反转状态，重复C的实验。2步进电机特性的测定和动态观察。按图6-1接线，注意接线不可接错，测功机和步进电机脱开，且接线时需断开控制电源。a单步运行状态接通电源，按下述步骤操作：按下“单步”琴键开关，“复位”按钮，“清零”按钮，最后按下“单步”按钮。每按一次“单步”按钮，步进电机将走一步距角，绕组相应的发光管发亮，不断按下“单步”按
40、钮，电机转子也不断作步进运行，改变电机转向，电机作反向步进运动。b角位移和脉冲数的关系 按下“置数”琴键开关，给拔码开关预置步数，分别按下“复位”、“清零”按钮（操作以上步骤须让电机处于停止状态），记录电机所处位置。按下“启动/停止”开关，电机运转，观察并记录电机偏转角度，填入表6-1。再重新预置步数，重复观察并记录电机偏转角度，填入表6-1，并利用公式计算电机偏转角度与实际值是否一致。表6-1序 号预置步数实际转子偏转角度理论电机偏转角度12进行上述实验时，若电机处于失步状态，则数据无法读出，须调节“调频”电位器，寻找合适的电机运转速度，使电机处于正常工作状态。c空载突跳频率的测定电机处于连续运行状态，按下“启动/停止”开关，调节“调频”电位器旋钮使频率逐渐提高。弹出“启动/停止”开关，电机停转，再重新起动电机，观察电机能否运行正常，如正常，则继续提高频率，直至电机不