教学实验装置
DTSZ电机拖动实验系统
实验指导书
浙江大学方圆科技产业有限公司
2002年7月25日
前 言本实验指导书是浙江大学方圆科技产业有限公司专业生产的DTSZ-1电机拖动实验系统配套的实验指导书。
本实验指导书在DSZ-1电机系统实验装置实验指导书的基础上，针对DTSZ实验装置的具体特点而编制的。
本实验指导书采用实验指导书和设备使用说明书合二为一的形式。希望可以作为本实验装置的详细使用说明和各院校相关专业老师编制实验指导书的参考。由于产品的不断更新，新的模块、新的实验方法层出不穷。我们产品的功能、性能也在不断的调整、提高。所以本实验指导书的相关内容仅作参考。实际现场调试、验收以本公司的对外调试验收记录单为准。
本实验指导书中所列的实验部件（如仪表、电源、实验模块）是完成该实验所需配置的内容。也可以由功能相同或相类似的其他仪器代替使用。所以本实验指导书中所提到的实验部件并非本公司的标准配置，仅作参考。各用户的配置以相应的销售合同为准。
在实验指导书的编制过程中，参考了原来浙大电气工程学院电机实验室编制的DSZ-1电机系统实验装置实验指导书。在实际的编制中也得到了该实验室相关老师的指导和帮助，在此表示衷心感谢。
由于编者的时间和水平有限，本实验指导书的错误和疏漏在所难免。衷心希望各位老师在使用过程中批评指正。使我们能同时不断的改进实验设备的性能、参数和改正实验指导书中的错误。更好的为各院校服务。
目 录第一部分：DTSZ电机拖动实验系统使用说明第二部分：直流电机实验一：直流电机认识实验实验二：直流发电机实验实验三：直流并励电动机实验四：直流串励电动机第三部分：变压器实验实验一：单相变压器实验实验二：三相变压器实验实验三：三相变压器的连接组和不对称短路实验四：三相三线圈变压器实验实验五：单相变压器的并联运行实验六：三相变压器的并联运行第四部分：异步电动机：
实验一 三相鼠笼式异步电动机的参数测定实验二 三相鼠笼式异步电动机的工作特性实验三 三相异步电动机的起动实验实验四 三相异步电动机的调速实验实验五 三相异步电动机M~S曲线的测绘实验六 三相异步电动机温升实验实验七 三相异步电动机作发电机运行实验八 单相电阻起动异步电动机实验九 单相电容起动异步电动机实验十 单相电容运转异步电动机实验十一 双速异步电动机第五部分：同步电动机实验一：三相同步发电机的运行特性实验二：三相同步发电机的并联运行实验三：三相同步电动机的并联运行实验四：三相同步发电机参数的测定第六部分：拖动及控制电机：
实验一：直流电机四象限机械特性实验二：三相绕线式异步电动机四象限运行特性：
实验三：步进电动机
第一部分：DTSZ电机拖动实验系统使用说明书
DTSZ电机拖动实验系统配置说明：
目前浙江大学方圆科技产业有限公司配套生产的DTSZ电机拖动实验系统采用两种结构形式。分为DTSZ-1和DTSZ-2。
DTSZ-1采用集中仪表形式，所有的交流测量仪表都在DT01主控制屏上。
DTSZ-2采用分立的测量仪表，所有的仪表全部采用挂箱结构形式。使实验的组合更灵活。具体的各部件可以在两个产品中互相替换。以下对各部件做简单介绍。各用户的实际配置以合同为准。
DTSZ-1/2电机拖动实验系统部件介绍规格型号
部件名称及内容
数量
DT01
主控制屏：1、提供三相0—450V可调交流电源、2、交流测量仪表、3、转速、转矩显示和加载系统、4、电压、电流漏电保护系统和过载保护系统、5、告警记录显示,6微机通信接口、7、各部件工作电源、8、荧光灯照明
1
DT01A
主控制屏：1、提供三相0—450V可调交流电源、2、转速、转矩显示和加载系统、3、电压、电流漏电保护系统和过载保护系统、4、告警记录显示,5微机通信接口、6、各部件工作电源、7、荧光灯照明
DT02
220V直流稳压电源（抽屉式）
1
DT03
励磁电源（直流电机、同步电机）（抽屉式）
1
DT04
直流电机调节电阻（抽屉式）
1
DT05
绕线电机启动电阻（抽屉式）
1
DT06
电机导轨及涡流测功系统
1
DT07
步进电机驱动系统
1
DT08
步进电机电源
1
DT40
三相组式变压器
1
DT41
三相三线圈芯式变压器,
1
D13
复励直流发电机：
1
D14
串励直流电动机：
1
D15
三相绕线式异步电动机
1
D16
三相同步电动机
1
D17
并励直流电动机
1
D21
三相笼型异步电动机
1
D22
单相电阻启动电动机
1
D23
单相电容启动电动机
1
D24
单相电容运转电动机
1
D25
变极双速异步电动机
1
D26
80W直流电动机
1
D31
步进电机
1
DT10
数显直流电压、电流、毫安表
2
DT11
数显交流电压表（共三组）
1
DT12
数显交流电流表（共三组）
1
DT13
数显功率表、功率因数表
1
DT20
三相可调电阻(0.65A,0—900()
1
DT21
三相可调电阻(1.3A,0—90()
1
DT22
三相可调电抗
1
DT23
三相可变电容
1
DT24
整步表及旋转指示灯
1
DT25
波形测试及开关板
1
DT26
并车开关
1
DT31
继电接触控制箱一
1
DT32
继电接触控制箱二
1
——
实验桌
1
2、各部件功能和使用说明：
一、DT01电机拖动实验系统主控制屏使用说明：
将DT01主控制屏三相四线插头插入相应插座中，实验主控制屏同时提供并联三相四线电源插座、可以用于设备之间的电源互插。方便实验室电源布线。考虑到进线负荷，实验系统设备级连数量请控制在三台以内。
合上三相四线漏电断路器，设备供电，可以投入正常工作。
合上钥匙开关（钥匙开关置于开状态），电源进入隔离变压器原边，低压控制电源给电（36V），各部件（仪表等进入工作状态）。三相相电压监测仪表显示输入线电压（电压监测开关置于进线输出电压指示）。主控制屏停止按钮（红色）点亮。
通过调节主控制屏左侧调压旋纽可以预调节输出电压。通过三相电压监测电压（选择开关置于输出电压）。
挂箱插入主控制屏的相应插座中，各部件进入工作状态。在今后使用过程中根据实验的需要灵活更换。
主控制屏上告警记录指示为0，表明正常初始化，进入计数工作状态。
主控制屏上电机转矩和转速显示进入工作状态，由于未接入输入信号和工作电源，所以输出为随机数。
DT01电源控制屏提供多路电源插座，用于各挂箱电源工作：
·7芯电源插座:给各仪表等挂箱工作使用；各管脚定义为：
1、2脚为36V交流电源，作为系统供电电源。在主控制屏钥匙开关给电后即有电。3、4脚为保护常开触点，在发生过载现象时，相应的部件常开变常闭主控制屏接收信号后切断输出电源，并声、光告警。3、4、5脚为通信串口（R、T、GND），配合智能仪表使用。
·3芯2线电源插座:提供220V交流电源，供DT26/DT07等挂箱使用。在主控制屏绿色按钮合上以后，才有电源输出。如有过载现象则切断该路输出电源，保证实验设备的安全。
·3芯三线电源插座一:提供三相线电压220V交流电源,供DT02使用（直流220V稳压电源）。如有过载现象则切断该路输出电源，保证实验设备的安全。
·3芯三线电源插座二：提供三相线电压94V交流电源，供DT03使用（直流220励磁电源和同步励磁电源）。如有过载现象则切断该路输出电源，保证实验设备的安全。
DT06(电机导轨及测速发电机)的接插线插入主控制屏面板上相应的插座中。（提供转矩信号、转速信号、涡流测功机电源）
按下DT01主控制屏上的绿色按钮，主控制屏输出交流电源（可以通过调压器调节）。同时各三芯电源插座通电。可以提供各部件工作电源。在系统中加装了断相指示功能，如果缺相现象，则相应的输出LED告警指示。
如有漏电（50V）、过流保护等现象，主控屏输出将切断，同时发出声、光告警。复位后方可重新启动。漏电电压调整在50V以内。过流电流整定在3.5A。
二、DT02 220V直流可调稳压电源：
采用开关电源的形式，可以提供50V-240V左右的直流电源，主要用于直流电机的电枢或励磁。额定输出电流1.7A。过载则降压限流。
由开关控制电源的输出，在使用时将DT02插入DT01相应的插座内即可。
调压电位器调节输出电压，采用顺时针调节电压方式。电位器在逆时针到底位置时输出电压最低，应为50V左右。
具有输出电压和电流数字显示功能。能够直接显示输出电压和电流。
三、DT03 励磁电源：
采用开关电源形式，可以提供32V直流可调同步电机励磁电源（2.5A），同时提供直流电机励磁电源(220V 0.5A)。
所有的输出电流数字显示。
具有短路保护功能。
四、DT04直流电机调节电阻：
提供直流电机电枢调节电阻（0-90欧姆）和直流电机励磁调节电阻（0-3000欧姆）
以上电阻输出功率150W。
顺时针调节改变输出电阻，熔断器保护。
五、DT05绕线电机调节电阻：
提供绕线电机调节电阻（0-2-5-15-∞）三相电阻，作为电机起动调节电阻。顺时针调节改变阻值，连轴调节。
采用熔断器保护电阻。
由于功率的限制，对于输出电阻仅作为绕线电机启动调节使用，正常启动后，应切除。如需完成绕线式异步电动机的转子串电阻特性实验应使用D51或D52挂箱完成。
六、DT06电机导轨及涡流测功系统：
电机导轨用于安置各种型号电机，和涡流测功机同轴相联。拆装灵活、方便。
涡流测功系统和测速发电机同轴相联，采用压力传感器，测出转矩；测速发电机测出转速。转速、转矩都采用直读显示方式。读取方便，精确。同时配有专用X－Y记录仪输出端口，通过外接X－Y记录仪可以完整测绘电机的M－S曲线。
测功系统独特的反馈控制线路可以稳定测量电机的完整M－S曲线，（可以使被测电机稳定在不稳定工作区域）。通过手动加载，逐点描述方式完整测绘完整M－S曲线。
采用和被测电机同轴相连的测速发电机测转速，通过A/D变换，数字显示转速。转速显示在DT01A面板上，具有显示正、反读数功能。
采用涡流测功机加载的方式，压力传感器测转矩，数字直读显示，转矩显示在DT01面板上。
首先调节转矩显示调零电位器，使输出转矩显示为零，作为起始点。
将被测电机和涡流测功机同轴相连。
调节加载旋纽（实际是调节开关电源的输出励磁电流）给测功机的定子加入直流电流。转子旋转切割磁力线，使定子产生力矩而偏转。定子带动转矩测量机构，显示转矩。
由于采用了较大的PID常数，使闭环反馈稳定。所以在初始加载时，转矩的产生滞后于加载电位器的调节速度。在初始加载时，切勿快速旋转加载电位器，以免加载过冲。
压力传感器在单方向的显示精度容易调整，可以得到较高的测量精度，所以本系统采用了单方向加载的方式，在加载时，请注意应保证电机的转速为正方向。
本系统对电机的转向判别可以采用两种方式：
（1）直接从转速表观察，如转速表显读数为正时，电机转向为正，可以加载。
测功机的轴伸端观察，电机顺时针旋转为正向，可以加载。
12、为考虑实验的方便，在DT01的面板上安装了T-n输出信号插座，在使用时将输出插座和X-Y记录仪（由学校自行选购）相连接，调整X-Y记录仪的放大倍数，在做交流电机实验的同时，即可以完成T-n的自动测绘。
七．DT07、D31,DT08步进电机极其驱动系统：
将DT07的进线电源接至DT01主控制屏的七芯插座上，将DT08的进线电源接至DT01主控制屏的220V二芯插座上。
将DT07、DT08、D31按正常工作状态连接，即由DT07作步进电机的控制驱动系统，由DT08作供电系统，提供D31步进电机的主回路电源——60V连接至VH、6V连接至VL。再经过DT06输出至D31步进电机——U1、U2；V1、V2；W1、W2分别接到步进电机的三相绕组上。
DT07步进电机驱动系统的工作原理是：由方波发生器产生频率可调的方波信号送到频率显示器显示，并送到控制电路。控制电路根据面板设定开关的指令，将输入的方波信号处理成步计数信号和驱动信号。其中步计数信号用于显示；驱动信号送驱动电路，驱动电路将信号进行功率放大驱动步进电机。其面板指令功能如下：“清零”键可将计数指示清零；“单步”键可使步进电机单步运行，即按一下电机就运行一步；“启动”键可启动电机连续运行；“停止”键可使电机停止运行；“复位”键可使计数指示复位至零位；“正转-反转”开关可控制电机转向；“置数-连续”开关可控制电机是运行到拨盘开关置数的位置还是连续运行；“三拍-六拍”开关可控制电机工作状态是以三拍运行还是以六拍运行。
面板方波测试端子两端可用示波器观察由方波发生器产生频率可调的方波信号的波形；面板RIV测试端子两端可用示波器观察电机运行时V相电流波形。
八,DT24 整步表、旋转指示灯:
DT24由黄、绿、红三组相灯和整步表组成，三相灯采用6.3V低压灯泡，其电源经内部变压器变压而得。
当三相电源A0、B0、C0与三相电源A、B、C相序一致且电压值相等时，三组相灯逆时针旋转亮熄，整步表开关置“开”位时，整步表的“HZ”、“S”、“V”指示均为零。
九、DT20三相可调电阻：
1、提供三组可调电阻，每组由两个可变电阻（0-900欧姆、0.41A）构成,同轴调节.输出加熔断器作为过流保护(0.5A)。
2、顺时针旋转，输出接线柱 A3-A2（B3-B2、C3-C2），A3-A1（B3-B1、C3-C1）之间电阻由900-0欧姆之间变化。顺时针旋转 X1-X2之间电阻0-1800欧姆之间变化。
3、由于加装了输出熔断器保护可变电阻，所以在使用时应随时注意电阻上的电流，尤其是在全部切除（短路）电阻时，电流仍经过熔断器。如超过额定电流，将烧断熔断器，使输出开路。
十、DT21三相可调电阻：
提供三组可调电阻，每组由两个可变电阻（0-90欧姆、1.3A）构成,同轴调节。输出加熔断器作为过流保护(1.5A)。
顺时针旋转，输出接线柱 A3-A2（B3-B2、C3-C2），A3-A1（B3-B1、C3-C1）之间电阻由90-0欧姆之间变化。
由于加装了输出熔断器保护可变电阻，所以在使用时应随时注意电阻上的电流，尤其是在全部切除（短路）电阻时，电流仍经过熔断器。如超过额定电流，将烧断熔断器，使输出开路。
十一、DT22三相可调电抗：
1、提供三组独立的、感抗为1H的电感和三相独立的调压器，可作为调压器和负载使用，比如在研究三相同步发电机的运行特性中，纯电感负载实验时，它与可调电阻相串联一起作为负载使用。
2、三相可调电抗允许输入的最大电压为250V，允许输入的最大电流为0.45A。
3、在通电之前需检查接线是否正确，使用过程中电压、电流的值不可以超过它的最大电压、电流值。
十二、DT23三相可变电容：
提供三相可变电容。
由开关切换输出1、2、2、4、4uF，三相通过接线柱分别输出。
由琴键开关切换输出电容：0.1-0.9uF,由一个琴键开关切换同时输出三组至相应的输出接线柱。
由于电容的耐压限制，在实验时输入的电压应在220VAC以内，以免过压损坏电容。
十三、DT24波形测试及开关板,
1、DT24波形测试及开关板主要用于：三相变压器实验时测试变压器回路中相电流i0、线电流i3、相电压eφ、线电压el的波形，和其他实验时需三相同时开合的三相开关。
2 根据面板图示，将i0两端或i3两端串接在电路的相电流或线电流上，将eφ两端或el两端并接在电路的相电压或线电压上，再将示波器输入端接在面板的输出端上，按下需观察波形相对应的琴键开关，即可在示波器上观察该路波形。注意：实验时不允许同时按下两个键开关。
3、三相钮子开关，经过内部接线，面板指示哪一边开关即接通哪一边。
十四、DT26 并车开关：
并车开关用于同步发电机的并网等电机实验。
提供并网接触器和通、断按钮各一，和并车开关两组。
工作时将电源插头插入主控制屏的相应两芯插座，提供220V工作电源。
可以通过按通按钮，使并网继电器动作。
提供两组开关（3路双掷），用于完成电路的切换。
十五、DT31,DT32继电接触控制一（时间继电及行程开关）：
一．主要功能、性能及技术指标
1．提供交流接触器，热继电器，中间继电器、按钮、电子式时间继电器，行程开关等，可与电动机配合使用完成教学实验中电动机和继电接触控制相关的实验。
2．一只时间继电器提供两组延时闭合触点，两组延时断开触点；一只行程开关提供一组动合触点，一组动断触点。
二．元件介绍：
交流接触器主要由铁心、吸引线圈和触点组等部件组成。触点可分为主触点和辅触点，主触点的接触面积大，并具有灭弧装置，能通断较大的电流，可接在主回路中控制电动机的工作。辅触点只能通断较小的电流，常接在辅助电路中。触点还有常开和常闭之分。
热继电器是一种利用感受到的热量进行动作的保护电器，用来保护电路的过载。它主要有发热元件和辅助触点等组成。当电路过载是触点动作，从而使控制回路失电，达到切断主电路的目的。
时间继电器是一种延时动作的继电器，它从接受信号（如线圈带电）到执行动作（如触点动作）具有一定时间间隔，此时间间隔可按需要预先整定，以协调和控制生产机械的各种动作。时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等。时间继电器的触点系统有延时动作触点，其中又分动合触点和动断触点。延时动作触点又分带电延时型和断电延时型。
行程开关（也称限位开关）是一种根据生产机械的行程信号进行动作的电器，用于控制生产机械的运动方向、行程大小或位置保护。
三．使用说明
（1）在通电之前需检查接线是否正确，接触器、继电器、按钮、时间继电器、行程开关的工作电压是否合适，所有器件的额定电压都在面板上标注。
(2) 时间继电器的延时时间整定在合适的位置。
（3）热继电器的使用中，应将辅助触头正确的接入继电回路中，以保证工作中当主回路电流超过整定值时，热继电器会可靠的切断主回路输出。如长时间的过载而不切断主电路，会损害热继电器。
十六、DT10智能数字直流电压、电流、毫安表一．主要功能、性能及技术指标
1、提供一只电压表，两只电流表（一只安培表，一只微安表），可同时用来测量电压、电流的大小。
2、工作电源：36V
3、电压表量程：5V、20V、50V、100V、250V、500V,输入阻抗为1兆欧姆
4、电流表1量程：25mA、100mA、250mA、1A、2.5A、5A，输入阻抗为0.1欧姆
5、电流表2量程；200uA、2mA、20mA、200mA，输入阻抗为5欧姆
6、量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。直流电流表具有强耐电压冲击能力，直接串接380V电源，仪表不会有任何损坏并且会告警指示。
二．工作原理输入值经各档采样电阻及满标电位器采样后送入运放ICL7650和OP07放大，其值经A/D和转换和光电隔离后，输出值连至单片机的中断T0口，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路从ICL7650输出端经LM358和LM311判断、比较后，比较值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。
3．使用说明
（1） DT10直流电压、电流表的使用方法如下：电压表与被测直流回路或元件相并联，电流表与被测回路或元件相串联，值得注意的是在通电之前需检查电压、电流表的量程档是否适宜。
（2） DT10直流电压、电流表的工作电源可由主屏提供，将7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可，7芯插头各脚功能为：
1、2脚为36V交流电源，在主控制屏钥匙开关给电后即有电。
3、4脚为保护常开触点，在发生过载现象时，继电器一触点常开变常闭，主控制屏接收信号后切断输出电源，并声、光告警。
5、6、7脚为通信串口（R、T、GND），计算机可实时跟踪、控制。
（3）量程的选择采用单片机控制，按钮开关操作，LED显示。
4．常见故障分析
A:一合上主电路就告警 ------ 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头，比如电流表并联在电路中，导致电源间接短路等等。
B：仪表量程不能切换 ------ 上升、下降的按钮失灵，或者单片机程序出错。
8、DT11智能数字交流电压表一．主要功能、性能及技术指标
1．提供三只数字式电压表，可同时用来测量三路不同回路电压的大小。
2．工作电源：36V
3．电压表量程：20V、50V、100V、250V、500V
4．输入阻抗为1兆欧姆
5．量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。
二．工作原理输入值经各档采样电阻及满标电位器采样后送入运放ICL7650和OP07放大，其值经A/D转换和光电隔离后，输出值连至单片机的定时/计数器T0端，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路从ICL7650输出端经LM358和LM311判断、比较后，比较值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。
三．使用说明
（1）DT-11交流电压表的使用方法如下：电压表与被测直流回路或元件相并联，值得注意的是在通电之前需检查电压表表的量程档是否适宜。
（2） DT-11交流电压表的工作电源可由主屏提供，将7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可。
（3）量程的选择采用单片机控制，按钮开关操作，LED显示。
四．常见故障分析
A:一合上主电路就告警 ------ 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头。
B：仪表量程不能切换 ------ 上升、下降的按钮失灵，或者单片机程序出错。
9、DT12智能数字交流电流表一．主要功能、性能及技术指标
1．提供三只数字式电流表，可同时用来测量三路不同回路电流的大小。
2．工作电源：36V
3．电流表量程：25mA、100mA、250mA、1A、2.5A、5A
4．输入阻抗为0.1欧姆
5．量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。。电流表具有强耐电压冲击能力，直接串接380V电源，仪表不会有任何损坏并且会告警指示。
二．工作原理输入值经各档采样电阻及满标电位器采样后送入运放ICL7650和OP07放大，其值经A/D转换和光电隔离后，输出值连至单片机的定时/计数器T0端，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路从ICL7650输出端经LM358和LM311判断、比较后，比较值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。
三．使用说明
（1） DT-12交流电流表的使用方法如下：电流表与被测直流回路或元件相串联，值得注意的是在通电之前需检查电压表表的量程档是否适宜。
（2） DT-12交流电流表的工作电源可由主屏提供，你只须将为7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可，7芯插头各脚功能同DT-10相同。
四．常见故障分析
A:一合上主电路就告警 ------ 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头，将电流表并联在电源的两端，导致电源间接短路。
B：仪表量程不能切换 ------ 上升、下降的按钮失灵，或者单片机程序出错。
10、DT13智能数字单、三相功率表及功率因数表一．主要功能、性能及技术指标
1．提供两只数显功率表，一只数显功率因数表，可同时用来测量功率及功率因数的大小。
2．工作电源：36V
3．电压量程：75V、250V
4．电流量程：500mA、2A
5．量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。电流输入端具有强耐电压冲击能力，直接串接380V电源，仪表不会有任何损坏并且会告警指示。
6．功率因数表量程和功率表相同，它采用三位LED显示，可以通过功能键切换来选择显示相位差或功率因数，可以实时自动显示相位超前或滞后关系（以电压为基准，显示的相位是电流超前电压还是电流滞后电压。）。
二．工作原理
1．功率表：电压输入值经电压互感器转换送入两级OP07放大，其输出值送入功率合成集成块的电压输入端；而电流输入值经采样电阻采样后再由两级OP07放大，其值被送入同一集成块的电流输入端，电压与电流相乘后其输出值连至光电隔离器的输入端，的输出端连至单片机的定时/计数器T0端，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路电压电流报警都分别从各自的第一级OP07的输入端取样经半波整流内后送入比较器LM311的输入端，其输出值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源开关，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。
2．功率因数表：电压输入经电压互感器转换，连至放大隔离转换集成块，产生对应脉冲送入单片机的中断口INT1；电流输入经采样电阻采样，连至放大隔离转换集成块，产生对应脉冲送入单片机的中断口INT0，两个中断经单片机实时处理，部分P1口输出值控制超前滞后灯的转换，Ф与COSФ的切换；另一部分P1口与P2口输出值连至显示电路显示。
三．使用说明
（1） 电压接线端与被测回路或元件相并联，电流接线端与被测回路或元件相串联，值得注意的是在通电之前需检查电压档、电流档的量程是否适宜。
（2） DT-13单、三相功率表及功率因数表的工作电源可由主屏提供，只须将7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可，7芯插头各脚功能同DT-13相同。
功率表及功率因数表都接线测量时，实际功率的值P等于功率表的读数乘以功率因数表的读数。
当功率表的同名端反向输入时，功率显示负值，对于功率因数表相同。
量程的选择采用单片机控制，按钮开关操作，LED显示。
四．常见故障分析
A:一合上主电路就告警 ------ 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头，比如电流输入端并联在电路中，导致电源间接短路等等。
B：仪表量程不能切换 ------ 电压、电流的量程按钮失灵，或者单片机程序出错。
第二部分 直流电机实验一 直流电动机认识实验实验目的进行电机实验的安全教育和明确实验的基本要求。
认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件。
学习直流电动机的接线、起动、改变电机转向以及调速的方法。
预习内容直流电机的结构及工作原理。
如何改变电动机的旋转方向。
直流电机的转速和哪些因数有关。
实验项目了解DTSZ-1实验装置中电机实验台上220V直流稳压电源(DT02)、测功机(DT06)、变阻器、直流电压电流表（DT01）、并励直流电动机（D17）的使用方法。
测量电机的绝缘电阻和绕组的直流电阻。
检查和调整电机电刷的位置。
进行直流电机的试运转，包括电动机的起动、调速及改变转向实验。
实验线路及操作步骤选用并励直流电动机编号为D17，其额定点PN=185W,UN=220V，IN=1.1A,nN=1600r/m,If＜0.16A
由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。DTSZ-1实验装置上的使用说明见第一部分的内容。
测量电机的绝缘电阻和绕组的冷态直流电阻测量各绕组的绝缘电阻实验所需设备：并励直流电动机（D17），兆欧表（500V）
将直流电机与电源断开，分别用兆欧表测量电枢绕组、励磁绕组对地和两绕组之间的绝缘电阻，并记录其数值。
伏安法测量两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（自备）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（这里指室温）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，可计算基温定子相电阻。
实验所需设备：并励直流电动机（D17），220V直流电源(DT02)，开关（DT26），直流电流表和直流电压表（DT10），可变电阻箱（DT21）
量程的选择：测量电枢电阻时，通过电枢电阻的电流一般在电机额定电枢电流，所以直流电流表量程选为2.5A。直流电压表量程选为50V。可变电阻器R的阻值选为360Ω（4个90Ω(1.3A)串联）。
测量磁场电阻时，直流电流表量程选为1A。直流电压表量程选为250V。可调电阻R的阻值选为540Ω（6个90Ω(1.3A)串联）。
电枢电阻测量时，将电阻R调至最大值，然后接通电源，调节变阻器R使试验电流至额定值（1.1A），测量此时的绕组电压电流值，记录表2－1；磁场电阻测量时，将电阻R调至最小值，然后接通电源，调节变阻器R使试验电流接近额定值（约100mA），测量此时的绕组电压电流值，记录表2－2。
其中测量电枢绕组时要在转子互差120度机械角度的位置下分别测量三次，取平均值同时记录室温。
表2－1
电枢
0度位置
120度位置
240度位置
平均值
I(A)
U(V)
R(Ω)
表2－2
磁场
I(A)
U(V)
R(Ω)
检查和调整电机电刷的位置电机不转时，电枢绕组可以看成一个螺旋管。当电刷在几何中线位置上时，这个螺旋管的轴线与励磁绕组的轴线垂直，因而两个绕组之间没有磁的交链。所以当改变励磁电流时，在两电刷之间不产生感应电势。如果电刷不在几何中线位置上，当改变励磁电流时，电枢绕组中将产生感应电势。
实验设备为：并励直流电动机（D17），220V直流电源(DT02)，开关（DT26），直流电流表和直流电压表（DT10），可变电阻箱（DT20）
量程选择为：直流电流表量程选为1A，直流电压表量程选为20V，变阻器R的阻值选为5400Ω（6个900Ω(0.41A)串联）。
先将可调电阻R调至最大阻值处，合上220V直流电源开关，再合上开关K，使电机励磁绕组通电。这时将K打开、再合上，观察励磁电流If变化瞬间直流电压表是否发生偏转。偏转很小，逐渐加大励磁电流（调小变阻器R阻值），重复上述步骤，直至If加大到额定励磁电流为止，如果直流电压表偏转还是很小，则说明电刷位置在几何中线上。否则偏转很大时，要松开电机固定电刷的螺丝，仔细调整电刷位置直至开、合K时电压表偏转很小为止。
并励直流电动机的起动实验实验设备：电机导轨，220V直流电源(DT02)，并励直流电动机（D17），直流电压电流表（DT10），电枢调节电阻（0～90Ω—DT21），磁场调节电阻（0～3000Ω—DT04）
量程的选择：直流电压表的量程选为250V，直流电流表A1的量程选为2.5A，直流毫安表A2的量程选为2mA。按图2－1接线
实验前先将R1调至最大阻值，Rf调至最小阻值，合上220V直流电源开关，电机起动，观察电机旋转方向是否与测功机加载方向符合（此说明具体见第一部分）。调节220V电源调压旋钮，使电动机的端电压加到220V。逐渐减小电阻R1，直至完全切除，电机起动完毕。
并励直流电动机的调速实验实验设备与所选量程同起动实验。
实验同图2－1接线，电动机起动后，分别调节电枢电阻R1和磁场调节电阻Rf，观察电动机转速的变化情况。注意在弱磁调速（增大电阻Rf）时一定要监视电动机的转速，决不允许超过1.2倍的额定转速。实验完毕，断开电源。
改变直流电动机转向实验实验设备与所选量程同起动实验。
按图2－1接线，起动电机，观察此时电动机的旋转方向；断开电源，将直流电机的电枢绕组或励磁绕组两端的接线对调后，重新起动电动机，再观察此时的电动机转向，是否与原来的不一样。实验完毕，断开电源。
五、实验报告
实验二 直流发电机特性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通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件了解复励发电机的基本特性预习要点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，哪些物理量应测取？
做空载实验时，励磁电流为什么必须单方向调节？
什么是电枢反应？发电机的电枢反应对性能有什么影响？
并励发电机的自励条件有哪些？
如何确定复励发电机是积复励还是差复励？
实验项目直流他励发电机空载特性保持n＝nN和I＝0，测取U0＝f(If)。
外特性保持n＝nN和If＝IfN，测取U＝f(I)。
调节特性保持n＝nN和U＝UN，测取If＝f(I)。
直流并励发电机自励条件外特性保持n＝nN和Rf＝常值，测取U＝f(I)。
直流复励发电机绕组的判别外特性保持n＝nN和Rf＝常值，测取U＝f(I)。
实验线路及操作步骤实验直流发电机选用电机编号为D13，其额定点PN=100W,UN=200V，IN=0.5A,nN=1600r/m。
他励直流发电机他励发电机的空载、调整及外特性三个实验内容都按图2－2接线。
实验设备有：直流电动机（D17），直流发电机（D13），电机导轨(DT06)，220V直流电源(DT02)，直流电压电流表（DT10X2），可变电阻箱（DT21），开关（DT26），电枢调节电阻（0～90Ω—DT04），磁场调节电阻（0～3000Ω---DT04）。
量程选择为：直流电压表V1,V2量程选为250V，直流电流表量程选为:A1为2.5A,A2为0.5A,A3为1A,A4为1A，R1为电枢调节电阻，Rf1为磁场调节电阻，Rf2采用分压器接法,阻值为900Ω，R2取阻值2250Ω（2个900Ω(0.41A)并联再与2个900Ω串联）
安装电机时，将电动机和发电机与测功机同轴相联，旋紧固定螺丝
（1）空载特性打开S1，S2开关，把Rf2调至输出电压最小的位置，测功机旋钮旋至最小位置，合上220V直流电源开关，起动直流电动机（注意电机转向符合测功机加载要求）。调节电动机电枢电阻R1到最小，电动机输入电压为220V，调节电动机磁场调节电阻Rf2，使发电机转速达额定值，并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。合上发电机励磁电源开关S1，调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达U0=1.25UN为止。在保持n=nN的条件下，从U0=1.25UN开始，单方向调节分压器电阻Rf2，使发电机励磁电流逐渐减小，直至If2＝0。每次测取发电机的空载电压U0和励磁电流If，共取7－8组数据，记录于表2－2中。
注意：1、其中U0=UN和If=0两点必须测取，并在U0=UN附近测点应较密
2、调节励磁电流If时应保持单纯的递减（或者递增），励磁电流的忽增忽减会使曲线出现磁滞小回环，影响实验数据。
表2－1 n=nN=________r/min
U0(V)
If(A)
（2）外特性在空载实验后，把发电机负载电阻R2调至最大值，合上负载开关S2，同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机的n=nN，U=UN，I=IN，该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定电流If2N，在保持不变的条件下，逐渐增加负载电阻R2，即减小发电机负载电流，直至空载状态，在此期间，测取发电机的端电压U和电流I，共取6－7组数据，记录于表2－3中。其中额定和空载（拉开开关S2）两点必测表2－3 n=nN=________r/min If=IfN=________A
U(V)
I(A)
（3）调整特性同样在空载实验基础上，调节发电机的磁场调节电阻Rf2，使发电机空载时达额定电压，在保持发电机转速n=nN条件下，合上负载开关S2，调节负载电阻R2，逐渐增加发电机输出电流I，同时相应调节发电机励磁电流If2，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机的空载至额定负载范围内测取发电机的输出电流I和励磁电流If，共取6－7组数据记录于表2－4中。实验完毕，切断电源。
表2－4 n=nN=________r/min U=UN=_________A
I(A)
If(A)
并励直流发电机并励直流发电机自励条件和外特性实验都按图2－5接线。
实验所需设备与他励直流发电机实验相同。
量程选择除了Rf2阻值改为1800Ω（2个900Ω串联），其余同他励直流发电机实验。
（1）自励条件打开负载开关S1，S2，将发电机磁场调节电阻Rf2调至最大，合上220V电源，起动直流电动机，调节电动机的转速，使发电机转速n=nN，实验时要保持不变。测量发电机的端电压并记录，看是否有剩磁电压值，若无剩磁电压，可将并励绕组改接他励法进行充磁。一般在他励发电机实验后进行此实验，其剩磁电压一定存在。
在发电机具有剩磁电压的情况下，合上开关S1，逐渐减小Rf2观察发电机电枢两端的电压，如果电压逐渐升高，说明励磁绕组与电枢绕组的极性是正确的。如果电压减小，表明极性接触，不能自励建压，应将励磁绕组的两个端头对调一下。
观察改变发电机励磁回路中串联电阻Rf2的大小对发电机端电压大小的影响。当Rf2为最大时发电机的电压应当很低，这说明发电机励磁回路的总电阻超过了临界电阻，发电机端电压仍然建立不起来。这时应逐渐减小Rf2，在某一范围内改变Rf2时发电机的端电压变化最大，这时的励磁回路的总电阻值就是发电机的临界电阻值，可以根据此时发电机端电压和励磁电流的读数计算出来。
满足自励条件后，发电机自励发电，调节Rf2使发电机端电压至额定电压，这时如果降低发电机的转速，发电机的端电压将下降。在某一转速范围内改变转速对端电压的影响最大，这个转速即为发电机的临界转速。转速的改变由电动机电枢电阻和磁场电阻的改变来实现，注意此时R1应由D51中电阻串联而成。
（2）外特性在并励发电机自励建压后，调节负载电阻R2到最大，合上负载开关S2，同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时Rf2的值和n=nN不变的条件下，逐步减小负载（即增大电阻R2），直至I=0，从额定到空载运行范围内测取发电机的电压U和电流I，共取6－7组数据，记录于表2－5中，其中额定和空载两点必测。实验完毕，切断电源。
表2－5 n=nN=________r/min Rf=常值
U(V)
I(A)
3．复励发电机实验报告
实验三 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＝UN和If＝IfN不变，测取n、M2、n＝f(1a)及n=f(M2)。
2．调速特性
(1)改变电枢电压调速
保持U＝UN，If＝IfN常值，M0＝常值，测取n＝f(Ua)。
(2)改变励磁电流调速
保持U＝UN，M2＝常值，R1＝0，测取n＝f(If)。
(3)观察能耗制动过程
四、实验线路及操作步骤
L并励电动机的工作特性和机械特性实验线路如图1—5所示。电机选用D17直流并励电动机，测功机(请阅测功机使用说明)
作为电动机负载。按照实验一方法起动直流并励电动机，其转向从测功机端观察为逆时针方向。
将电动机电枢调节电阻Rl调至零，同时调节直流电源调压旋钮，测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf，调到其电机的额定值U＝UN，I＝IN，n＝nN，其励磁电流即为额定励磁电流
IfN，在保持U=UN和I＝IfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即将测功机的加载旋钮逆时针转动直至零。测取电动机输入电流I，转速n和潮功机的转矩M，共取6—7组数据，记录于表1——6中。
丧表中Ra对应于环境温度0℃时电动机电枢回路的总电阻，可由实验室给出。
2．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Rl调至零，同时调节负载(测功机)、直流电源及电阻Rf使
U＝UN，I＝0.5IN，If＝IfN，保持此时的M2的数值和If＝IfN，逐次增加R1的阻值，即降低电枢两端的电压Ua，Rl从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和输入电流I,
共取5—6组数据，记录于表1—7中。
(2)改变励磁电流的调速
直流电动机起动后，将电阻Rl和电阻Rf调至零，同时调节直流调压旋钮和测功机加载旋钮，使电动机U＝UN，I＝0.5IN，If＝IfN,保持此时的M2数值和U＝UN的值，逐次增加磁场电阻Rf，直至n＝1.3nN，每次测取电动机的n、If和I，共取5—6组数据，记录于表1—8中。
(3)能耗制动
为了实验方便，DTSZ电机拖动实验系统配有继电接触控制实验箱，编号为DT31、DT32。接线图如图1—6所示。图中DT21作为能耗制动电阻RL接到继电接触回路中。电动机电枢的两个端分别接到A+、A一接线柱。
起动电阻Rl接到C十、C一两接线柱。并励绕阻与磁场调节电阻Rf串联后接到F+、F一两接线柱。直流电源接入L十、L—两接线柱。实验时，先按下直流电源的接通按钮，由图1—6可
见，并励绕阻接入电源，由于接触器常开触头1C断开，电枢无电流，电动机不能起动，按下“起动”按钮，接触器1C工作，其常开触头闭合，常闭触头断开，电枢接入电源，电动机开始起动。起动后，若按下“制动”按钮，电枢脱开电源经制动电阻RL和常闭触头1C闭合，电机进入能耗制动。在不接制动电阻RL情况下，若按下“制动”按钮，由于电枢开路，电机处于自由停机。选择不同RL的阻值，重复实验，观察对停机时间的影响。
注意事项
1．直流电动机起动前，测功机加载旋钮调至零。实验做完也要将测功机负载
旋钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。
七、实验报告
1．由表1—6计算出Ia、P2和η，并绘出n、M、n＝f(Ia)及n＝f(M2)的特性曲线。
电动机输出功率
P2＝0．105nM2
式中输出转矩M2的单位为N．M，转速n的单位为r／min。
电动机输入功率
P1＝UI
电动机效率
η＝×100％
电动机电枢电流
Ia＝I—IfN
由工作特性求出转速变化率,
Δn＝×l00％
2．绘出并励电动机调速特性曲线n＝f(U)和n＝f(If)。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RL的阻值有什么关系?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n=f(Ia)为什么是略微下降?是否出现上翘现象?
为什么?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？
实验四 直流串励电动机
一、实验目的
1．用实验方法测取串励电动机工作特性和机械特性。
2．了解串励电动机起动、调速及改变转向的方法。
二、预习要点
1．串励电动机与并励电动机的工作特性有何差别。串励电动机的转速变化率是怎样定义的?
2．串励电动机的调速方法及其注意问题。
三、实验项目
1．工作特性和机械特性
在保持U＝UN的条件下，测取n、M2、η＝f(Ia)以及n＝f(M2)。
2．人为机械特性
保持U＝UN和电枢回路串入电阻R1＝常值的条件下，测取n＝f(M2)。
3．调速特性
(1)电枢回路串电阻调速
保持U＝UN和M2＝常值的条件下，测取n＝f(Ua)。
(2)磁场绕组并联电阻调速
保持U＝UN、M2＝常值及R1＝0的条件下，测取n＝I(f )。
四、实验线路及操作步骤
实验线路如图1—7所示。图中 为直流串励电动机，选用D14。测功机作为电动机负
载，两者之间用联轴器直接联接。R1选用DT04面板上电枢调节电阻，R2选用DT20两只电阻并联，直流电压、电流表选用DT10，开关S选用DT26。
1．工作特性和机械特性
由于串励电动机不允许空载起动，所以将测功机加载旋钮沿顺时针方向转过一定的角度，
使电动机在起动过程中带上负载。接通电源前，先打开S开关，调节R1到最大值。按下接通直流电源的绿色按钮，起动电动机，并观察电动机的转向是否正确。起动后，调节Rl至零，同时调节直流电源的调压旋钮和测功机的加载旋钮，使电动机的电枢电压Ul＝UN,I=1.2IN。在保持U1＝UN的条件下，逐次减小负载直至n≤1．5nN为止，每次测取I、n、M2，共取5—6组数据，记录于表1—9中。-
2．测取电枢串电阻后的人为机械特性
电动机带负载起动后，同时调节串入电枢的电阻R1、直流电源的调压旋钮和加载旋钮，使电源电压等于串励电动机的额定电压、电枢电流I＝IN、转速n＝0.8nN，保持此时的R1不变和
U＝UN的条件下，逐次减小电动机的负载，直至n≤1．5nN为止，每次测取U、I、M2，共取5
—6组数据，记录于表1—10中。
3．调速特性
(1)电枢回路串电阻调速
电动机带负载起动后，将R1调至零。同时调节电源电压和负载，使U=UN，I≈IN，记下此时电动机的n、I、M2，在保持U＝UN以及M2不变的条件下，逐次增加Rl的阻值，每次测n、I、
U1，共取5—6组数据，记录于表1—11中。
(2)磁场绕组并联电阻调速
接通电源前，打开开关S，将R1和R，调至最大值。电动机带负载起动后，调节Rl至零，合上开关S。然后，同时调节电源电压和负载，使U＝UN，M2＝0.8MN。记录此时电动机的n、If、
M2。在保持U＝UN以及M2不变的条件下，逐次减小R2的阻值，注意不能短接，直止n≤1．5nN，
每次测取n、I、If，共取5—6组数据，记录于表1—12中。
五，、实验报告
1．绘出直流串励电动机的工作特性曲线n、M2、η＝f (Ia )。
2．在同一张座标纸上绘出串励电动机的启然和人为机械特性。
3．绘出串励电动机恒转矩两种调速的特性曲线。试分析在U＝UN和M2不变的条件下调速时的电枢电流变化规律。比较两种调速方法的优缺点。
六、思考题
1．串励电动机为什么不允许空载和轻载起动?
2．磁场绕组并联电阻调速时，为什么不允许并联电阻调至零?
第三部分 变压器实验实验一 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、实验项目空载实验测取空载特性U0=f(I0),P0=f(U0)。
短路实验测取空载特性UK=f(IK),PK=f(UK)。
负载实验
(1）纯电阻负载保持U1=U1N,cos φ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。
(2) 阻感性负载保持U1=U1N,cos φ2=0．8的条件下，测取U2=f(I2)。
四、实验线路及操作步骤空载实验实验线路如图3－1所示，被试变压器选用DT40三组相式变压器，实验用其中的一相，其额定容量PN=76W，U1N/ U2N=220/55V，I1N/I2N=0．345/1．38A。变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。接通电源前，选好所有电表量程，将电源控制屏DT01的交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后打开钥匙开头，按下DT01面板上“开”的按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=1．2 UN，然后，逐次降低电源电压，在1．2～0．5UN的范围内，测取变压器的U0、I0,P0共取6－7组数据，记录于表2－1中，其中U=UN的点必测，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，测出副方电压，取三组数据记录于表3－1中。
图3－1 空载实验接线图表3－1
序 号
实 验 数 据
计算数据
U0（V）
I0（A）
P0（W）
UAX（V）
COSφ0
2．短路实验：
实验线路如图3－2所示：
图3－2 短路实验接线图变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。接通电源前，先将交流调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，按上述方法接通交流电源，逐次增加输入电压，直至短路电流等于1．1 IN为止，在0．5～1．1 IN范围内测取变压器的 UK、IK,PK，共取4～5组数据记录于表2－2中，其中I= IK的点必测。并记下实验时周围环境温度θ（℃）。
表3－2
序 号
实 验 数 据
计算数据
UK（V）
IK（A）
PK（W）
UAX（V）
COSφK
3．负载实验
实验线路如图3－3所示：
图3－3 负载实验接线图变压器低压线圈接电源，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DT20，XL选用DT22，功率因数表选用DT01B，开关S1、S2选用DT26。
纯电阻负载接通电源前，将交流电源调节旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻调至最大，然后合上S1，按下接通交流电源的按钮，逐渐升高电源电压，使变压器输出电压U1=UN，在保持U1=UN的条件下，逐渐增加负载电流，即减少负载电阻RL的阻值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2，共取5～6组数据，记录于表3～3中，其中I2=0和I2= I2N两点必测。
表3－3 COSφ2=1 U1= UN= 伏序 号
U（V）
I（A）
阻感性负载（COSφ2=0.8）
用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，实验步骤同上，在保持U1= U1N及COSφ=0.8条件下，逐渐增加负载电流，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2，共取5～6组数据记录于3－4中，其中I2=0，I2=I 2N=两点必测。
表3－4 COSφ2= 0.8 U2= UN= V
序 号
U2（V）
I2（A）
五、注意事项在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。在空载实验中，交流电压表选用DT01B，100V档，交流电流表选用DT01B，0.5A档，功率表选用DT01B，量程选择75V、0.5A档。在短路实验中，电压表选择50V档，电流表选择0.5A档，功率仍选择75V、0.5A 档。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。
六、实验报告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。
K==UAX/UaX
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 U0= f (I0 ),P0= f (U0),COSφ0=f (U0) 。
式中：
COSφ0=
计算激磁参数：
从空载特性曲线上查出对应于U0= UN时的I0和 P0值，并由下式算出激磁参数
绘出短路特性曲线和计算短路参数
(1) 绘出短路特性曲线UK=f ( IK ),PK= ( IK )、cos φK= f ( IK ) 。
(2) 计算短路参数从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK= IN时的U K和 PK值，由下式算出实验环境温度为θ（℃）下的短路参数。
折算到低压方
由于短路电阻rK 随温度而变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75℃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PKN= IN2 rK75℃
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“Г”型等效电路。
变压器的电压变化率Δu
(1) 绘出COSφ2= 1和COSφ2= 0.8两条外特性曲线U2= f (I 2),由特性曲线计算出I2= I2N时的电压变化率Δu。
(2) 根据实验求出的参数，算出I2= I2N,COSφ2=1和I2= I2N,COSφ2= 0.8 时的电压变化率Δu。
Δu
将两种计算结果进行比较，并分析不同性质的负载对输出电压的影响。
6,绘出被试变压器的效率特性曲线
（1） 用间接法算出COSφ2= 0.8 不同负载电流时的变压器效率，记录于表3－5中。
式中,I2 * PN COSφ2=P2,W；
PKN为变压器IK =IN 时的短路损耗，W；
P0为变压器U0=UN时的空载损耗，W。
(2) 由计算数据绘出变压器的效率曲线η=f (I2* ) 。
(3) 计算被变压器η=ηmax时的负载系数βm 。
表3－5 COSφ2= 0.8 P0= W PKN W
I*2 （A）
P2 （W）
η
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
实验二 三相变压器实验目的
1,通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。
通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。
预习要点
1．如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。
2．三相芯式变压器的三相空载电流是否对称。
如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。
实验项目
1．测定变比
2．空载实验测取空载特性U 0 = f ( I 0 ),P 0 = f ( U 0 )
3．短路实验测取短路特性UK = f (IK ),PK =f (IK)
纯电阻负载实验保持U2= U1N,COSφ2= 1的条件下，测取U2=f （I2）
实验线线及操作步骤测定变比
图3－4 三相变压器变比实验接线图：
实验线路如图3－4所示：被试变压器选用DT41三相三线圈芯式变压器，额定容量PN=
150/150/150W,UN =220/63.5/50V,IN=0.394/1.36/1.576A，Y/Δ/Y接法。实验时只用高、低压两组线圈，中压线圈不用，接通交流电源的操作步骤和单相变压器实验相同，电源接通后，调节外施电压 U1=0.5UN，测取高、低压线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca,记录于表3－6中。
表3－6
U (V)
KA
U (V)
KB
U (V)
KC
K=
UAB
Uab
UBC
Ubc
UCA
Uca
2,空载实验
图3－5 三相变压器空载实验接线图实验线路如图3－5所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。接通电源前，先将交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置。选好所有电表量程，电源接通后，调节调压旋钮，使变压器的空载电压Un=1.2UN，并注意三相电压要基本对称，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.5UN范围内，测取变压器三相线电压、电流和功率，共取6～7组数据，记录于表3－7中，其中U0=UN的点必测。
表3－7
序号
实 验 数 据
计 算 数 据
U （V）
I （A）
P （W）
U0（V）
I0（A）
P0（W）
Cos φ0
Uab
Ubc
Uca
Iao
Ibo
Ico
P01
P02
短路实验
图3－6 三相变压器短路实验接线图实验线路如图3－6所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。接通电前，应将交流电源调压旋钮调到输出电压变零的位置，选好所有电表量程，接通电源后，逐渐增大电源电压，使变压器的短路电流IK =1.1 IN,并注意三相电源电压基本对称。然后逐次降低电源电压，在1.1～0.5IN 的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率，共取4～5组数据，记录于表3－8中，其中IK = IN 点必测。实验时，记下周围环境温度θ（℃），作为线圈的实际温度。
表3－8 θ= ℃
序号
实 验 数 据
计 算 数 据
U （V）
I （A）
P （W）
UK（V）
IK（A）
PK（W）
Cosφ0
UAB
UBC
UCA
IA
IB
IC
PK1
PK2
纯电阻负载实验
图3－7 三相变压器负载实验接线图实验线路如图3－7所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈经开关S1接负载电阻RL,RL
选用DT20。将负载电阻RL调至最大，合上开关S1接通电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器的输入电压U1=U1N，并且三相电源基本对称，在保持U1=U1N的条件下，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，测取变压器三相输出线电压和相电流，共取5～6组数据，记录于表3－9中，其中I0=0和I2=IN两点必测。
表3－9 U2=U1N = V COSφ2= 1
序 号
U （V）
I （V）
UAB
UBC
UCA
U2
IA
IB
IC
I2
注意事项在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置及量程选择。交流电压表选用DT01B，交流电流表选用DT01B，空载、短路实验时功率表选用DT01B。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变比。
实验报告
1,计算变压器的变比根据实验数据，计算出各项的变比，然后取其平均值作为变压器的变比。表3－6中
2,根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数
（1） 绘出空载特性曲线 U 0 = f ( I 0 ),P 0 = f ( U 0 )、cosφ0 = f ( U 0 )
式中
（2） 计算激磁参数从空载特性曲线查出对应于U 0 =UN 时的I 0 和P 0 值，并由下式求取激磁参数。
3,绘出短路特性曲线和计算短路参数
（3） 绘出短路特性曲线U K = f ( I K ),P K = f ( I K )、cosφK = f ( I K ) 。
（2） 计算短路参数从短路特性曲线查出对应于I K = I N 时的UK = PK值,并由下式算出实验环境温度θ℃时的短路参数。
折算到低压方
换算到基准工作温度的短路参数为rK75℃和z K75℃,计算出阻抗电压。
I K = I N 时的短路损耗P KN = 3 IN2rK75℃
利用由空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器的“Γ”型等效电路。
变压器的电压变化率Δu
(1) 根据实验数据绘出COSφ2 = 1时的特性曲线U 2 = f (I2 ),由特性曲线计算出I 2 = I 2N时的电压变化率Δu。
（2） 根据实验求出的参数，算出I 2 = I N,COSφ2= 1 时的电压变化率Δu
绘出被试变压器的效率特性曲线
（1） 用间接法算出在COSφ2 = 0.8时，不同负载电流时的变压器效率，记录于表2－10中。
式中 I 2* P N cosφ2 =P2
PN 为变压器的额定容量
PKN 为变压器I K =I N时的短路损耗
P0 为变压器的U 0 = U N 时的空载损耗
（2） 计算被试变压器η=η max时的负载系数βm。
表3－10 COSφ2= 0.8,P0 = W,PKN = W
I 2
P2 （W）
η
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
实验三 三相变压器的联接组和不对称短路实验目的
1,掌握用实验方法测定三相变压器的极性。
2,掌握用实验方法判别变压器的联接组。
3,研究三相变压器不对称短路。
4,观察三相变压器线圈不同的连接法和不同的铁心结构对空载电流和电动势波形的影响。
预习要点
1,联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。
2,如何把Y/Y－12联接组改成Y/Y－6联接组以及把Y/Δ－11改为Y/Δ－5联接组。
3,三相变压器中哪种线圈加接法在不对称短路中点移动最大。
4,三相变压器线圈的连接法和磁路系统对空载电流和电动热波形的影响。
实验项目
1,测定极性
2,连接并判定以下联接组
Y/Y－12
Y/Y－6
Y/Δ－11
（4） Y/Δ－5
3,不对称短路
（1） Y/Y0 －12单相短路
（2） Y/Y－12两相短路
4,测定Y/Y0 连接的变压器的零序阻抗。
5,观察不同连接法和不同铁心结构对空载电流和电动势流形的影响。
四、实验线路及操作步骤
1,测定极性测定相间极性被试变压器选用DT41三相芯式变压器，用其中高压和低压两组线圈，额定容量PN =150/150W，UN=220/55V，IN=0.394/1.576A，Y/Y接法。用万用表的电阻挡测出高、低压线圈12个出线端之间哪两个相通，并观察其阻值。阻值大为高压线圈，用A、B、C、X、Y、Z标出首末端。低压线圈标记用a、b、c、x、y、z。
按照图3－8接线，将Y、Z两端点用导线相联，在A相施加约50% UN 的电压，测出电压图3－8 测定相间极性接线图
图 3-8 测定相间极性接线图
UBY、UCZ、若UDC=|UBY-UCZ|，则音末端标记正确；若UBC=|UBY+UCZ|，则标记不对。须将B、C两相任一相线圈的首末端标记对调。然后用同样方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出A相首、末端正确的标记。
测定原、副方极性图3－9 测定原、副方极性接线图
图 3-9 测定原、副边极性接线图暂时标出三相低压线圈的标记a、b、c、x、y、z，然后按照图3－9接线。原、副方中点用导线相连，高压三相线圈施加约50%的额定电压，测出电压UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAX－U2X,则A相高、低压线圈同柱，并且首端A与a点为同极性；若UAa=UAX+Uax,则A与a端点为异极性。用同样的方法判别出B、C两相原、副方的极性。高低压三相线圈的极性确定后，根据要求连接出不同的联接图。
2,检验联接组
Y/Y－12
按照图3－10接线。A、a两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出图3－10 Y/Y－12联接组
（a）接线图 (b) 电动势相量图
UAB、Uab、UBb、UCc及UBC，将数字记录于3－11中。
表3－11
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB（V）
Uab（V）
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
KL
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
根据Y/Y－12联接组的电动势相量图可知：
UBC= UCc（KL－1）Uab
为线电压之比若用两式计算出的电压UBb、UCc、UBc 的数值与实验测取的数值相同，则表示线图连接正常，属Y/Y－12联接组。
（2） Y/Y－6
将Y/Y－12联接组的副方线圈首、末端标记对调，A、a两点用导线相联，如图3－11所示。
图 3-11 Y/Y-6连接组
（a） 接线图 （b）电动势向量图按前面方法测出电压UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表3－12中。
根据Y/Y－6联接组的电动势相量图可得
UBC= UCc（KL－1）Uab
若由上两式计算出电压UBb、UCc、UBc的数值与实测相同，则线圈连接正确，属于Y/Y－6联接组。
表3－12
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB（V）
Uab（V）
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
KL
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
Y/Δ－11
按图3－12接线。A、a两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取UAB、Uab、UBb、
图3－12 Y/Δ－11联接组
（a）接线图 (b) 电动势相量图
UCc及UBc，将数据记录于表3－13中。
表3－13
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB（V）
Uab（V）
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
UL
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
根据Y/Δ－11联接组的电动势相量可得
若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测值相同，则线圈连接正确，属Y/Δ－11联接组。
Y/Δ－5
将Y/Δ－11联接组的副方线圈首、末端的标记对调，如图3－13所示。实验方法同前，测取UAB、Uab、UBb、UCc、UBc,将数据记录于表3－14中。
图3－13 Y/Δ－5联接组
（a）接线图 (b) 电动势相量图表3－14
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB（V）
Uab（V）
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
KL
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
根据Y/Δ－5联接组的电动势相量图可得
若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测值相同，则线圈连接正确，属于Y/Δ－5联接组。
3,不对称短路
Y/Y0 连接单相短路
① 三相芯式变压器图3－14 Y/Y0 连接单相短路接线图
图 3-14 Y/Yo连接单相短路连接图实验线路如图3－14所示。被试变压器选用DT41三相芯式变压器。接通电源前，先将交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后接通电源，逐渐增加外旋电压，直至副方短路电流I2K≈I2N 为止，测取副方短路电流和相电压I2K、Ua,Ub,Uc 原方电流和电压IA、IB、IC、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA，将数据记录于表3－15中。
表3－15
I2K（A）
U8（V）
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
IB(A)
IC(A)
UA(A)
UB(V)
UC(V)
UAB(V)
UBC(V)
UCA(V)
② 三相组式变压器被试变压器改为DT40三相组式变压器，重复上述实验，在外施电压的条件下测取数据，记录于表3－16中。
表3－16
I2K（A）
U8（V）
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
IB(A)
IC(A)
UA(A)
UB(V)
UC(V)
UAB(V)
UBC(V)
UCA(V)
（2） Y/Y 联接两相短路三相芯式变压器图3－15 Y/Y连接两相短路接线图
图3-15 Y/Y连接两相短路接线图实验线路如图3－15所示。被试变压器选用DT41三相芯式变压器。接通电源前，先将外施电源电压调至零，然后接通电源，逐渐增加外施电压，直至I2K≈I2N 为止，测取变压器原、副方电流和相电压I2K、Ua,Ub,Uc,IA、IB、IC、UA、UB、UC，将数据记录于表3－17中。
表3－17
I2K（A）
Ua(V)
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
IB(A)
Ua(V)
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
三相组式变压器被试变压器改为DT40三相组式变压器，重复上述实验，测取数据记录于表3－18中。
表3－18
I2K（A）
Ua(V)
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
IB(A)
Ua(V)
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
4,测定变压器的零序阻抗三相芯式变压器三相变压器选用DT41，实验线路如图3－16所示。
图3-16 测定零序阻抗接线图
变压器的高压线圈开路，三相低压线圈首末端串联后接到电源。接通电源前，将外施电压调至零，接通电源后，逐渐增加外施电压，在输入电流I0=0.25IN 和I0=0.5IN 的两种情况下，测取变压器的I0、U0 和P0,将数据记录表3－19中。
三相组式变压器由于三相组式变压器的磁路彼此独立。因此可用DT40三相组式变压器中任何一台单相变压器做空载实验，求取的激磁阻抗即为三相组式变压器的零序阻抗。若前面单相变压器实验已做过，该实验可略。
5,分别观察三相芯式和组式变压器不同连接方法时的空载电流和电动势的波形。
Y/Y 连接表3－19
I0（A）
U0（V）
P0（W）
0．25
0
0．5
为了实验方便起见，该实验采用DT25变压器波形试验控制箱。被试变压器选用DT40变压器。实验接线如图3－17所示。高压线圈Y接法，中线经开关S接到D01三相交流电源中线接线
图3－17 观察Y/Y和Y0 /Y连接三相变压器空载电流和电动势波形的接线图
柱N，A相线圈首端接线柱A与A相电源接线柱A，分别接到DT25的i01，i02两个接线柱。低压线圈的中点则接到eφ2接线柱，eφ1、eL1两接线柱短接后再与a相首端相接，b相首端接到e02接线柱。在i01与i02，eφ1与 eφ2，两接线柱之间均接有取样电阻，它们均已装在DT25箱体内。所有被测信号通过一排波形选择纲开关均接至S标志的两个接线柱输出，将输出信号接到示波器的Y轴输入，按下波形选择键开关，即可观察到相应的波形。
实验前，打开开关K，使三相变压器为Y/Y接法。接通电源后，调节变压器输入电压为0.5UN 和UN 两种情况下，分别按下波形选择键开关，通过示波器观察空载电流i0,副方相电动势eφ 和线电动势e1的波形。注意：实验时不允许同时按下两个键开关。
在变压器输入电压为额定值时，用电压表测取原方线电压UAB和相电压UA,将数据记录于表3－20中。
表3－20
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB （V）
UA （V）
UAB/ UA
（2） Y0 / Y连接接线与Y/Y 连接相同，合上开关S，即为Y0 /Y 接法。重复前面实验步骤，观察i0,eφ，e1 波形，并在U1 =U1N 时测取UAB 和UA,将数据记录于表3－21中。
表3－21
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB （V）
UA （V）
UAB/ UA
Y/ Δ连接实验线路如图3－18所示，变压器选用DT25。
图3－18 观察Y/Δ连接三相变压器空载电流、三次谐波电流和电动势波形的接线图向左合上开关S,副方开口，使接在D61的e01、e02,两接线柱上的电压为副方开口电压。接通电源后，调节变压器输入电压至额定值，通过示波器观察原方空载电流i0,相电压uφ,副方开口电动势Uaz 的波形，并用电压表测取原方线电压UAB,相电压UA以及副方开口电压Uaz,将数据记录于表3－22中。
表3－22
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB （V）
UA （V）
Uaz (V)
UAB/ UA
向右合上开关S，使副方为三角形接法，重复前面实验步骤，观察i0,uφ以及副方三角形回路中电流i23 的波形，并在U1 = U1N 时，测取UAB,UA以及副方三角形回路中的电流I23，将数据记录于表3－23中。
6,选用DT41芯式变压器，重复前面（1）（2）（3）波形实验，将不同铁芯结构所得的结果作分析比较。
表3－23
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB （V）
UA （V）
U23 (V)
UAB/ UA
实验报告
1,计算出不同联接组时的UBb、UCz、UBc的数值与实测值进行比较，判别线圈连接是否正确。
2,计算零序阻抗
Y/Y0 三相芯式变压器的零序参数由下式求得：
分别算出I0=0.25IN 和I0 =0.5IN 时的Z0,r0,x0,取其平均值作为零序阻抗，零序电阻和零序电抗，并按下式算出标么值：
式中INφ和UNφ为变压器低压线圈的额定相电流和额定相电压。
3,计算短路情况下的原方电流
Y/Y0 单相短路副方电流 Ia = I2K,Ib = Ic = 0
原方电流 设略去激磁电流不计，则
式中 K为变压器的变比。
将IA、IB、IC 计算值与实测值进行比较，分析产生误差的原因，并讨论Y/Y0 三相组式变压器带单相负载的能力以及中点移动的原因。
Y/Y两相短路副方电流 Ia = -Ib = I2K,Ic = 0
原方电流 ,Ic = 0
将IA、IB、IC计算值与实际值进行比较，分析产生误差的原因，并讨论Y/Δ带单相负载是否有中点移动的现象？为什么？
4,分析不同连接法和不同铁心结构对三相变压器空载电流和电动势波形的影响。
5,由实验数据算出Y/Y和Y/Δ接法时的原方UAB/UA 比值，分析产生差别的原因。
根据实验观察，说明三相组式变压器不宜采用Y/Y0 和Y/Y连接方法的原因。
六、附录变压器联接组校核公式
（设,Uab =1 KL =UAB / Uab = UAB ）
电压组 别
UBb = UCc
UBc
UBc / UBb
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
`实验四 三相三线圈变压器实验目的
1,掌握三相三线圈变压器参数测定的方法。
2,了解三线圈变压器的电压变化率。
预习要点
1,三线圈变压器的等效电路及参数测定方法。
2,引起三线圈变压器输出电压变化的因素及电压变化率的计算方法。
3,根据被试变压器的铭牌数据，自行设计实验接线图，仪表选用和记录表格。
实验项目
（1） 空载实验和变比测定
（2） 短路实验
（3） 负载实验实验说明
1,空载实验低压线圈连接法按铭牌标出的连接，其他两线圈开路。实验方法与三相双线圈变压器相同。为了测定变化，在实验中需同时测取高压，中压和低压线圈的空载电压。
2,短路实验按照下面方法分别进行三次短路实验：
（1） 高压线圈施加电压，中压线圈短路，低压线圈开路。
（2） 低压线圈施加电压，高压线圈短路，中压线圈开路。
（3） 低压线圈施加电压，中压线圈短路，高压线圈开路。
测取的数据记录于表中，并记下实验时间的周围环境温度。
3,负载实验低压路圈接电源，高压线圈接阻感性负载（cosφ1 =0.8 ）中压线圈接纯电阻负载（cosφ2 = 1）。在保持低压线圈额定电压的情况下，将高、中压线圈的电流分别加到50%额定电流为止，测取中、低压线圈输出的电压，电流和功率因数，将数据记录于表格中。
五、实验报告绘出空载特性曲线计算三相三线圈变压器的变比
式中 U1、U3、U3 分别为高、中、低三个线圈的三相平均相电压。
由短路实验计算参数，并画出等效电路图。
根据短路实验（1）算出ZK12、rK12和xK12。
根据短路实验（2）算出ZK31、rK31和xK32。
根据短路实验（3）算出ZK32、rK32和xK32。
将ZK12折算到低压方：
低压线圈的参数
中压线圈的参数
高压线圈的参数
最后，再将短路电阻和抗换算到基准工作温度时的值。
根据下式计算出三线圈变压器的电压变化率。
高压线圈
式中
以上各式所有电阻均为基准工作温度时的阻值。U3φ 为低压线圈额定相电压，I1‘,I2‘ 分别为折算到低压方的高压和中压方的负载电流。
将电压变化率的计算值与实测值进行比较并作简要的分析。
实验五 单相变压器的并联运行实验目的学习变压器投入并联运行的方法。研究阻抗电压对负载分配的影响。
预习要点
1,单相变压器并联运行的条件。
2,如何验证两台变压器具有相同的极性。
3,阻抗电压对负载分配的影响。
实验项目
1,将两台单相变压器投入并联运行。
2,阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。
3,阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。
实验线路和操作步骤实验线路如图3－19所示。
图中单相变压器Ⅰ和Ⅱ选用DT40三相组式变压器中任意两台，变压器的高压线圈并联接电源，低压线圈经 开关S1并联后，再由开关S2 接负载电阻RL 。RL 选用DT21，由于负载电流较大，可采用并串联接法。为了人为地改变变压器Ⅱ的阻抗电压，在其副方串入电阻R，R选用DT21。
1,两台单相变压器空载投入并联运行步骤。
（1） 检查变压器的变比和极性。接通电源前，将开关S1、S3打开，合上开关S2，接通电源后，调节变压器输入电压至额定值，测出两台变压器副方电压Ua1×1,和Ua2×2,若Ua1×1= Ua2×2
则两台变压器的变比相等，即KⅠ=KⅡ 。测出两台变压器副方的a1 和a2 端点之间的电压Ua1a2,若Ua1a2 = Ua1×1 － Ua2×2,则首端A1 与A2 为同极性端，反之为异极性端。
投入并联：检查两台变压器的变比相等和极性相同后，合上开关S1,即投入并联。
若KⅠ 与 KⅡ 不是严格相等，将会产生环流
2,阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行。
投入并联后，合上负载开关S3,在保持原方额定电压不变的情况下，逐次增加负载电流，直至其中一台变压器的输出电流达到额定电流为止，测取I、IⅠ、IⅡ,共取5～6组数据记录于表3－24中。
表3－24
I1 （A）
I2 （A）
I （A）
阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行。
打开短路开关S2,变压器Ⅱ的副方串入电阻R，R数值可根据需要调节，重复前面实验测出I、IⅠ、IⅡ，其取5～6组数据，记录于表3－25中。
实验报告
1,根据实验（2）的数据，画出负载分配曲线I1=f (I) 及IⅡ = f (I)。
2,根据实验（3）的数据，画出负载分配曲线I1=f (I) 及IⅡ = f (I)。
3,分析实验中阻抗电压对负载分配的影响。
表3－25
I1 （A）
I2 （A）
I （A）
三相变压器的并联运行一、实验目的学习三相变压器投入并联运行的方法及阻抗电压对负载分配的影响。
二、预习要点三相变压器并联运行的条件。不同联接组并联后会出现什么后果？
阻抗电压对负载分配的影响。
三、实验项目将两台三相变压器空载投入并联运行。
阻抗电压相等的两台三相变压器并联运行。
阻抗电压不相等的两台三相变压器并联运行。
四 实验线路及操作步骤实验线路如图3－20所示。
图3-20三相变压器并联运行接线图图中变压器Ⅰ和Ⅱ选用两台DT41三相芯式变压器，其中低压线圈不用。由实验3－3方法确定三相变压器原、副方极性后，根据变压器的铭牌接成Y/Y接法，将两台变压器的高压线圈并联接电源，中压线圈经开关S1 并联后，再由开关S2 接负载电阻RL,RL 选用DT20。为了人为的改变变压器Ⅱ的阻抗电压，在变压器Ⅱ的副方串入电抗X（或电阻R），X选用DT22。要注意选用RL 和X（或R）的允许电流应大于实验时实际流过的电流。电压和电流表选用DT01(DT11\DT12)。
1,两台三相变压器空载投入并联运行的步骤。
（1）检查变比和连接组接通电源前，先打开S1、S2,合上S3,然后接通电源，调节变压器输入电压至额定电压。测出变压器副方电压，若电压相等，则变比相同，测出副方对应相的两端点间的电压若电压均为零，则联接组相同。
投入并联运行在满足变比相等和联接组相同的条件后，合上开关S1，即投入并联运行。
2,阻抗电压相等的两台三相变压器并联运行。
投入并联后，合上负载开关S2，在保持U1=U1N不变的条件下，逐次增加负载电流，直至其中一台输出电流达到额定值为止，测取I、IⅠ、IⅡ，共取5～6组数据，记录于表2－26中。
表2－26
I1 （A）
I2 （A）
I （A）
3,阻抗电压不相等的两台三相变压器并联运行。
打开短路开关S3，在变压器IⅡ 的副方串入电抗X（或电阻R），X的数值可根据需要调节。重复前面实验，测取I、IⅠ、IⅡ,共取5～6组数据，记录于表3－27中。
表3－27
I1 （A）
I2 （A）
I （A）
五、实验报告
1,根据实验（2）的数据，画出负载分配曲线I1=f (I) 及IⅡ = f (I)。
2,根据实验（3）的数据，画出负载分配曲线I2=f (I) 及IⅡ = f (I)。
3,分析实验中阻抗电压对负载分配的影响。
第四部分 异步电机实验一 三相鼠笼式异步电动机的参数测定实验目的了解三相鼠笼式异步电动机测定三相鼠笼式异步电动机的参数预习要点鼠笼式异步电动机的等效电路有那些参数？他们的物理意义是什么？
异步电动机参数的测定方法实验项目测量定子绕组的冷态电阻判定定子绕组的首末端空载实验短路实验实验线路及操作步骤
选用的三相鼠笼式异步电动机编号为D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。
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（自备）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（这里指室温）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，可计算基温定子相电阻。
伏安法用伏安法测定电阻时所选用的仪表设备有：24伏直流电源（DT03），开关（DT26），直流电流表和直流电压表（DT10），可变电阻箱（DT20）
测量线路图为图4－1。
量程的选择：测量时通过定子绕组的电流约为电机额定电流的10％，因此直流电流表的量程选为100毫安。直流电压表量程选为20伏。可变电阻器R的阻值可选900Ω（0.41A）。
按图4－1接线。可变电阻器阻值调至最大，接通开关S1，调节可变电阻器使试验电流不超过电机额定电流的10％（为了防止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。
每一绕组电阻测量三次，取其平均值，作为定子绕组的电阻，记录于表4－1中。
表4－1
绕组一
绕组二
绕组三
I(A)
U(V)
R(Ω)
注意事项
①、在测量时，电动机的转子必须静止不动。
②、测量通电时间不应超过1分钟。
电桥法用单臂电桥（自备）测量电阻时，应先将刻度盘旋到电桥能大致平衡的位置，然后按下电源按钮，接通电源，等电桥中的电源达到稳定后，方可接入检流计。测量完毕，应先断开检流计，再断开电源，以免检流计受到冲击。记录数据于表4－2中。
电桥法测定绕组直流电阻准确度及灵敏度高，并有直接读数的优点。
表4－2
绕组一
绕组二
绕组三
R(Ω)
判定定子绕组的首末端直流感应法按图4－2接线，将32伏直流电源分别加在两绕组上，最后一相绕组的两端跨接一只直流毫伏表（DT10上），毫伏表量程选择为20伏。当接通开关S1瞬间观察直流毫伏表的偏转方向，如果电源负极分别与V2、W3端接触时，表的偏转方向相同，则V2、W3端为同名端。同样方法可判断第三绕组同名端情况。
交流电压表先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意两相绕组串联，施以单相低电压U=80-100V，注意电流不应超出额定值，如图4－3所示，测出第三相绕组的电压（电压表选用DT01，量程选择为20伏），如测得的电压有一定的读数，表示两相绕组的首端与末端相联；反之，如测得的电压近似为零，则表示两相绕组的首端与首端（或末端与末端）相联，用同样方法测出第三相绕组的首末端。
空载实验空载实验时所用的仪器设备有：电机导轨，功率表（DT01），交流电流表（DT01），交流电压表（DT01）。
测量线路图见图4－4，电机绕组△接法。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A。
安装电机时，空载实验时电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
按图4－4接线。
实验前首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使电机起动旋转，注意观察电机旋转的方向。调整电源相序，使电机旋转方向符合测功机加载的要求（右视机组，电机旋转应为顺时针方向）。注意：调整相序时，必须切断电源。
仍然将三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，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实验。去掉电流短接导线。调节电源电压由1.2 倍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。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7～9组数据，记录于表4－3中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：空载实验读取数据时，在额定电压附近应多测几点。
表4－3
序号
U(V)
I(A)
P(W)
COSφ
UAB
UBC
UCA
U0
IA
IB
IC
I0
PⅠ
PⅡ
P0
COSφ0
4．短路实验
选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－4，电机绕组△接法。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为1A，功率表的量程选为250V、2A
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。并用销钉把测功机的定子和转子销住。
实验时首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使之逐渐升压至短路电流到1.2倍额定电流，然后逐渐降压至0.3倍额定电流为止。在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率共4～5组数据，记录于表4－4中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：电机转向应符合测功机加载要求。实验时控制调节电压大小，并尽量减少电机实验时间。
表4－4
序号
U(V)
I(A)
P(W)
COSφ
UAB
UBC
UCA
UK
IA
IB
IC
IK
PⅠ
PⅡ
PK
COSφK
实验二 三相鼠笼式异步电动机的工作特性实验目的用直接测功法作三相鼠笼式异步电动机的负载实验预习要点实验项目三相鼠笼式异步电动机的负载实验实验线路及操作步骤
选用的三相鼠笼式异步电动机编号为D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。
负载实验时所用的仪器设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
测量接线图同图4－5，电机绕组△接法仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为1A，功率表的量程选为250V、2.5A。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向要符合测功机加载要求，并在实验时要保持电压恒定），去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取5～6组数据，记录于表4－5中表4－5
序号
异步电动机输入
M2
(N．M)
n
(r/min)
P2
(W)
I(A)
P(W)
IA
IB
IC
I1
PⅠ
PⅡ
P1
注意：测功机加载开始前有一个死区，要注意慢慢旋动加载旋钮，以免电机突然加载，导致电机加载过大。
实验报告课后思考
实验三 三相异步电动机的起动实验实验目的通过实验掌握异步电动机的不同起动方法预习要点复习异步电动机有哪几种起动方法，以及各种起动的技术指标实验项目直接起动星形－三角形（Y-△）起动自耦变压器法降压起动绕线式异步电动机转子串可变电阻器起动实验线路及操作步骤三相鼠笼式异步电动机直接起动实验三相异步电动机选用D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。其他所需设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）。
仪表量程选择为：电压表的量程为250V，电流表的量程为5A
按图4－5接线，电机绕组△接法
安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。然后切断三相电源，等电机完全停止旋转后，再全压接通三相电源，使电机在额定电压下全压起动，电流表受起动电流冲击而偏转，记录电流表瞬时偏转的最大值，此电流值可作为电机起动电流的估计值。
定量确定起动电流值可按以下实验步骤实现：停止电机，将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。用销钉把测功机的定子和转子销住。接通电源，慢慢调节三相可调电源，使电机在堵转状态下的定子电流达2～3倍额定电流，读取此时的电压值UK、电流值IK、转矩值MK，注意：实验通电时间不应超过10秒，以免绕组过热。实验完毕，切断电源，拔出销钉。
对应于额定电压时的起动电流Ist和起动转矩Mst按下式计算：
Ist=(UN/UK)IK
式中 UK――起动实验时的电压值,V
UN――电机额定电压值,V
Mst＝(Ist/IK)2MK
式中IK――起动实验时的电压值,V
UN――电机额定电压值,V
三相鼠笼式异步电动机星形－三角形（Y-△）起动三相异步电动机选用D21，其他设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）、DT31和DT32(继电接触箱)组合仪表量程选用同实验1
实验线路按图4－6
安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，调节三相电源逐渐升压至额定电压，按下起动按钮，使电机成Y接法起动，经过一定时间的延时自动切换成△接法正常运行，整个起动过程结束。延时时间可调节时间继电器控制旋钮。观察起动及Y-△切换过程中电机电流的变化情况，试与其他起动方法作定性比较三相鼠笼式异步电动机自耦变压器降压起动三相异步电动机选用D21，其他设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）、三相可变电抗器（DT22）、DT31、DT32（继电接触）组合仪表量程选用同实验1
实验线路按图4－7，电机绕组△接法安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，调节三相电源逐渐升压至额定电压，按下起动按钮，电机经自耦变压器降压起动，经一定时间的延时自动切换至额定电压正常运行，整个起动过程结束。延时时间可调节时间继电器控制旋钮。另外调节三相电抗D53的大小，可控制电机降压幅度。观察起动时电机电流的变化情况以作定性比较。
三相绕线式异步电动机转子可变串电阻器起动三相绕线式异步电动机选用D15，其额定点P=100W,U=220V(Y)，I=0.55A,n=1420r/m。其他所需设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）,绕线电机调节电阻(DT05)。
仪表量程选用同实验1。
实验线路按图4－8，电机绕组Y接法。
安装绕线电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。将绕线电机调节电阻放至阻值最大位置，接通电源，调节三相电源逐渐升压至额定电压，起动电机。改变转子调节电阻大小，直至转子回路短接为止。观察起动和调节过程中的电流和转速的变化情况。
实验报告思考题
实验四 三相异步电动机的调速实验实验目的了解异步电动机降压调速和转子串电阻调速的特点掌握异步电动机降压调速和转子串电阻调速的方法预习要点
实验项目
1．.恒负载转矩下三相鼠笼式异步电动机降低定子电压调速实验
2．.恒负载转矩下三相绕线式异步电动机转子串电阻调速实验实验线路及操作步骤三相鼠笼式异步电动机降低定子电压调速实验三相异步电动机选用D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。其他所需设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）。
仪表量程选择为：电压表的量程为250V，电流表的量程为1A
按图4－5接线，电机绕组△接法安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。慢慢旋动测功机加载旋钮，使电机负载接近于额定负载。记录此时电机定子电压、定子电流、转速和测功机转矩数据；每改变一次三相电源电压，保持电机负载不变，记录上述数据于表4－，共测3～4组数据。改变电机负载，重复以上实验。
表4－
序号
UUV
UVW
UWU
IU
IV
IW
M2
n
P2
三相绕线式异步电动机转子串电阻调速实验三相绕线式异步电动机选用D15，其额定点P=100W,U=220V(Y)，I=0.55A,n=1420r/m。其他所需设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）,绕线电机调节电阻(DT05)。
仪表量程选择为：电压表的量程为250V，电流表的量程为1A
按图4－5接线，电机绕组Y接法。
安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。将绕线电机调节电阻放至阻值最小位置，接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。慢慢旋动测功机加载旋钮，使电机负载接近于额定负载。记录此时电机定子电压、定子电流、转速和测功机转矩数据；改变转子绕组调节电阻，保持电机负载，记录上述数据于表4－，共测4组数据。改变电机负载，重复以上实验。
表4－
序号
rst
UUV
UVW
UWU
IU
IV
IW
M2
n
P2
实验报告思考题
实验五 三相异步电动机M~S曲线的测绘实验目的用直接测功法自动测绘异步电动机的转矩～转速特性曲线预习要点实验项目异步电动机的全特性（M~S曲线）实验实验线路及操作步骤被试电机选用的三相鼠笼式异步电动机编号为D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。
实验所需设备有：电机导轨(DT060，交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
实验线路按图4－4接线，电机绕组△接法。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为5A，功率表不用接到线路中去。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至60％额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时电机转速慢慢下降。连续增加负载，直至电机转速下降到300转/分左右为止。在此其间记录定子电压、定子电流、转速、测功机转矩等数据，记录于表4－6中。然后反方向旋动加载旋钮，慢慢减轻负载，直至电机空载。同样记录以上参数，记录于表4－7中。
如果有XY记录仪，可把四芯插座的转速、转矩模拟信号量输给记录仪，重复以上步骤，可自动描绘完整的转矩～转速特性曲线。
表4－6
序号
升速特性
计算值
UN’(V)
I’(A)
M’(N．m)
n(r/min)
UN(V)
M(N．m)
表4－7
序号
降速特性
计算值
UN’(V)
I’(A)
M’(N．m)
n(r/min)
UN(V)
M(N．m)
实验报告思考题
实验六 三相异步电动机温升实验实验目的掌握做异步电动机温升实验方法预习要点电机在运行时有哪几部分损耗？这些损耗最后转化成什么？怎样散失？
电机的温升由哪些因数来决定？怎样测定？测定的是什么温升？
实验项目冷却介质温度的测定用伏安法来测量定子绕组的冷态电阻在直接负载下，用电阻法测量定子绕组的平均温升用温度计法来测量定子铁芯温升实验线路及操作步骤实验选用电动机建议用三相鼠笼式异步电动机D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。
冷却介质温度的测定用温度计置于电动机周围，其球部高度应与电动机中心高度在一水平面上，离电动机1～2米进行测量。温度计应放置在冷却空气进入电动机的途径中，并应防止受外来辐射热和空气流的影响。记录冷却介质温度。
用伏安法测量定子绕组冷态电阻测量方法具体见实验一，记录当时室温。
在直接负载下，用电阻法测量定子绕组的平均温升实验所需设备有：电机导轨(DT06)，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
实验线路按图4－5接线，电机绕组△接法。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载至额定负载，且保持恒定，直至电动机各部分的温度达到实际稳定状态为止。
断开三相电源（立即开始计时），待电机停止旋转时立即将开关S拨到测量电阻的位置，记录时间及相应电阻值（第一点测量应尽可能的短，一般应不超过30秒），接着每相隔一定时间测一次电阻值，测量点数不少于5点。记录于表4－中注意：因测量电阻值是实际每相绕组电阻2/3，故换算到实际每相绕组值应乘1.5倍。
序号
r1（Ω）
t（s）
用温度计法来测量定子铁芯温升在3实验中，在断开三相电源前用酒精温度计直接测量定子铁芯温度。
实验报告计算定子绕组平均温升，画出曲线r1＝f（t）
实验七 三相异步电动机作发电机运行实验目的用实验方法选配电容和测出异步电机作发电机运行时的工作特性预习要点异步电机作发电机运行时自励电容器的估算异步电机作发电机运行时的工作特性实验项目异步电机空载实验实测异步电动机作发电机运行时的工作特性实验线路及操作步骤实验选用电动机建议用三相鼠笼式异步电动机D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.64A,n=1430r/m。
1．空载实验空载实验时所用的仪器设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
测量线路图见图4－4，电机绕组△接法.
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A。
实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，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实验。去掉电流短接导线。读取此时的空载电压、空载电流、空载功率值。
由以上空载实验数据计算所需自励电容器的电容量：
每相空载电流 I0=I0e/3
式中 I0――空载实验时空载线电流，A。
空载实验时的功率因数 cos=P0/(3U0I0)
式中 P0――空载实验时的输入功率，W；
U0――空载实验时的相电压，V。
无功励磁电流的估算：
I0m=I0sin
当空载自励产生额定电压时所需自励电容的估算：
I0m=220/(1/ωC)=220ωC
所以 C＝I0m/(220ω)
实测异步电动机作发电机运行时的工作特性实验时所用的仪器设备有：电机导轨(DT06)，直流并励电动机（D17），功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B），三相可调电阻器（DT20），三相可变电容器（DT23），开关（DT26），220V电源(DT02)，电枢电阻（0～90Ω—DT04），励磁电阻（0～3000Ω—DT04）。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为1A，功率表的量程选为250V、2A。
安装电机使直流电动机和测功机同轴联接，使异步电机和直流电机同轴联接，旋紧固定螺丝。
测量线路图见图4－4，电机绕组△接法。
先将三相可变电阻器调至电阻最大值，并打开开关S，起动直流电动机，调节直流电动机转速达1500转/分，调节电容器使异步电机自励发出电压220伏左右，保持转速恒定，合上开关S，调节三相可变电阻器负载，同时调节电容器，使电压仍保持220伏左右。保持电压不变，从额定电流开始调至打开开关S为止，其间测量电机电压、电机电流、电机功率和自励电容数据，记录于表4－中。
序号
U2
I2
C
P2
实验报告由空载实验数据估算电机自励电容。
研究异步发电机的工作特性。
对异步发电机加以评价。
思考题自励电容估算值和实际值是否有差别？这差别是怎样造成的？
实验八 单相电阻起动异步电动机实验目的用实验方法测定单相电阻起动异步电动机的技术指标及参数预习要点单相电阻起动异步电动机有哪些技术指标和参数这些技术指标怎样测定？参数怎样测定？
实验项目测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻空载实验短路实验负载实验实验线路及操作步骤选用的单相电阻起动异步电动机编号为D22，其额定点P=90W,U=220V，I=1.45A,n=1450r/m。
分别测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻测量方法具体见实验一，记录当时室温。
空载实验实验所需设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A。
安装电机时，空载实验时电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
按图4－接线。
实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，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实验。去掉电流短接导线。调节电源电压由1.2倍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。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7～9组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
U0（V）
I0（A）
P0（W）
短路实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为5A
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。并用销钉把测功机的定子和转子销住。
调整绕组联接使电机转向符合测功机加载要求。将功率表电流线圈短接。实验时首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使之逐渐升压至0.5倍额定电压，然后逐渐降压至短路电流接近额定电流为止。在这范围内读取短路电压、短路电流、短路转矩共5～7组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：测取每组读数时，通电持续时间不应超过5秒，以免绕组过热及热继电器过流动作。
表4－
序号
UK（V）
IK（A）
MK（N．M）
转子绕组等值电阻的测定：副绕组脱开，主绕组加低电压使绕组中的电流等于或接近额定值，测取电压UK0，电流IK0及功率P1K0
负载实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－8
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为300V，交流电流表的量程选为2.5A，功率表的量程选为300V、2A、cosφ=1。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向要符合测功机加载要求，并在实验时要保持电压恒定），去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
实验报告思考题
实验九 单相电容起动异步电动机实验目的用实验方法测定单相电容起动异步电动机的技术指标及参数预习要点单相电容起动异步电动机有哪些技术指标和参数这些技术指标怎样测定？参数怎样测定？
实验项目测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻
2．空载实验
3．短路实验
4．负载实验实验线路及操作步骤选用的单相电容起动异步电动机编号为D23，其额定点P=90W,U=220V，I=1.45A,n=1440r/m。
1．分别测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻测量方法具体见实验一，记录当时室温。
2．空载实验实验所需设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B），可变电容器DT23。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A,电容器选择电容值为39μF。
安装电机时，空载实验时电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
按图4－接线。
实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，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实验。去掉电流短接导线。调节电源电压由1.2倍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。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7～9组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
U0（V）
I0（A）
P0（W）
短路实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为5A，电容器选择电容值为39μF。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。并用销钉把测功机的定子和转子销住。
调整绕组联接使电机转向符合测功机加载要求。将功率表电流线圈短接。实验时首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使之逐渐升压至额定电压（注意电流表不超过5A），然后逐渐降压至短路电流接近额定电流为止。在这范围内读取短路电压、短路电流、短路转矩共5～7组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：测取每组读数时，通电持续时间不应超过5秒，以免绕组过热及热继电器过流动作。
表4－
序号
UK（V）
IK（A）
MK（N．M）
转子绕组等值电阻的测定：副绕组脱开，主绕组加低电压使绕组中的电流等于或接近额定值，测取电压UK0，电流IK0及功率P1K0
负载实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为2.5A，功率表的量程选为250V、2A，电容器选择电容值为39μF。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向要符合测功机加载要求，并在实验时要保持电压恒定），去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
五、实验报告六、思考题
实验十 单相电容运转异步电动机实验目的用实验方法测定单相电容运转异步电动机的技术指标及参数预习要点单相电容运转异步电动机有哪些技术指标和参数这些技术指标怎样测定？参数怎样测定？
实验项目
1．测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻
2．有效匝数比的测定
3．空载实验
4．短路实验
5．负载实验实验线路及操作步骤选用的单相电容起动异步电动机编号为D24，其额定点P=120W,U=220V，I=1A,n=1430r/m。
1．分别测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻测量方法具体见实验一，记录当时室温。
2．有效匝数比的测定实验所需设备有：电机导轨(DT06)，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B），可变电容器（DT23），开关（DT26）。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A，电容器选择电容值为4μF
安装电机时，电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝按图4－接线实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压至额定电压，起动电机，断开开关S1（将副绕组开路），去掉电流短接导线。测量副绕组的感应电势Ea；断开三相电源，停止电机，并把三相电源调至零位，打开开关S2（将主绕组开路），将1.25×Ea电压加于电机副绕组上，测量此时的主绕组感应电势Em。实验完毕，断开电源。根据测量值代入下式计算有效匝数比：
绕组的有效匝数比K=
3．空载实验实验所需设备同有效匝数比实验仪表量程选择同有效匝数比实验安装电机时，空载实验时电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
按图4－接线。
实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，打开开关S1（将副绕组开路）。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实验。去掉电流短接导线。调节电源电压由1.2倍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。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7～9组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
U0（V）
I0（A）
P0（W）
4．短路实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为150V，交流电流表的量程为5A，电容器选择电容值为4μF。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。并用销钉把测功机的定子和转子销住。
调整绕组联接使电机转向符合测功机加载要求。将功率表电流线圈短接。实验时首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使之逐渐升压至额定电压（注意电流表不超过5A），然后逐渐降压至短路电流接近额定电流为止。在这范围内读取短路电压、短路电流、短路转矩共5～7组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：测取每组读数时，通电持续时间不应超过5秒，以免绕组过热及热继电器过流动作。
表4－
序号
UK（V）
IK（A）
MK（N．M）
转子绕组等值电阻的测定：副绕组脱开，主绕组加低电压使绕组中的电流等于或接近额定值，测取电压UK0，电流IK0及功率P1K0
5．负载实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为2.5A，功率表的量程选为250V、2A，电容器选择电容值为4μF。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向要符合测功机加载要求，并在实验时要保持电压恒定），去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
五、实验报告六、思考题
实验十一 双速异步电动机实验目的用实验方法测定两种转速的工作特性，从而加深对变极调速原理的理解预习要点变极调速原理两种工作特性的测试方法实验项目二极电机时的工作特性测试四极电机时的工作特性测试实验线路及操作步骤选用的三相双速异步电动机编号为D25，其额定点P=120/90W,U=220V，I=0.7/0.7A,n=2900/1450r/m。
二极电机时的工作特性测试实验所需设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B），DT31\DT32(继电接触控制箱)的组合。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为1A，功率表的量程选为250V、2A。
安装电机时，电机和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝按图4－接线将转速表量程选择为3600转/分，将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，调节三相电压至电机额定电压。按二极起动按钮，这时电机在二极状态下空载起动，调节电源相序使电机转向符合测功机加载要求。去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
四极电机时的工作特性测试仍将电流线圈短接，在三相电源为电机额定电压时，按四极起动按钮，这时电机在四极状态下空载起动，去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
实验报告电机二极运行时的工作特性电机四极运行时的工作特性对这变极调速加以评价思考题
第五部分 同步电机
实验一 三相同步发电机的运行特性
一、实验目的用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。
由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。
二、预习要点
1．同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？
2．这些基本特性各在什么情况下测得？
3．怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？
三、实验项目
1．测定电枢绕组实际冷态直流电阻。
2．空载试验。
三相短路试验。
纯电感负载试验。
5．外特性。
6．调整特性。
四、实验线路及操作步骤被试电机为：三相凸极式同步电机D16。
1．测定电枢绕组实际冷态直流电阻采用伏安法，测量与计算方法参见第四部分实验一。
2．空载试验选用设备有：原动机D17并励直流电动机，交流电压表DT01B，交流电流表DT01B，开关DT26，三相可变电抗器DT22，可变电阻器DT20、DT21，直流电流表DT10，32伏（或24伏）直流稳压电源DT03，励磁调节电阻、电枢调节电阻（DT04）。
实验线路如图5－1，同步机定子绕组Y形接法。
电压表选择为250V，交流电流表选为0.5A，直流电流表选为5A。
安装电机使并励直流电动机D17和测功机同轴联接，旋紧固定螺钉，使凸极式同步发电机D16和并励直流电动机D17同轴联接，旋紧固定螺钉。
按5－1接线，其中可变电阻器R1用DT21中两只并联再和两只串联连接。
图5-1 三相同步发电机接线图调节可变电阻器使阻值至最大，调节DT04电枢调节电阻Rst至最大，励磁调节电阻Rf至最小，把开关S、S1拨至断开位置，测功机励磁加载退至零位，按下控制屏DT01起动按钮，启动DT02（220伏）直流电源，调Rst至最小，并调节Rf使电机转速达到同步发电机的额定转速1500转/分并保持恒定；启动DT03同步电机励磁直流电源，调节可变电阻器R1，读同步发电机励磁电流和相应的输出电压。调节可变电阻器R1时必须单方向调节，即为从励磁电流If等于零开始逐步减小电阻使If单调递增直至输出电压UO≈1.3UN为止，而后逐步增加电阻使If单调减少直至If等于零为止。读取励磁电流和相应的空载电压，共取7～9组数据并记录于表5-1中。
表5-1 I＝0； n＝nN＝1500r／min
序 号
UO（V）
If（A）
在用实验方法测定同步发电机的空载特性时，由于转子磁路中剩磁情况的不同，当改变励磁电流If从零到某一最大值，再反过来由此最大值减小到零时将得到上升和下降的二条不同曲线，如图5-2。
二条曲线的出现，反映铁磁材料中的磁带现象。测定参数时使用下降曲线，其最高点取UO≈1.3UN，如剩磁电压较高，可延长曲线的直线部分使与横轴相交，则交点的横座标绝对值Δif0应作为校正量。在所有试验测得的励磁电流数据上加上此值，即得通过原点之校正曲线，如图5-3所示。
注意事项：
(1) 调节可变电阻器R1时，应按电流的大小，选择串联或并联电阻的调节，而且必须单方向调节。
(2) 转速要保持恒定。
(3) 在额定电压附近读数相应多些。
3．三相短路试验调节可变电阻器R1使阻值达最大，调节电机转速达额定转速1500转/分，且保持恒定，把开关S、S1闭合于短路位置，启动DT03直流励磁电源，调节可变电阻器R1，使同步发电机定子电流达1.2倍额定电流，读取励磁电流值和相应的定子电流值，增加可变电阻使励磁电流和定子电流减小直至励磁电流为零，读取励磁电流和相应的定子电流，取4~5组数据并记录于表5-2中。
表5-2 U=0V； n=nN=1500r/min
序 号
Ik（V）
If（A）
注意：调节电流时必须保持电机转速恒定且为额定值。
4．纯电感负载试验调节可变电阻器R1使阻值达最大，调节可变电抗器使阻抗达最大，调节DT04励磁电路可变电阻器使电机转速达额定值1500转/分且保持恒定，把开关S打开，S1闭合到可变电抗器负载端，调节可变电阻器R1和可变电抗器使同步发电机端电压接近于1.1倍额定电压且电流为额定电流，读取端电压值和励磁电流值。每次调节励磁电流使电机端电压减小且调节可变电抗器使定子电流值保持恒定为额定电流，直至端电压为零，共读取7~9组数据并读取端电压和相应的励磁电流，记录数据于表5-3中。
表5-3 n=nN=1500r/min I=IN= A
序 号
U（V）
If（A）
注意：调节励磁电流和可变电抗器时必须保持定子电流为额定值。
测同步发电机在纯电阻负载时的外特性
R1用三相可变电阻器DT20
三相可变电阻器R1接成三相Y接法，每相由两瓷盘电阻并联而成，调节其阻值为最大值，把开关S1打开，S闭合在负载电阻端，调节电机转速达同步发电机额定转速1500转/分。而且保持转速恒定，启动DT03直流励磁电源。调节可变电阻器R1和负载电阻RL使同步发电机的端电压达额定值220伏且负载电流亦达额定值，保持这时的同步发电机励磁电流恒定不变，调节负载电阻RL，测同步发电机端电压和相应的负载电流，当负载电阻阻值不够大时，二瓷盘电阻可由并联改成单个再改成串联使用，调节负载电流直至减小到零测出整条外特性。记录4~5组数据于表5-4中。
表5-4 n=nN=1500r/min ； I=If= A ； cosΦ=1
序 号
U（V）
I（A）
注意：实测外特性时必须保持电机转速恒定且为额定值，保持同步发电机励磁电流恒定，且三相电流平衡。
测同步发电机在负载功率因数为0.8时的外特性**
在图5-1中接入功率因数表，把可变电阻负载RL和可变电抗负载DT22并联使用作负载。
调节可变负载电阻DT21使阻值达最大，调节可变电抗器DT22使阻值达最大值，闭合开关S、S1，调节可变电阻器R1使其阻值为最大值，调节DT04励磁电路可变电阻使其阻值为最小值，启动DT02 （220伏）直流稳压电源，调节DT04励磁电路可变电阻使电机转速达同步发电机额定转速1500转/分，且保持转速恒定，启动32伏直流电源DT03，调节可变电阻器R1和负载电阻RL及可变电抗器DT22，使同步发电机的端电压达额定值220伏且负载电流达额定值且功率因数为0.8，保持这时的同步发电机励磁电流恒定不变，调节负载电阻R1和可变电抗器DT22使负载电流改变而功率因数保持不变为0.8，测发电机端电压和相应的负载电流，测出整条外特性。记录4~5组数据于表5-5中。
表5-5 n=nN=1500r/min If= A；
序 号
U（V）
I（A）
注意：实测外特性时必须保持电机转速恒定且为额定值，保持同步发电机励磁电流恒定。三相电流平衡。
测同步发电机在纯电阻负载时的调整特性仍把开关S闭合在电阻负载端，调节可变电阻负载RL使阻值达最大，电机转速仍为额定转速1500转/分且保持恒定，调节可变电阻器R1使发电机端电压达额定值220伏且保持恒定。调节可变负载电阻RL改变负载电流，读取为了保持电压恒定相应的励磁电流，测出整条调整特性。记录数据4~5组于表5-6中。
表4-6 U=UN=220V； n=nN=1500r/min cosΦ=1
序 号
U（V）
If（A）
注意：测调整特性时必须保持电机转速为额定值，保持同步发电机端电压为额定值。三相电流为平衡电流。
五、实验报告根据实验数据绘出同步发电机的空载特性。
根据实验数据绘出同步发电机短路特性。
根据实验数据绘出同步发电机的纯电感负载特性。
根据实验数据绘出同步发电机的外特性。
根据实验数据绘出同步发电机的调整特性。
由空载特性和短路特性求取电机定子漏抗Xσ和特性三角形。
由零功率因数特性和空载特性确定电机定子保梯电抗。
利用空载特性和短路特性确定同步电机的直轴同步电抗Xd(不饱和值)。
利用空载特性和纯电感负载特性确定同步电机的直轴同步电抗Xd(饱和值)。
10．求短路比。
11．由外特性试验数据求取电压调整率ΔU%。
六、思考题
1．定子漏抗Xσ和保梯电抗Xp它们各代表什么参数？它们的差别是怎样产生的？
2．空载特性和特性三角形用作图法求得的零功率因数的负载特性和实测特性是否有差别？造成这差别的因素是什么？
实验二 三相同步发电机的并联运行
一、实验目的
1．掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。
2．掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。
二、预习要点
1．三相同步发电机投入电网并联运行有哪些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？
2．三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？
三、实验项目
1．用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
2．用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
3．三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。
4．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节。
测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。
测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。
四、实验线路及操作步骤被试电机为三相凸极式同步电机D16。
1．用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行三相同步发电机与电网并联运行必须满足下列条件：
发电机的频率和电网频率要相同，即fⅡ=f1；
发电机和电网电压大小、相位要相同，即EOⅡ=U1；
发电机和电网的相序要相同。
为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。
选用设备有：原动机为D17并励直流电动机，DT04磁场调节电阻、电枢调节电阻，三相凸极式同步电机D16，32伏直流稳压电源DT03，直流电流表DT01B，并车开关DT26，可变电阻器DT21，交流电压表DT01B，交流电流表DT01B，功率表DT01B，功率因数表DT01B，整步表DT24。
实验线路图如图5-4。
图5-4 三相同步发电机的并联运行
交流电流表的量程选择为0.5A，功率因数表的量程选择为2A、250V，功率表量程选择为2A、250V及，直流电流表量程选择为2.5A，交流电压表量程根据所测不同的电压选择合适的量程。安装并励直流电动机D17使它和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝，安装凸极式三相同步电机D16使和并励直流电动机D17同轴联接，旋紧固定螺丝。
按图5-4接线，其中可变电阻器R1用DT21的两只串联和两只并联再相互串联，调节时应按电流的大小，选择串联或并联电阻的调节。
调节可变电阻器R1到阻值最大的位置，DT01测功机加载退至零，按下控制屏与试验台DT01的启动按钮使接上电源，调节控制屏的电源调压器使升压至额定电压220伏，启动直流电机并使电机转速达额定转速1500转/分，启动DT03直流励磁电源，开关S1闭合到同步发电机端(图示右端)，调节可变电阻器R1使同步发电机发出额定电压，观察DT24相灯，若三相相灯依次明灭形成旋转灯光则表示发电机和电网相序相同，若三相相灯同时发亮、同时熄灭则表示发电机和电网相序不相同，若发电机和电网相序不相同则停机，改变相序后按前述方法重新起动，当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁使同步发电机电压和电网(电源)电压相同，且同时调节原动机转速使三相相灯依次明灭旋转的速度降至最慢，待A相相灯熄灭时按下并车开关DT26启动按钮，这时交流接触器吸合把同步发电机投入电网并联运行。亦可按下DT24“并车”按钮使整步表接通，利用整步表的指示操作DT26启动按钮把同步发电机投入电网并联运行。
2．用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
在相序相同的条件下，把开关S闭合到励磁端(图示右端)，调节可变电阻器R2使其阻值约为三相同步发电机励磁绕组电阻的10倍(约90欧姆)，启动直流电机并使电机升速到接近同步转速(1425~1575转/分之间)，启动32伏直流励磁电源(DT03)，调节发电机电压约等于电网电压220伏，把S闭合到R2端，按下并车开关DT26启动按钮交流接触器吸合，把开关S闭合到励磁端，这时电机利用“自整步作用”使它迅速被牵入同步。
3．三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行，调节发电机的励磁电流及原动机D17的励磁电流使同步发电机定子电流接近于零，这时相应的同步发电机励磁电流If=If0保持这励磁电流不变，调节DT04励磁调节电阻使阻值增加，这时同步发电机输出功率P2增加，在同步机定子电流接近于零到额定电流的范围内读取三相电流、三相功率、功率因数共5~6组数据。数据记录于表5-7。
表5-7 U= V； If0= A
序号
输出电流(A)
输出功率(W)
功率因数
IA
IB
IC
I
PⅠ
PⅡ
P2
cosΦ
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
P2＝PⅠ＋PⅡ
4．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。
(1) 测取当输出功率等于零时三相同步发电机发电机的V形曲线。
按上述1、2任意一种方法把同步电机投入电网并联运行，保持同步发电机的输出功率P2≈0，先增加同步发电机励磁电流If，使同步发电机定子电流上升到额定电流，记录此点励磁电流、电枢电流、功率因数，减小同步发电机励磁电流If使电枢电流减小到最小值，记录此点数据，继续减小同步发电机励磁电流，这时电枢电流又将增大直至额定电流，在这过励和欠励情况下读取5~6组数据。记录于表5-8中。
表4-8 n= r/min； U= V； P2≈0W
序号
输出电流(A)
励磁电流(A)
功率因数
IA
IB
IC
I
If
cosΦ
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
(2) 测取当输出功率等于0.5倍额定功率时在相同步发电机的V形曲线。
按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行，保持同步发电机的输出功率P2=0.5倍额定功率，增加同步发电机励磁电流If，使同步发电机定子电流上升到额定电流，记录此点励磁电流、电枢电流、功率因数，减小同步发电机励磁电流If使电枢电流减小到最小值，记录此点数据，继续减小同步发电机励磁电流，这时电枢电流又将增大直至额定电流，在这过励和欠励情况下读取5~6组数据并记录于表5-9中。
表4-9 n= r/min； U= V； P2≈0.5PN
序号
三相电流(A)
励磁电流(A)
功率因数
IA
IB
IC
I
Ii
cosΦ
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3 （A）
五、实验报告
1．评述准确同步法和自同步法的优缺点。
2．试述并联运行条件下不满足时并网将引起什么后果？
3．试述三相同步发电机和电网并联运行时有功功率和无功功率的调节方法。
4．画出P2≈0和P2≈0.5倍额定功率时同步发电机的V形曲线，并加以说明。
六、思考题
1．自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先把同步发电机的励磁绕组串入10倍励磁绕组电阻值的附加电阻组成回路的作用是什么？
2．自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先由原动机把同步发电机带动旋转到接近同步转速(1475~1525转/分之间)然后并入电网，若转速太低并车将产生什么情况？
实验三 三相同步电动机
一、实验目的
1．掌握三相同步电动机的异步起动方法。
2．测取三相同步电动机的V形曲线。
3．测取三相同步电动机的工作特性。
二、预习要点
1．三相同步电动机异步起动的原理及操作步骤
2．三相同步电动机的V形曲线是怎样的？怎样作为无功发电机(调相机)？
3．三相同步电动机的工作特性怎样？怎样测取？
三、实验项目
1．三相同步电动机的异步起动。
2．测取三相同步电动机输出功率P2≈0时的V形曲线。
3．测取三相同步电动机输出功率P2=0.5倍额定功率时的V形曲线。
4．测取三相同步电动机的工作特性。
四、实验线路及操作步骤被试电机为凸极式三相同步电动机D16。
1．三相同步电动机的异步起动选用设备有：交流电压表DT01B，功率表DT01B，直流电源DT02，交流电流表DT01B，三相同步电动机D16，直流电流表DT10，开关DT26，可变电阻器DT21。
实验线路图如图5-5。
图5-5 三相同步电动机
交流电压表量程选为250V，功率表量程选择为0.5A、250V、，功率因数表量程选择为0.5A、250V，交流电流表量程选择为0.5A，直流表量程选择为5A。
可变电阻器R2的阻值选择为同步发电机励磁绕组电阻的10倍(约90欧姆)。
可变电阻器R1用DT21的两只串联和两只并联后再互相串联，调节时应按电流的大小，选择串联或并联电阻的调节。
安装电机使同步电动机D16和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。
按照图5-5接线。把功率表电流线圈短接，把功率因数表电流线圈短接，把交流电流表短接，开关S闭合于可变电阻器R2(图示左端)，可变电阻器R1调至阻值约40欧位置，启动32伏直流电源DT03，测功机调压器退至零位，把控制屏DT01的三只调压器分别退到零位，按下控制屏与电机试验台的启动按钮使接通电网，调节控制屏调压器使升压至同步电动机额定电压220伏，观察电机旋转方向，若不符合则调整相序使电机旋转方向符合测功机要求。按下电机试验台起动按钮使同步电动机异步起动，当转速接近同步速时，把开关S迅速从左端转换闭合到右端让同步电动机励磁绕组加直流励磁而强制拉入同步运行，异步起动同步电动机整个起动过程完毕，接通功率表、功率因数表、交流电流表。
2．测取三相同步电动机输出功率P2≈0时的V形曲线按1方法异步起动同步电动机，测功机励磁电流等于零时同步电动机输出功率P2≈0，这时同步电动机的输出功率仅为测功机的机械损耗和由于测功机定子的剩磁在转子中引起的涡流损耗，保持测功机励磁电流为零，调节同步电动机的励磁电流If使If增加，这时同步电动机的电枢电流亦随之增加直至电枢电流达同步电动机的额定值，记录电枢电流和相应的励磁电流、功率因数、输入功率，调节同步电动机的励磁电流If使If逐渐减小，这时电枢电流亦随之减小直至电枢电流达最小值，记录这时的相应数据，继续调小同步电动机的励磁电流，这时同步电动机的电枢电流增大直到电枢电流达额定值，在这过励和欠励范围内读取9~11组数据。数据记录于表5-10。
表5-10 n= r/min； U= V； P2≈0
序号
三 相 电 流
(A)
励磁电流
(A)
功率因数
输入功率(W)
IA
IB
IC
I
If
cosΦ
PⅠ
PⅡ
P
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
P＝ PⅠ＋PⅡ
3．测取三相同步电动机输出功率P2≈0.5倍额定功率时的V形曲线。
按1方法异步起动同步电动机，调节测功机调压器，这时同步电动机输出功率改变，输出功率按下式计算：
P2＝0.105M2n
式中 n—电机转速，r/min；
M2—测功机读数，N·m。
使同步电动机输出功率接近于0.5倍额定功率且保持不变，调节同步电动机的励磁电流If增加，这时同步电动机的电枢电流亦随之增加直到电枢电流达同步电动机的额定电流，记录电枢电流和相应的励磁电流、功率因数、输入功率。调节同步电动机的励磁电流If使If逐渐减小，这时电枢电流亦随之减小直至电枢电流达最小值，记录这时的相应数据，继续调小同步电动机的励磁电流，这时同步电动机的电枢电流反而增大直到电枢电流达额定值，在过励和欠励范围内读取9~11组数据并记录于表5-11中。
表5-11 n= r/min； U= V； P2≈0.5PN
序号
三 相 电 流
(A)
励磁电流
(A)
功率因数
输 入 功 率
(W)
IA
IB
IC
I
If
cosΦ
PⅠ
PⅡ
P
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
P＝ PⅠ＋PⅡ
4．测取三相同步电动机的工作特性按1方法异步起动同步电动机，调节测功机调压器，这时同步电动机输出功率改变，同时调节同步电动机的励磁电流使同步电动机输出功率达额定值时定子电流为落后电流，且功率因数为1，保持此时同步电动机的励磁电流恒定不变，逐渐减小测功机调压器输出电压使同步电动机输出功率逐渐减小直至为零，读取定子电流、输入功率、功率因数、输出转矩、转速，共取6~7组数据并记录于表5-12中。
表5-12 U=UN= V； If= A；n= r/min
序号
同 步 电 动 机 输 入
同 步 机 输 出
IA
(A)
IB
(A)
IC
(A)
I
(A)
PⅠ(W)
PⅡ(W)
P
(W)
cosΦ
(w)
M2
(N·m)
P2
(W)
η
(%)
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
P＝ PⅠ＋PⅡ
P2＝0.105M2n
η＝（P2/P）×100%
五、实验报告
1．作P2≈0时同步电动机的V形曲线I＝f ( If )，并说明定子电流的性质。
2．作P2≈0.5倍额定功率时同步电动机的V形曲线I＝f ( If )，并说明定子电流的性质。
3．作同步电动机的工作特性曲线：I、P、cosΦ、M2、η= f（P2）
六、思考题
1．同步电动机异步起动时先把同步电动机的励磁绕组经一可调电阻组成回路，这可调电阻的阻值调节在同步电动机的励磁绕值的10倍约90欧姆，这电阻在起动过程中的作用是什么？若这电阻为零时又将怎样？
2．在保持恒定功率输出测取V形曲线时输入功率将有什么变化？为什么？
3．对这台同步电动机的工作特性作一评价。
图一：DT01面板指示图：
二、DT02面板
三、DT03面板图：
四、DT04面板图：
五、DT05面板图：
六、DT10-11-12面板图
DT13面板图：
DTSZ电机拖动实验系统
实验指导书
浙江大学方圆科技产业有限公司
2002年7月25日
前 言本实验指导书是浙江大学方圆科技产业有限公司专业生产的DTSZ-1电机拖动实验系统配套的实验指导书。
本实验指导书在DSZ-1电机系统实验装置实验指导书的基础上，针对DTSZ实验装置的具体特点而编制的。
本实验指导书采用实验指导书和设备使用说明书合二为一的形式。希望可以作为本实验装置的详细使用说明和各院校相关专业老师编制实验指导书的参考。由于产品的不断更新，新的模块、新的实验方法层出不穷。我们产品的功能、性能也在不断的调整、提高。所以本实验指导书的相关内容仅作参考。实际现场调试、验收以本公司的对外调试验收记录单为准。
本实验指导书中所列的实验部件（如仪表、电源、实验模块）是完成该实验所需配置的内容。也可以由功能相同或相类似的其他仪器代替使用。所以本实验指导书中所提到的实验部件并非本公司的标准配置，仅作参考。各用户的配置以相应的销售合同为准。
在实验指导书的编制过程中，参考了原来浙大电气工程学院电机实验室编制的DSZ-1电机系统实验装置实验指导书。在实际的编制中也得到了该实验室相关老师的指导和帮助，在此表示衷心感谢。
由于编者的时间和水平有限，本实验指导书的错误和疏漏在所难免。衷心希望各位老师在使用过程中批评指正。使我们能同时不断的改进实验设备的性能、参数和改正实验指导书中的错误。更好的为各院校服务。
目 录第一部分：DTSZ电机拖动实验系统使用说明第二部分：直流电机实验一：直流电机认识实验实验二：直流发电机实验实验三：直流并励电动机实验四：直流串励电动机第三部分：变压器实验实验一：单相变压器实验实验二：三相变压器实验实验三：三相变压器的连接组和不对称短路实验四：三相三线圈变压器实验实验五：单相变压器的并联运行实验六：三相变压器的并联运行第四部分：异步电动机：
实验一 三相鼠笼式异步电动机的参数测定实验二 三相鼠笼式异步电动机的工作特性实验三 三相异步电动机的起动实验实验四 三相异步电动机的调速实验实验五 三相异步电动机M~S曲线的测绘实验六 三相异步电动机温升实验实验七 三相异步电动机作发电机运行实验八 单相电阻起动异步电动机实验九 单相电容起动异步电动机实验十 单相电容运转异步电动机实验十一 双速异步电动机第五部分：同步电动机实验一：三相同步发电机的运行特性实验二：三相同步发电机的并联运行实验三：三相同步电动机的并联运行实验四：三相同步发电机参数的测定第六部分：拖动及控制电机：
实验一：直流电机四象限机械特性实验二：三相绕线式异步电动机四象限运行特性：
实验三：步进电动机
第一部分：DTSZ电机拖动实验系统使用说明书
DTSZ电机拖动实验系统配置说明：
目前浙江大学方圆科技产业有限公司配套生产的DTSZ电机拖动实验系统采用两种结构形式。分为DTSZ-1和DTSZ-2。
DTSZ-1采用集中仪表形式，所有的交流测量仪表都在DT01主控制屏上。
DTSZ-2采用分立的测量仪表，所有的仪表全部采用挂箱结构形式。使实验的组合更灵活。具体的各部件可以在两个产品中互相替换。以下对各部件做简单介绍。各用户的实际配置以合同为准。
DTSZ-1/2电机拖动实验系统部件介绍规格型号
部件名称及内容
数量
DT01
主控制屏：1、提供三相0—450V可调交流电源、2、交流测量仪表、3、转速、转矩显示和加载系统、4、电压、电流漏电保护系统和过载保护系统、5、告警记录显示,6微机通信接口、7、各部件工作电源、8、荧光灯照明
1
DT01A
主控制屏：1、提供三相0—450V可调交流电源、2、转速、转矩显示和加载系统、3、电压、电流漏电保护系统和过载保护系统、4、告警记录显示,5微机通信接口、6、各部件工作电源、7、荧光灯照明
DT02
220V直流稳压电源（抽屉式）
1
DT03
励磁电源（直流电机、同步电机）（抽屉式）
1
DT04
直流电机调节电阻（抽屉式）
1
DT05
绕线电机启动电阻（抽屉式）
1
DT06
电机导轨及涡流测功系统
1
DT07
步进电机驱动系统
1
DT08
步进电机电源
1
DT40
三相组式变压器
1
DT41
三相三线圈芯式变压器,
1
D13
复励直流发电机：
1
D14
串励直流电动机：
1
D15
三相绕线式异步电动机
1
D16
三相同步电动机
1
D17
并励直流电动机
1
D21
三相笼型异步电动机
1
D22
单相电阻启动电动机
1
D23
单相电容启动电动机
1
D24
单相电容运转电动机
1
D25
变极双速异步电动机
1
D26
80W直流电动机
1
D31
步进电机
1
DT10
数显直流电压、电流、毫安表
2
DT11
数显交流电压表（共三组）
1
DT12
数显交流电流表（共三组）
1
DT13
数显功率表、功率因数表
1
DT20
三相可调电阻(0.65A,0—900()
1
DT21
三相可调电阻(1.3A,0—90()
1
DT22
三相可调电抗
1
DT23
三相可变电容
1
DT24
整步表及旋转指示灯
1
DT25
波形测试及开关板
1
DT26
并车开关
1
DT31
继电接触控制箱一
1
DT32
继电接触控制箱二
1
——
实验桌
1
2、各部件功能和使用说明：
一、DT01电机拖动实验系统主控制屏使用说明：
将DT01主控制屏三相四线插头插入相应插座中，实验主控制屏同时提供并联三相四线电源插座、可以用于设备之间的电源互插。方便实验室电源布线。考虑到进线负荷，实验系统设备级连数量请控制在三台以内。
合上三相四线漏电断路器，设备供电，可以投入正常工作。
合上钥匙开关（钥匙开关置于开状态），电源进入隔离变压器原边，低压控制电源给电（36V），各部件（仪表等进入工作状态）。三相相电压监测仪表显示输入线电压（电压监测开关置于进线输出电压指示）。主控制屏停止按钮（红色）点亮。
通过调节主控制屏左侧调压旋纽可以预调节输出电压。通过三相电压监测电压（选择开关置于输出电压）。
挂箱插入主控制屏的相应插座中，各部件进入工作状态。在今后使用过程中根据实验的需要灵活更换。
主控制屏上告警记录指示为0，表明正常初始化，进入计数工作状态。
主控制屏上电机转矩和转速显示进入工作状态，由于未接入输入信号和工作电源，所以输出为随机数。
DT01电源控制屏提供多路电源插座，用于各挂箱电源工作：
·7芯电源插座:给各仪表等挂箱工作使用；各管脚定义为：
1、2脚为36V交流电源，作为系统供电电源。在主控制屏钥匙开关给电后即有电。3、4脚为保护常开触点，在发生过载现象时，相应的部件常开变常闭主控制屏接收信号后切断输出电源，并声、光告警。3、4、5脚为通信串口（R、T、GND），配合智能仪表使用。
·3芯2线电源插座:提供220V交流电源，供DT26/DT07等挂箱使用。在主控制屏绿色按钮合上以后，才有电源输出。如有过载现象则切断该路输出电源，保证实验设备的安全。
·3芯三线电源插座一:提供三相线电压220V交流电源,供DT02使用（直流220V稳压电源）。如有过载现象则切断该路输出电源，保证实验设备的安全。
·3芯三线电源插座二：提供三相线电压94V交流电源，供DT03使用（直流220励磁电源和同步励磁电源）。如有过载现象则切断该路输出电源，保证实验设备的安全。
DT06(电机导轨及测速发电机)的接插线插入主控制屏面板上相应的插座中。（提供转矩信号、转速信号、涡流测功机电源）
按下DT01主控制屏上的绿色按钮，主控制屏输出交流电源（可以通过调压器调节）。同时各三芯电源插座通电。可以提供各部件工作电源。在系统中加装了断相指示功能，如果缺相现象，则相应的输出LED告警指示。
如有漏电（50V）、过流保护等现象，主控屏输出将切断，同时发出声、光告警。复位后方可重新启动。漏电电压调整在50V以内。过流电流整定在3.5A。
二、DT02 220V直流可调稳压电源：
采用开关电源的形式，可以提供50V-240V左右的直流电源，主要用于直流电机的电枢或励磁。额定输出电流1.7A。过载则降压限流。
由开关控制电源的输出，在使用时将DT02插入DT01相应的插座内即可。
调压电位器调节输出电压，采用顺时针调节电压方式。电位器在逆时针到底位置时输出电压最低，应为50V左右。
具有输出电压和电流数字显示功能。能够直接显示输出电压和电流。
三、DT03 励磁电源：
采用开关电源形式，可以提供32V直流可调同步电机励磁电源（2.5A），同时提供直流电机励磁电源(220V 0.5A)。
所有的输出电流数字显示。
具有短路保护功能。
四、DT04直流电机调节电阻：
提供直流电机电枢调节电阻（0-90欧姆）和直流电机励磁调节电阻（0-3000欧姆）
以上电阻输出功率150W。
顺时针调节改变输出电阻，熔断器保护。
五、DT05绕线电机调节电阻：
提供绕线电机调节电阻（0-2-5-15-∞）三相电阻，作为电机起动调节电阻。顺时针调节改变阻值，连轴调节。
采用熔断器保护电阻。
由于功率的限制，对于输出电阻仅作为绕线电机启动调节使用，正常启动后，应切除。如需完成绕线式异步电动机的转子串电阻特性实验应使用D51或D52挂箱完成。
六、DT06电机导轨及涡流测功系统：
电机导轨用于安置各种型号电机，和涡流测功机同轴相联。拆装灵活、方便。
涡流测功系统和测速发电机同轴相联，采用压力传感器，测出转矩；测速发电机测出转速。转速、转矩都采用直读显示方式。读取方便，精确。同时配有专用X－Y记录仪输出端口，通过外接X－Y记录仪可以完整测绘电机的M－S曲线。
测功系统独特的反馈控制线路可以稳定测量电机的完整M－S曲线，（可以使被测电机稳定在不稳定工作区域）。通过手动加载，逐点描述方式完整测绘完整M－S曲线。
采用和被测电机同轴相连的测速发电机测转速，通过A/D变换，数字显示转速。转速显示在DT01A面板上，具有显示正、反读数功能。
采用涡流测功机加载的方式，压力传感器测转矩，数字直读显示，转矩显示在DT01面板上。
首先调节转矩显示调零电位器，使输出转矩显示为零，作为起始点。
将被测电机和涡流测功机同轴相连。
调节加载旋纽（实际是调节开关电源的输出励磁电流）给测功机的定子加入直流电流。转子旋转切割磁力线，使定子产生力矩而偏转。定子带动转矩测量机构，显示转矩。
由于采用了较大的PID常数，使闭环反馈稳定。所以在初始加载时，转矩的产生滞后于加载电位器的调节速度。在初始加载时，切勿快速旋转加载电位器，以免加载过冲。
压力传感器在单方向的显示精度容易调整，可以得到较高的测量精度，所以本系统采用了单方向加载的方式，在加载时，请注意应保证电机的转速为正方向。
本系统对电机的转向判别可以采用两种方式：
（1）直接从转速表观察，如转速表显读数为正时，电机转向为正，可以加载。
测功机的轴伸端观察，电机顺时针旋转为正向，可以加载。
12、为考虑实验的方便，在DT01的面板上安装了T-n输出信号插座，在使用时将输出插座和X-Y记录仪（由学校自行选购）相连接，调整X-Y记录仪的放大倍数，在做交流电机实验的同时，即可以完成T-n的自动测绘。
七．DT07、D31,DT08步进电机极其驱动系统：
将DT07的进线电源接至DT01主控制屏的七芯插座上，将DT08的进线电源接至DT01主控制屏的220V二芯插座上。
将DT07、DT08、D31按正常工作状态连接，即由DT07作步进电机的控制驱动系统，由DT08作供电系统，提供D31步进电机的主回路电源——60V连接至VH、6V连接至VL。再经过DT06输出至D31步进电机——U1、U2；V1、V2；W1、W2分别接到步进电机的三相绕组上。
DT07步进电机驱动系统的工作原理是：由方波发生器产生频率可调的方波信号送到频率显示器显示，并送到控制电路。控制电路根据面板设定开关的指令，将输入的方波信号处理成步计数信号和驱动信号。其中步计数信号用于显示；驱动信号送驱动电路，驱动电路将信号进行功率放大驱动步进电机。其面板指令功能如下：“清零”键可将计数指示清零；“单步”键可使步进电机单步运行，即按一下电机就运行一步；“启动”键可启动电机连续运行；“停止”键可使电机停止运行；“复位”键可使计数指示复位至零位；“正转-反转”开关可控制电机转向；“置数-连续”开关可控制电机是运行到拨盘开关置数的位置还是连续运行；“三拍-六拍”开关可控制电机工作状态是以三拍运行还是以六拍运行。
面板方波测试端子两端可用示波器观察由方波发生器产生频率可调的方波信号的波形；面板RIV测试端子两端可用示波器观察电机运行时V相电流波形。
八,DT24 整步表、旋转指示灯:
DT24由黄、绿、红三组相灯和整步表组成，三相灯采用6.3V低压灯泡，其电源经内部变压器变压而得。
当三相电源A0、B0、C0与三相电源A、B、C相序一致且电压值相等时，三组相灯逆时针旋转亮熄，整步表开关置“开”位时，整步表的“HZ”、“S”、“V”指示均为零。
九、DT20三相可调电阻：
1、提供三组可调电阻，每组由两个可变电阻（0-900欧姆、0.41A）构成,同轴调节.输出加熔断器作为过流保护(0.5A)。
2、顺时针旋转，输出接线柱 A3-A2（B3-B2、C3-C2），A3-A1（B3-B1、C3-C1）之间电阻由900-0欧姆之间变化。顺时针旋转 X1-X2之间电阻0-1800欧姆之间变化。
3、由于加装了输出熔断器保护可变电阻，所以在使用时应随时注意电阻上的电流，尤其是在全部切除（短路）电阻时，电流仍经过熔断器。如超过额定电流，将烧断熔断器，使输出开路。
十、DT21三相可调电阻：
提供三组可调电阻，每组由两个可变电阻（0-90欧姆、1.3A）构成,同轴调节。输出加熔断器作为过流保护(1.5A)。
顺时针旋转，输出接线柱 A3-A2（B3-B2、C3-C2），A3-A1（B3-B1、C3-C1）之间电阻由90-0欧姆之间变化。
由于加装了输出熔断器保护可变电阻，所以在使用时应随时注意电阻上的电流，尤其是在全部切除（短路）电阻时，电流仍经过熔断器。如超过额定电流，将烧断熔断器，使输出开路。
十一、DT22三相可调电抗：
1、提供三组独立的、感抗为1H的电感和三相独立的调压器，可作为调压器和负载使用，比如在研究三相同步发电机的运行特性中，纯电感负载实验时，它与可调电阻相串联一起作为负载使用。
2、三相可调电抗允许输入的最大电压为250V，允许输入的最大电流为0.45A。
3、在通电之前需检查接线是否正确，使用过程中电压、电流的值不可以超过它的最大电压、电流值。
十二、DT23三相可变电容：
提供三相可变电容。
由开关切换输出1、2、2、4、4uF，三相通过接线柱分别输出。
由琴键开关切换输出电容：0.1-0.9uF,由一个琴键开关切换同时输出三组至相应的输出接线柱。
由于电容的耐压限制，在实验时输入的电压应在220VAC以内，以免过压损坏电容。
十三、DT24波形测试及开关板,
1、DT24波形测试及开关板主要用于：三相变压器实验时测试变压器回路中相电流i0、线电流i3、相电压eφ、线电压el的波形，和其他实验时需三相同时开合的三相开关。
2 根据面板图示，将i0两端或i3两端串接在电路的相电流或线电流上，将eφ两端或el两端并接在电路的相电压或线电压上，再将示波器输入端接在面板的输出端上，按下需观察波形相对应的琴键开关，即可在示波器上观察该路波形。注意：实验时不允许同时按下两个键开关。
3、三相钮子开关，经过内部接线，面板指示哪一边开关即接通哪一边。
十四、DT26 并车开关：
并车开关用于同步发电机的并网等电机实验。
提供并网接触器和通、断按钮各一，和并车开关两组。
工作时将电源插头插入主控制屏的相应两芯插座，提供220V工作电源。
可以通过按通按钮，使并网继电器动作。
提供两组开关（3路双掷），用于完成电路的切换。
十五、DT31,DT32继电接触控制一（时间继电及行程开关）：
一．主要功能、性能及技术指标
1．提供交流接触器，热继电器，中间继电器、按钮、电子式时间继电器，行程开关等，可与电动机配合使用完成教学实验中电动机和继电接触控制相关的实验。
2．一只时间继电器提供两组延时闭合触点，两组延时断开触点；一只行程开关提供一组动合触点，一组动断触点。
二．元件介绍：
交流接触器主要由铁心、吸引线圈和触点组等部件组成。触点可分为主触点和辅触点，主触点的接触面积大，并具有灭弧装置，能通断较大的电流，可接在主回路中控制电动机的工作。辅触点只能通断较小的电流，常接在辅助电路中。触点还有常开和常闭之分。
热继电器是一种利用感受到的热量进行动作的保护电器，用来保护电路的过载。它主要有发热元件和辅助触点等组成。当电路过载是触点动作，从而使控制回路失电，达到切断主电路的目的。
时间继电器是一种延时动作的继电器，它从接受信号（如线圈带电）到执行动作（如触点动作）具有一定时间间隔，此时间间隔可按需要预先整定，以协调和控制生产机械的各种动作。时间继电器的种类通常有电磁式、电动式、空气式和电子式等。时间继电器的触点系统有延时动作触点，其中又分动合触点和动断触点。延时动作触点又分带电延时型和断电延时型。
行程开关（也称限位开关）是一种根据生产机械的行程信号进行动作的电器，用于控制生产机械的运动方向、行程大小或位置保护。
三．使用说明
（1）在通电之前需检查接线是否正确，接触器、继电器、按钮、时间继电器、行程开关的工作电压是否合适，所有器件的额定电压都在面板上标注。
(2) 时间继电器的延时时间整定在合适的位置。
（3）热继电器的使用中，应将辅助触头正确的接入继电回路中，以保证工作中当主回路电流超过整定值时，热继电器会可靠的切断主回路输出。如长时间的过载而不切断主电路，会损害热继电器。
十六、DT10智能数字直流电压、电流、毫安表一．主要功能、性能及技术指标
1、提供一只电压表，两只电流表（一只安培表，一只微安表），可同时用来测量电压、电流的大小。
2、工作电源：36V
3、电压表量程：5V、20V、50V、100V、250V、500V,输入阻抗为1兆欧姆
4、电流表1量程：25mA、100mA、250mA、1A、2.5A、5A，输入阻抗为0.1欧姆
5、电流表2量程；200uA、2mA、20mA、200mA，输入阻抗为5欧姆
6、量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。直流电流表具有强耐电压冲击能力，直接串接380V电源，仪表不会有任何损坏并且会告警指示。
二．工作原理输入值经各档采样电阻及满标电位器采样后送入运放ICL7650和OP07放大，其值经A/D和转换和光电隔离后，输出值连至单片机的中断T0口，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路从ICL7650输出端经LM358和LM311判断、比较后，比较值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。
3．使用说明
（1） DT10直流电压、电流表的使用方法如下：电压表与被测直流回路或元件相并联，电流表与被测回路或元件相串联，值得注意的是在通电之前需检查电压、电流表的量程档是否适宜。
（2） DT10直流电压、电流表的工作电源可由主屏提供，将7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可，7芯插头各脚功能为：
1、2脚为36V交流电源，在主控制屏钥匙开关给电后即有电。
3、4脚为保护常开触点，在发生过载现象时，继电器一触点常开变常闭，主控制屏接收信号后切断输出电源，并声、光告警。
5、6、7脚为通信串口（R、T、GND），计算机可实时跟踪、控制。
（3）量程的选择采用单片机控制，按钮开关操作，LED显示。
4．常见故障分析
A:一合上主电路就告警 ------ 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头，比如电流表并联在电路中，导致电源间接短路等等。
B：仪表量程不能切换 ------ 上升、下降的按钮失灵，或者单片机程序出错。
8、DT11智能数字交流电压表一．主要功能、性能及技术指标
1．提供三只数字式电压表，可同时用来测量三路不同回路电压的大小。
2．工作电源：36V
3．电压表量程：20V、50V、100V、250V、500V
4．输入阻抗为1兆欧姆
5．量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。
二．工作原理输入值经各档采样电阻及满标电位器采样后送入运放ICL7650和OP07放大，其值经A/D转换和光电隔离后，输出值连至单片机的定时/计数器T0端，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路从ICL7650输出端经LM358和LM311判断、比较后，比较值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。
三．使用说明
（1）DT-11交流电压表的使用方法如下：电压表与被测直流回路或元件相并联，值得注意的是在通电之前需检查电压表表的量程档是否适宜。
（2） DT-11交流电压表的工作电源可由主屏提供，将7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可。
（3）量程的选择采用单片机控制，按钮开关操作，LED显示。
四．常见故障分析
A:一合上主电路就告警 ------ 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头。
B：仪表量程不能切换 ------ 上升、下降的按钮失灵，或者单片机程序出错。
9、DT12智能数字交流电流表一．主要功能、性能及技术指标
1．提供三只数字式电流表，可同时用来测量三路不同回路电流的大小。
2．工作电源：36V
3．电流表量程：25mA、100mA、250mA、1A、2.5A、5A
4．输入阻抗为0.1欧姆
5．量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。。电流表具有强耐电压冲击能力，直接串接380V电源，仪表不会有任何损坏并且会告警指示。
二．工作原理输入值经各档采样电阻及满标电位器采样后送入运放ICL7650和OP07放大，其值经A/D转换和光电隔离后，输出值连至单片机的定时/计数器T0端，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路从ICL7650输出端经LM358和LM311判断、比较后，比较值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。
三．使用说明
（1） DT-12交流电流表的使用方法如下：电流表与被测直流回路或元件相串联，值得注意的是在通电之前需检查电压表表的量程档是否适宜。
（2） DT-12交流电流表的工作电源可由主屏提供，你只须将为7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可，7芯插头各脚功能同DT-10相同。
四．常见故障分析
A:一合上主电路就告警 ------ 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头，将电流表并联在电源的两端，导致电源间接短路。
B：仪表量程不能切换 ------ 上升、下降的按钮失灵，或者单片机程序出错。
10、DT13智能数字单、三相功率表及功率因数表一．主要功能、性能及技术指标
1．提供两只数显功率表，一只数显功率因数表，可同时用来测量功率及功率因数的大小。
2．工作电源：36V
3．电压量程：75V、250V
4．电流量程：500mA、2A
5．量程切换采用上升、下降按键，取消了琴键开关，数字显示，测量精度优于1.0级。各档均具有超量程保护、自锁、告警功能，告警的同时切断总开关电源，信号采集与处理采用单片机技术，具有计算机串口通信功能。电流输入端具有强耐电压冲击能力，直接串接380V电源，仪表不会有任何损坏并且会告警指示。
6．功率因数表量程和功率表相同，它采用三位LED显示，可以通过功能键切换来选择显示相位差或功率因数，可以实时自动显示相位超前或滞后关系（以电压为基准，显示的相位是电流超前电压还是电流滞后电压。）。
二．工作原理
1．功率表：电压输入值经电压互感器转换送入两级OP07放大，其输出值送入功率合成集成块的电压输入端；而电流输入值经采样电阻采样后再由两级OP07放大，其值被送入同一集成块的电流输入端，电压与电流相乘后其输出值连至光电隔离器的输入端，的输出端连至单片机的定时/计数器T0端，经单片机实时处理后从P0口和P2口输出至数显表头显示其值。另一路电压电流报警都分别从各自的第一级OP07的输入端取样经半波整流内后送入比较器LM311的输入端，其输出值经光耦判断是否超量限，如超出量限则保护线路工作，切断总电源开关，蜂鸣器工作及告警指示灯亮。
2．功率因数表：电压输入经电压互感器转换，连至放大隔离转换集成块，产生对应脉冲送入单片机的中断口INT1；电流输入经采样电阻采样，连至放大隔离转换集成块，产生对应脉冲送入单片机的中断口INT0，两个中断经单片机实时处理，部分P1口输出值控制超前滞后灯的转换，Ф与COSФ的切换；另一部分P1口与P2口输出值连至显示电路显示。
三．使用说明
（1） 电压接线端与被测回路或元件相并联，电流接线端与被测回路或元件相串联，值得注意的是在通电之前需检查电压档、电流档的量程是否适宜。
（2） DT-13单、三相功率表及功率因数表的工作电源可由主屏提供，只须将7芯电源插头插入对应主屏的电源插座中即可，7芯插头各脚功能同DT-13相同。
功率表及功率因数表都接线测量时，实际功率的值P等于功率表的读数乘以功率因数表的读数。
当功率表的同名端反向输入时，功率显示负值，对于功率因数表相同。
量程的选择采用单片机控制，按钮开关操作，LED显示。
四．常见故障分析
A:一合上主电路就告警 ------ 原因有二：一是量程没选正确；二是联线错误或者是错接表头，比如电流输入端并联在电路中，导致电源间接短路等等。
B：仪表量程不能切换 ------ 电压、电流的量程按钮失灵，或者单片机程序出错。
第二部分 直流电机实验一 直流电动机认识实验实验目的进行电机实验的安全教育和明确实验的基本要求。
认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件。
学习直流电动机的接线、起动、改变电机转向以及调速的方法。
预习内容直流电机的结构及工作原理。
如何改变电动机的旋转方向。
直流电机的转速和哪些因数有关。
实验项目了解DTSZ-1实验装置中电机实验台上220V直流稳压电源(DT02)、测功机(DT06)、变阻器、直流电压电流表（DT01）、并励直流电动机（D17）的使用方法。
测量电机的绝缘电阻和绕组的直流电阻。
检查和调整电机电刷的位置。
进行直流电机的试运转，包括电动机的起动、调速及改变转向实验。
实验线路及操作步骤选用并励直流电动机编号为D17，其额定点PN=185W,UN=220V，IN=1.1A,nN=1600r/m,If＜0.16A
由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。DTSZ-1实验装置上的使用说明见第一部分的内容。
测量电机的绝缘电阻和绕组的冷态直流电阻测量各绕组的绝缘电阻实验所需设备：并励直流电动机（D17），兆欧表（500V）
将直流电机与电源断开，分别用兆欧表测量电枢绕组、励磁绕组对地和两绕组之间的绝缘电阻，并记录其数值。
伏安法测量两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（自备）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（这里指室温）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，可计算基温定子相电阻。
实验所需设备：并励直流电动机（D17），220V直流电源(DT02)，开关（DT26），直流电流表和直流电压表（DT10），可变电阻箱（DT21）
量程的选择：测量电枢电阻时，通过电枢电阻的电流一般在电机额定电枢电流，所以直流电流表量程选为2.5A。直流电压表量程选为50V。可变电阻器R的阻值选为360Ω（4个90Ω(1.3A)串联）。
测量磁场电阻时，直流电流表量程选为1A。直流电压表量程选为250V。可调电阻R的阻值选为540Ω（6个90Ω(1.3A)串联）。
电枢电阻测量时，将电阻R调至最大值，然后接通电源，调节变阻器R使试验电流至额定值（1.1A），测量此时的绕组电压电流值，记录表2－1；磁场电阻测量时，将电阻R调至最小值，然后接通电源，调节变阻器R使试验电流接近额定值（约100mA），测量此时的绕组电压电流值，记录表2－2。
其中测量电枢绕组时要在转子互差120度机械角度的位置下分别测量三次，取平均值同时记录室温。
表2－1
电枢
0度位置
120度位置
240度位置
平均值
I(A)
U(V)
R(Ω)
表2－2
磁场
I(A)
U(V)
R(Ω)
检查和调整电机电刷的位置电机不转时，电枢绕组可以看成一个螺旋管。当电刷在几何中线位置上时，这个螺旋管的轴线与励磁绕组的轴线垂直，因而两个绕组之间没有磁的交链。所以当改变励磁电流时，在两电刷之间不产生感应电势。如果电刷不在几何中线位置上，当改变励磁电流时，电枢绕组中将产生感应电势。
实验设备为：并励直流电动机（D17），220V直流电源(DT02)，开关（DT26），直流电流表和直流电压表（DT10），可变电阻箱（DT20）
量程选择为：直流电流表量程选为1A，直流电压表量程选为20V，变阻器R的阻值选为5400Ω（6个900Ω(0.41A)串联）。
先将可调电阻R调至最大阻值处，合上220V直流电源开关，再合上开关K，使电机励磁绕组通电。这时将K打开、再合上，观察励磁电流If变化瞬间直流电压表是否发生偏转。偏转很小，逐渐加大励磁电流（调小变阻器R阻值），重复上述步骤，直至If加大到额定励磁电流为止，如果直流电压表偏转还是很小，则说明电刷位置在几何中线上。否则偏转很大时，要松开电机固定电刷的螺丝，仔细调整电刷位置直至开、合K时电压表偏转很小为止。
并励直流电动机的起动实验实验设备：电机导轨，220V直流电源(DT02)，并励直流电动机（D17），直流电压电流表（DT10），电枢调节电阻（0～90Ω—DT21），磁场调节电阻（0～3000Ω—DT04）
量程的选择：直流电压表的量程选为250V，直流电流表A1的量程选为2.5A，直流毫安表A2的量程选为2mA。按图2－1接线
实验前先将R1调至最大阻值，Rf调至最小阻值，合上220V直流电源开关，电机起动，观察电机旋转方向是否与测功机加载方向符合（此说明具体见第一部分）。调节220V电源调压旋钮，使电动机的端电压加到220V。逐渐减小电阻R1，直至完全切除，电机起动完毕。
并励直流电动机的调速实验实验设备与所选量程同起动实验。
实验同图2－1接线，电动机起动后，分别调节电枢电阻R1和磁场调节电阻Rf，观察电动机转速的变化情况。注意在弱磁调速（增大电阻Rf）时一定要监视电动机的转速，决不允许超过1.2倍的额定转速。实验完毕，断开电源。
改变直流电动机转向实验实验设备与所选量程同起动实验。
按图2－1接线，起动电机，观察此时电动机的旋转方向；断开电源，将直流电机的电枢绕组或励磁绕组两端的接线对调后，重新起动电动机，再观察此时的电动机转向，是否与原来的不一样。实验完毕，断开电源。
五、实验报告
实验二 直流发电机特性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通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件了解复励发电机的基本特性预习要点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，哪些物理量应测取？
做空载实验时，励磁电流为什么必须单方向调节？
什么是电枢反应？发电机的电枢反应对性能有什么影响？
并励发电机的自励条件有哪些？
如何确定复励发电机是积复励还是差复励？
实验项目直流他励发电机空载特性保持n＝nN和I＝0，测取U0＝f(If)。
外特性保持n＝nN和If＝IfN，测取U＝f(I)。
调节特性保持n＝nN和U＝UN，测取If＝f(I)。
直流并励发电机自励条件外特性保持n＝nN和Rf＝常值，测取U＝f(I)。
直流复励发电机绕组的判别外特性保持n＝nN和Rf＝常值，测取U＝f(I)。
实验线路及操作步骤实验直流发电机选用电机编号为D13，其额定点PN=100W,UN=200V，IN=0.5A,nN=1600r/m。
他励直流发电机他励发电机的空载、调整及外特性三个实验内容都按图2－2接线。
实验设备有：直流电动机（D17），直流发电机（D13），电机导轨(DT06)，220V直流电源(DT02)，直流电压电流表（DT10X2），可变电阻箱（DT21），开关（DT26），电枢调节电阻（0～90Ω—DT04），磁场调节电阻（0～3000Ω---DT04）。
量程选择为：直流电压表V1,V2量程选为250V，直流电流表量程选为:A1为2.5A,A2为0.5A,A3为1A,A4为1A，R1为电枢调节电阻，Rf1为磁场调节电阻，Rf2采用分压器接法,阻值为900Ω，R2取阻值2250Ω（2个900Ω(0.41A)并联再与2个900Ω串联）
安装电机时，将电动机和发电机与测功机同轴相联，旋紧固定螺丝
（1）空载特性打开S1，S2开关，把Rf2调至输出电压最小的位置，测功机旋钮旋至最小位置，合上220V直流电源开关，起动直流电动机（注意电机转向符合测功机加载要求）。调节电动机电枢电阻R1到最小，电动机输入电压为220V，调节电动机磁场调节电阻Rf2，使发电机转速达额定值，并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。合上发电机励磁电源开关S1，调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达U0=1.25UN为止。在保持n=nN的条件下，从U0=1.25UN开始，单方向调节分压器电阻Rf2，使发电机励磁电流逐渐减小，直至If2＝0。每次测取发电机的空载电压U0和励磁电流If，共取7－8组数据，记录于表2－2中。
注意：1、其中U0=UN和If=0两点必须测取，并在U0=UN附近测点应较密
2、调节励磁电流If时应保持单纯的递减（或者递增），励磁电流的忽增忽减会使曲线出现磁滞小回环，影响实验数据。
表2－1 n=nN=________r/min
U0(V)
If(A)
（2）外特性在空载实验后，把发电机负载电阻R2调至最大值，合上负载开关S2，同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机的n=nN，U=UN，I=IN，该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定电流If2N，在保持不变的条件下，逐渐增加负载电阻R2，即减小发电机负载电流，直至空载状态，在此期间，测取发电机的端电压U和电流I，共取6－7组数据，记录于表2－3中。其中额定和空载（拉开开关S2）两点必测表2－3 n=nN=________r/min If=IfN=________A
U(V)
I(A)
（3）调整特性同样在空载实验基础上，调节发电机的磁场调节电阻Rf2，使发电机空载时达额定电压，在保持发电机转速n=nN条件下，合上负载开关S2，调节负载电阻R2，逐渐增加发电机输出电流I，同时相应调节发电机励磁电流If2，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机的空载至额定负载范围内测取发电机的输出电流I和励磁电流If，共取6－7组数据记录于表2－4中。实验完毕，切断电源。
表2－4 n=nN=________r/min U=UN=_________A
I(A)
If(A)
并励直流发电机并励直流发电机自励条件和外特性实验都按图2－5接线。
实验所需设备与他励直流发电机实验相同。
量程选择除了Rf2阻值改为1800Ω（2个900Ω串联），其余同他励直流发电机实验。
（1）自励条件打开负载开关S1，S2，将发电机磁场调节电阻Rf2调至最大，合上220V电源，起动直流电动机，调节电动机的转速，使发电机转速n=nN，实验时要保持不变。测量发电机的端电压并记录，看是否有剩磁电压值，若无剩磁电压，可将并励绕组改接他励法进行充磁。一般在他励发电机实验后进行此实验，其剩磁电压一定存在。
在发电机具有剩磁电压的情况下，合上开关S1，逐渐减小Rf2观察发电机电枢两端的电压，如果电压逐渐升高，说明励磁绕组与电枢绕组的极性是正确的。如果电压减小，表明极性接触，不能自励建压，应将励磁绕组的两个端头对调一下。
观察改变发电机励磁回路中串联电阻Rf2的大小对发电机端电压大小的影响。当Rf2为最大时发电机的电压应当很低，这说明发电机励磁回路的总电阻超过了临界电阻，发电机端电压仍然建立不起来。这时应逐渐减小Rf2，在某一范围内改变Rf2时发电机的端电压变化最大，这时的励磁回路的总电阻值就是发电机的临界电阻值，可以根据此时发电机端电压和励磁电流的读数计算出来。
满足自励条件后，发电机自励发电，调节Rf2使发电机端电压至额定电压，这时如果降低发电机的转速，发电机的端电压将下降。在某一转速范围内改变转速对端电压的影响最大，这个转速即为发电机的临界转速。转速的改变由电动机电枢电阻和磁场电阻的改变来实现，注意此时R1应由D51中电阻串联而成。
（2）外特性在并励发电机自励建压后，调节负载电阻R2到最大，合上负载开关S2，同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时Rf2的值和n=nN不变的条件下，逐步减小负载（即增大电阻R2），直至I=0，从额定到空载运行范围内测取发电机的电压U和电流I，共取6－7组数据，记录于表2－5中，其中额定和空载两点必测。实验完毕，切断电源。
表2－5 n=nN=________r/min Rf=常值
U(V)
I(A)
3．复励发电机实验报告
实验三 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＝UN和If＝IfN不变，测取n、M2、n＝f(1a)及n=f(M2)。
2．调速特性
(1)改变电枢电压调速
保持U＝UN，If＝IfN常值，M0＝常值，测取n＝f(Ua)。
(2)改变励磁电流调速
保持U＝UN，M2＝常值，R1＝0，测取n＝f(If)。
(3)观察能耗制动过程
四、实验线路及操作步骤
L并励电动机的工作特性和机械特性实验线路如图1—5所示。电机选用D17直流并励电动机，测功机(请阅测功机使用说明)
作为电动机负载。按照实验一方法起动直流并励电动机，其转向从测功机端观察为逆时针方向。
将电动机电枢调节电阻Rl调至零，同时调节直流电源调压旋钮，测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf，调到其电机的额定值U＝UN，I＝IN，n＝nN，其励磁电流即为额定励磁电流
IfN，在保持U=UN和I＝IfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即将测功机的加载旋钮逆时针转动直至零。测取电动机输入电流I，转速n和潮功机的转矩M，共取6—7组数据，记录于表1——6中。
丧表中Ra对应于环境温度0℃时电动机电枢回路的总电阻，可由实验室给出。
2．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Rl调至零，同时调节负载(测功机)、直流电源及电阻Rf使
U＝UN，I＝0.5IN，If＝IfN，保持此时的M2的数值和If＝IfN，逐次增加R1的阻值，即降低电枢两端的电压Ua，Rl从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和输入电流I,
共取5—6组数据，记录于表1—7中。
(2)改变励磁电流的调速
直流电动机起动后，将电阻Rl和电阻Rf调至零，同时调节直流调压旋钮和测功机加载旋钮，使电动机U＝UN，I＝0.5IN，If＝IfN,保持此时的M2数值和U＝UN的值，逐次增加磁场电阻Rf，直至n＝1.3nN，每次测取电动机的n、If和I，共取5—6组数据，记录于表1—8中。
(3)能耗制动
为了实验方便，DTSZ电机拖动实验系统配有继电接触控制实验箱，编号为DT31、DT32。接线图如图1—6所示。图中DT21作为能耗制动电阻RL接到继电接触回路中。电动机电枢的两个端分别接到A+、A一接线柱。
起动电阻Rl接到C十、C一两接线柱。并励绕阻与磁场调节电阻Rf串联后接到F+、F一两接线柱。直流电源接入L十、L—两接线柱。实验时，先按下直流电源的接通按钮，由图1—6可
见，并励绕阻接入电源，由于接触器常开触头1C断开，电枢无电流，电动机不能起动，按下“起动”按钮，接触器1C工作，其常开触头闭合，常闭触头断开，电枢接入电源，电动机开始起动。起动后，若按下“制动”按钮，电枢脱开电源经制动电阻RL和常闭触头1C闭合，电机进入能耗制动。在不接制动电阻RL情况下，若按下“制动”按钮，由于电枢开路，电机处于自由停机。选择不同RL的阻值，重复实验，观察对停机时间的影响。
注意事项
1．直流电动机起动前，测功机加载旋钮调至零。实验做完也要将测功机负载
旋钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。
七、实验报告
1．由表1—6计算出Ia、P2和η，并绘出n、M、n＝f(Ia)及n＝f(M2)的特性曲线。
电动机输出功率
P2＝0．105nM2
式中输出转矩M2的单位为N．M，转速n的单位为r／min。
电动机输入功率
P1＝UI
电动机效率
η＝×100％
电动机电枢电流
Ia＝I—IfN
由工作特性求出转速变化率,
Δn＝×l00％
2．绘出并励电动机调速特性曲线n＝f(U)和n＝f(If)。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RL的阻值有什么关系?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n=f(Ia)为什么是略微下降?是否出现上翘现象?
为什么?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？
实验四 直流串励电动机
一、实验目的
1．用实验方法测取串励电动机工作特性和机械特性。
2．了解串励电动机起动、调速及改变转向的方法。
二、预习要点
1．串励电动机与并励电动机的工作特性有何差别。串励电动机的转速变化率是怎样定义的?
2．串励电动机的调速方法及其注意问题。
三、实验项目
1．工作特性和机械特性
在保持U＝UN的条件下，测取n、M2、η＝f(Ia)以及n＝f(M2)。
2．人为机械特性
保持U＝UN和电枢回路串入电阻R1＝常值的条件下，测取n＝f(M2)。
3．调速特性
(1)电枢回路串电阻调速
保持U＝UN和M2＝常值的条件下，测取n＝f(Ua)。
(2)磁场绕组并联电阻调速
保持U＝UN、M2＝常值及R1＝0的条件下，测取n＝I(f )。
四、实验线路及操作步骤
实验线路如图1—7所示。图中 为直流串励电动机，选用D14。测功机作为电动机负
载，两者之间用联轴器直接联接。R1选用DT04面板上电枢调节电阻，R2选用DT20两只电阻并联，直流电压、电流表选用DT10，开关S选用DT26。
1．工作特性和机械特性
由于串励电动机不允许空载起动，所以将测功机加载旋钮沿顺时针方向转过一定的角度，
使电动机在起动过程中带上负载。接通电源前，先打开S开关，调节R1到最大值。按下接通直流电源的绿色按钮，起动电动机，并观察电动机的转向是否正确。起动后，调节Rl至零，同时调节直流电源的调压旋钮和测功机的加载旋钮，使电动机的电枢电压Ul＝UN,I=1.2IN。在保持U1＝UN的条件下，逐次减小负载直至n≤1．5nN为止，每次测取I、n、M2，共取5—6组数据，记录于表1—9中。-
2．测取电枢串电阻后的人为机械特性
电动机带负载起动后，同时调节串入电枢的电阻R1、直流电源的调压旋钮和加载旋钮，使电源电压等于串励电动机的额定电压、电枢电流I＝IN、转速n＝0.8nN，保持此时的R1不变和
U＝UN的条件下，逐次减小电动机的负载，直至n≤1．5nN为止，每次测取U、I、M2，共取5
—6组数据，记录于表1—10中。
3．调速特性
(1)电枢回路串电阻调速
电动机带负载起动后，将R1调至零。同时调节电源电压和负载，使U=UN，I≈IN，记下此时电动机的n、I、M2，在保持U＝UN以及M2不变的条件下，逐次增加Rl的阻值，每次测n、I、
U1，共取5—6组数据，记录于表1—11中。
(2)磁场绕组并联电阻调速
接通电源前，打开开关S，将R1和R，调至最大值。电动机带负载起动后，调节Rl至零，合上开关S。然后，同时调节电源电压和负载，使U＝UN，M2＝0.8MN。记录此时电动机的n、If、
M2。在保持U＝UN以及M2不变的条件下，逐次减小R2的阻值，注意不能短接，直止n≤1．5nN，
每次测取n、I、If，共取5—6组数据，记录于表1—12中。
五，、实验报告
1．绘出直流串励电动机的工作特性曲线n、M2、η＝f (Ia )。
2．在同一张座标纸上绘出串励电动机的启然和人为机械特性。
3．绘出串励电动机恒转矩两种调速的特性曲线。试分析在U＝UN和M2不变的条件下调速时的电枢电流变化规律。比较两种调速方法的优缺点。
六、思考题
1．串励电动机为什么不允许空载和轻载起动?
2．磁场绕组并联电阻调速时，为什么不允许并联电阻调至零?
第三部分 变压器实验实验一 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、实验项目空载实验测取空载特性U0=f(I0),P0=f(U0)。
短路实验测取空载特性UK=f(IK),PK=f(UK)。
负载实验
(1）纯电阻负载保持U1=U1N,cos φ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。
(2) 阻感性负载保持U1=U1N,cos φ2=0．8的条件下，测取U2=f(I2)。
四、实验线路及操作步骤空载实验实验线路如图3－1所示，被试变压器选用DT40三组相式变压器，实验用其中的一相，其额定容量PN=76W，U1N/ U2N=220/55V，I1N/I2N=0．345/1．38A。变压器的低压线圈接电源，高压线圈开路。接通电源前，选好所有电表量程，将电源控制屏DT01的交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后打开钥匙开头，按下DT01面板上“开”的按钮，此时变压器接入交流电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器空载电压U0=1．2 UN，然后，逐次降低电源电压，在1．2～0．5UN的范围内，测取变压器的U0、I0,P0共取6－7组数据，记录于表2－1中，其中U=UN的点必测，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，测出副方电压，取三组数据记录于表3－1中。
图3－1 空载实验接线图表3－1
序 号
实 验 数 据
计算数据
U0（V）
I0（A）
P0（W）
UAX（V）
COSφ0
2．短路实验：
实验线路如图3－2所示：
图3－2 短路实验接线图变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。接通电源前，先将交流调压旋钮调到输出电压为零的位置，选好所有电表量程，按上述方法接通交流电源，逐次增加输入电压，直至短路电流等于1．1 IN为止，在0．5～1．1 IN范围内测取变压器的 UK、IK,PK，共取4～5组数据记录于表2－2中，其中I= IK的点必测。并记下实验时周围环境温度θ（℃）。
表3－2
序 号
实 验 数 据
计算数据
UK（V）
IK（A）
PK（W）
UAX（V）
COSφK
3．负载实验
实验线路如图3－3所示：
图3－3 负载实验接线图变压器低压线圈接电源，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DT20，XL选用DT22，功率因数表选用DT01B，开关S1、S2选用DT26。
纯电阻负载接通电源前，将交流电源调节旋钮调到输出电压为零的位置，负载电阻调至最大，然后合上S1，按下接通交流电源的按钮，逐渐升高电源电压，使变压器输出电压U1=UN，在保持U1=UN的条件下，逐渐增加负载电流，即减少负载电阻RL的阻值，从空载到额定负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2，共取5～6组数据，记录于表3～3中，其中I2=0和I2= I2N两点必测。
表3－3 COSφ2=1 U1= UN= 伏序 号
U（V）
I（A）
阻感性负载（COSφ2=0.8）
用电抗器XL和RL并联作为变压器的负载，实验步骤同上，在保持U1= U1N及COSφ=0.8条件下，逐渐增加负载电流，从空载到额定负载的范围内，测取变压器U2和I2，共取5～6组数据记录于3－4中，其中I2=0，I2=I 2N=两点必测。
表3－4 COSφ2= 0.8 U2= UN= V
序 号
U2（V）
I2（A）
五、注意事项在变压器实验中，应注意电压表、电流表、功率表的合理布置及量程选择。在空载实验中，交流电压表选用DT01B，100V档，交流电流表选用DT01B，0.5A档，功率表选用DT01B，量程选择75V、0.5A档。在短路实验中，电压表选择50V档，电流表选择0.5A档，功率仍选择75V、0.5A 档。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变化。
六、实验报告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。
K==UAX/UaX
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 U0= f (I0 ),P0= f (U0),COSφ0=f (U0) 。
式中：
COSφ0=
计算激磁参数：
从空载特性曲线上查出对应于U0= UN时的I0和 P0值，并由下式算出激磁参数
绘出短路特性曲线和计算短路参数
(1) 绘出短路特性曲线UK=f ( IK ),PK= ( IK )、cos φK= f ( IK ) 。
(2) 计算短路参数从短路特性曲线上查出对应于短路电流IK= IN时的U K和 PK值，由下式算出实验环境温度为θ（℃）下的短路参数。
折算到低压方
由于短路电阻rK 随温度而变化，因此，算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75℃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PKN= IN2 rK75℃
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“Г”型等效电路。
变压器的电压变化率Δu
(1) 绘出COSφ2= 1和COSφ2= 0.8两条外特性曲线U2= f (I 2),由特性曲线计算出I2= I2N时的电压变化率Δu。
(2) 根据实验求出的参数，算出I2= I2N,COSφ2=1和I2= I2N,COSφ2= 0.8 时的电压变化率Δu。
Δu
将两种计算结果进行比较，并分析不同性质的负载对输出电压的影响。
6,绘出被试变压器的效率特性曲线
（1） 用间接法算出COSφ2= 0.8 不同负载电流时的变压器效率，记录于表3－5中。
式中,I2 * PN COSφ2=P2,W；
PKN为变压器IK =IN 时的短路损耗，W；
P0为变压器U0=UN时的空载损耗，W。
(2) 由计算数据绘出变压器的效率曲线η=f (I2* ) 。
(3) 计算被变压器η=ηmax时的负载系数βm 。
表3－5 COSφ2= 0.8 P0= W PKN W
I*2 （A）
P2 （W）
η
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
实验二 三相变压器实验目的
1,通过空载和短路实验，测定三相变压器的变比和参数。
通过负载实验，测取三相变压器的运行特性。
预习要点
1．如何用双瓦特计法测三相功率，空载和短路实验应如何合理布置仪表。
2．三相芯式变压器的三相空载电流是否对称。
如何测定三相变压器的铁耗和铜耗。
实验项目
1．测定变比
2．空载实验测取空载特性U 0 = f ( I 0 ),P 0 = f ( U 0 )
3．短路实验测取短路特性UK = f (IK ),PK =f (IK)
纯电阻负载实验保持U2= U1N,COSφ2= 1的条件下，测取U2=f （I2）
实验线线及操作步骤测定变比
图3－4 三相变压器变比实验接线图：
实验线路如图3－4所示：被试变压器选用DT41三相三线圈芯式变压器，额定容量PN=
150/150/150W,UN =220/63.5/50V,IN=0.394/1.36/1.576A，Y/Δ/Y接法。实验时只用高、低压两组线圈，中压线圈不用，接通交流电源的操作步骤和单相变压器实验相同，电源接通后，调节外施电压 U1=0.5UN，测取高、低压线圈的线电压UAB、UBC、UCA、Uab、Ubc、Uca,记录于表3－6中。
表3－6
U (V)
KA
U (V)
KB
U (V)
KC
K=
UAB
Uab
UBC
Ubc
UCA
Uca
2,空载实验
图3－5 三相变压器空载实验接线图实验线路如图3－5所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈开路。接通电源前，先将交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置。选好所有电表量程，电源接通后，调节调压旋钮，使变压器的空载电压Un=1.2UN，并注意三相电压要基本对称，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.5UN范围内，测取变压器三相线电压、电流和功率，共取6～7组数据，记录于表3－7中，其中U0=UN的点必测。
表3－7
序号
实 验 数 据
计 算 数 据
U （V）
I （A）
P （W）
U0（V）
I0（A）
P0（W）
Cos φ0
Uab
Ubc
Uca
Iao
Ibo
Ico
P01
P02
短路实验
图3－6 三相变压器短路实验接线图实验线路如图3－6所示，变压器高压线圈接电源，低压线圈直接短路。接通电前，应将交流电源调压旋钮调到输出电压变零的位置，选好所有电表量程，接通电源后，逐渐增大电源电压，使变压器的短路电流IK =1.1 IN,并注意三相电源电压基本对称。然后逐次降低电源电压，在1.1～0.5IN 的范围内，测取变压器的三相输入电压、电流及功率，共取4～5组数据，记录于表3－8中，其中IK = IN 点必测。实验时，记下周围环境温度θ（℃），作为线圈的实际温度。
表3－8 θ= ℃
序号
实 验 数 据
计 算 数 据
U （V）
I （A）
P （W）
UK（V）
IK（A）
PK（W）
Cosφ0
UAB
UBC
UCA
IA
IB
IC
PK1
PK2
纯电阻负载实验
图3－7 三相变压器负载实验接线图实验线路如图3－7所示，变压器低压线圈接电源，高压线圈经开关S1接负载电阻RL,RL
选用DT20。将负载电阻RL调至最大，合上开关S1接通电源，调节交流电源调压旋钮，使变压器的输入电压U1=U1N，并且三相电源基本对称，在保持U1=U1N的条件下，逐次增加负载电流，从空载到额定负载范围内，测取变压器三相输出线电压和相电流，共取5～6组数据，记录于表3－9中，其中I0=0和I2=IN两点必测。
表3－9 U2=U1N = V COSφ2= 1
序 号
U （V）
I （V）
UAB
UBC
UCA
U2
IA
IB
IC
I2
注意事项在三相变压器实验中，应注意电压表、电流表和功率表的合理布置及量程选择。交流电压表选用DT01B，交流电流表选用DT01B，空载、短路实验时功率表选用DT01B。短路实验操作要快，否则线圈发热会引起电阻变比。
实验报告
1,计算变压器的变比根据实验数据，计算出各项的变比，然后取其平均值作为变压器的变比。表3－6中
2,根据空载实验数据作空载特性曲线并计算激磁参数
（1） 绘出空载特性曲线 U 0 = f ( I 0 ),P 0 = f ( U 0 )、cosφ0 = f ( U 0 )
式中
（2） 计算激磁参数从空载特性曲线查出对应于U 0 =UN 时的I 0 和P 0 值，并由下式求取激磁参数。
3,绘出短路特性曲线和计算短路参数
（3） 绘出短路特性曲线U K = f ( I K ),P K = f ( I K )、cosφK = f ( I K ) 。
（2） 计算短路参数从短路特性曲线查出对应于I K = I N 时的UK = PK值,并由下式算出实验环境温度θ℃时的短路参数。
折算到低压方
换算到基准工作温度的短路参数为rK75℃和z K75℃,计算出阻抗电压。
I K = I N 时的短路损耗P KN = 3 IN2rK75℃
利用由空载和短路实验测定的参数，画出被试变压器的“Γ”型等效电路。
变压器的电压变化率Δu
(1) 根据实验数据绘出COSφ2 = 1时的特性曲线U 2 = f (I2 ),由特性曲线计算出I 2 = I 2N时的电压变化率Δu。
（2） 根据实验求出的参数，算出I 2 = I N,COSφ2= 1 时的电压变化率Δu
绘出被试变压器的效率特性曲线
（1） 用间接法算出在COSφ2 = 0.8时，不同负载电流时的变压器效率，记录于表2－10中。
式中 I 2* P N cosφ2 =P2
PN 为变压器的额定容量
PKN 为变压器I K =I N时的短路损耗
P0 为变压器的U 0 = U N 时的空载损耗
（2） 计算被试变压器η=η max时的负载系数βm。
表3－10 COSφ2= 0.8,P0 = W,PKN = W
I 2
P2 （W）
η
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
实验三 三相变压器的联接组和不对称短路实验目的
1,掌握用实验方法测定三相变压器的极性。
2,掌握用实验方法判别变压器的联接组。
3,研究三相变压器不对称短路。
4,观察三相变压器线圈不同的连接法和不同的铁心结构对空载电流和电动势波形的影响。
预习要点
1,联接组的定义。为什么要研究联接组。国家规定的标准联接组有哪几种。
2,如何把Y/Y－12联接组改成Y/Y－6联接组以及把Y/Δ－11改为Y/Δ－5联接组。
3,三相变压器中哪种线圈加接法在不对称短路中点移动最大。
4,三相变压器线圈的连接法和磁路系统对空载电流和电动热波形的影响。
实验项目
1,测定极性
2,连接并判定以下联接组
Y/Y－12
Y/Y－6
Y/Δ－11
（4） Y/Δ－5
3,不对称短路
（1） Y/Y0 －12单相短路
（2） Y/Y－12两相短路
4,测定Y/Y0 连接的变压器的零序阻抗。
5,观察不同连接法和不同铁心结构对空载电流和电动势流形的影响。
四、实验线路及操作步骤
1,测定极性测定相间极性被试变压器选用DT41三相芯式变压器，用其中高压和低压两组线圈，额定容量PN =150/150W，UN=220/55V，IN=0.394/1.576A，Y/Y接法。用万用表的电阻挡测出高、低压线圈12个出线端之间哪两个相通，并观察其阻值。阻值大为高压线圈，用A、B、C、X、Y、Z标出首末端。低压线圈标记用a、b、c、x、y、z。
按照图3－8接线，将Y、Z两端点用导线相联，在A相施加约50% UN 的电压，测出电压图3－8 测定相间极性接线图
图 3-8 测定相间极性接线图
UBY、UCZ、若UDC=|UBY-UCZ|，则音末端标记正确；若UBC=|UBY+UCZ|，则标记不对。须将B、C两相任一相线圈的首末端标记对调。然后用同样方法，将B、C两相中的任一相施加电压，另外两相末端相联，定出A相首、末端正确的标记。
测定原、副方极性图3－9 测定原、副方极性接线图
图 3-9 测定原、副边极性接线图暂时标出三相低压线圈的标记a、b、c、x、y、z，然后按照图3－9接线。原、副方中点用导线相连，高压三相线圈施加约50%的额定电压，测出电压UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc，若UAa=UAX－U2X,则A相高、低压线圈同柱，并且首端A与a点为同极性；若UAa=UAX+Uax,则A与a端点为异极性。用同样的方法判别出B、C两相原、副方的极性。高低压三相线圈的极性确定后，根据要求连接出不同的联接图。
2,检验联接组
Y/Y－12
按照图3－10接线。A、a两端点用导线联接，在高压方施加三相对称的额定电压，测出图3－10 Y/Y－12联接组
（a）接线图 (b) 电动势相量图
UAB、Uab、UBb、UCc及UBC，将数字记录于3－11中。
表3－11
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB（V）
Uab（V）
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
KL
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
根据Y/Y－12联接组的电动势相量图可知：
UBC= UCc（KL－1）Uab
为线电压之比若用两式计算出的电压UBb、UCc、UBc 的数值与实验测取的数值相同，则表示线图连接正常，属Y/Y－12联接组。
（2） Y/Y－6
将Y/Y－12联接组的副方线圈首、末端标记对调，A、a两点用导线相联，如图3－11所示。
图 3-11 Y/Y-6连接组
（a） 接线图 （b）电动势向量图按前面方法测出电压UAB、Uab、UBb、UCc及UBc，将数据记录于表3－12中。
根据Y/Y－6联接组的电动势相量图可得
UBC= UCc（KL－1）Uab
若由上两式计算出电压UBb、UCc、UBc的数值与实测相同，则线圈连接正确，属于Y/Y－6联接组。
表3－12
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB（V）
Uab（V）
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
KL
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
Y/Δ－11
按图3－12接线。A、a两端点用导线相连，高压方施加对称额定电压，测取UAB、Uab、UBb、
图3－12 Y/Δ－11联接组
（a）接线图 (b) 电动势相量图
UCc及UBc，将数据记录于表3－13中。
表3－13
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB（V）
Uab（V）
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
UL
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
根据Y/Δ－11联接组的电动势相量可得
若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测值相同，则线圈连接正确，属Y/Δ－11联接组。
Y/Δ－5
将Y/Δ－11联接组的副方线圈首、末端的标记对调，如图3－13所示。实验方法同前，测取UAB、Uab、UBb、UCc、UBc,将数据记录于表3－14中。
图3－13 Y/Δ－5联接组
（a）接线图 (b) 电动势相量图表3－14
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB（V）
Uab（V）
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
KL
UBb（V）
UCc（V）
UBC（V）
根据Y/Δ－5联接组的电动势相量图可得
若由上式计算出的电压UBb、UCc、UBc的数值与实测值相同，则线圈连接正确，属于Y/Δ－5联接组。
3,不对称短路
Y/Y0 连接单相短路
① 三相芯式变压器图3－14 Y/Y0 连接单相短路接线图
图 3-14 Y/Yo连接单相短路连接图实验线路如图3－14所示。被试变压器选用DT41三相芯式变压器。接通电源前，先将交流电源调压旋钮调到输出电压为零的位置，然后接通电源，逐渐增加外旋电压，直至副方短路电流I2K≈I2N 为止，测取副方短路电流和相电压I2K、Ua,Ub,Uc 原方电流和电压IA、IB、IC、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA，将数据记录于表3－15中。
表3－15
I2K（A）
U8（V）
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
IB(A)
IC(A)
UA(A)
UB(V)
UC(V)
UAB(V)
UBC(V)
UCA(V)
② 三相组式变压器被试变压器改为DT40三相组式变压器，重复上述实验，在外施电压的条件下测取数据，记录于表3－16中。
表3－16
I2K（A）
U8（V）
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
IB(A)
IC(A)
UA(A)
UB(V)
UC(V)
UAB(V)
UBC(V)
UCA(V)
（2） Y/Y 联接两相短路三相芯式变压器图3－15 Y/Y连接两相短路接线图
图3-15 Y/Y连接两相短路接线图实验线路如图3－15所示。被试变压器选用DT41三相芯式变压器。接通电源前，先将外施电源电压调至零，然后接通电源，逐渐增加外施电压，直至I2K≈I2N 为止，测取变压器原、副方电流和相电压I2K、Ua,Ub,Uc,IA、IB、IC、UA、UB、UC，将数据记录于表3－17中。
表3－17
I2K（A）
Ua(V)
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
IB(A)
Ua(V)
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
三相组式变压器被试变压器改为DT40三相组式变压器，重复上述实验，测取数据记录于表3－18中。
表3－18
I2K（A）
Ua(V)
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
IB(A)
Ua(V)
Ub(V)
Uc(V)
IA(A)
4,测定变压器的零序阻抗三相芯式变压器三相变压器选用DT41，实验线路如图3－16所示。
图3-16 测定零序阻抗接线图
变压器的高压线圈开路，三相低压线圈首末端串联后接到电源。接通电源前，将外施电压调至零，接通电源后，逐渐增加外施电压，在输入电流I0=0.25IN 和I0=0.5IN 的两种情况下，测取变压器的I0、U0 和P0,将数据记录表3－19中。
三相组式变压器由于三相组式变压器的磁路彼此独立。因此可用DT40三相组式变压器中任何一台单相变压器做空载实验，求取的激磁阻抗即为三相组式变压器的零序阻抗。若前面单相变压器实验已做过，该实验可略。
5,分别观察三相芯式和组式变压器不同连接方法时的空载电流和电动势的波形。
Y/Y 连接表3－19
I0（A）
U0（V）
P0（W）
0．25
0
0．5
为了实验方便起见，该实验采用DT25变压器波形试验控制箱。被试变压器选用DT40变压器。实验接线如图3－17所示。高压线圈Y接法，中线经开关S接到D01三相交流电源中线接线
图3－17 观察Y/Y和Y0 /Y连接三相变压器空载电流和电动势波形的接线图
柱N，A相线圈首端接线柱A与A相电源接线柱A，分别接到DT25的i01，i02两个接线柱。低压线圈的中点则接到eφ2接线柱，eφ1、eL1两接线柱短接后再与a相首端相接，b相首端接到e02接线柱。在i01与i02，eφ1与 eφ2，两接线柱之间均接有取样电阻，它们均已装在DT25箱体内。所有被测信号通过一排波形选择纲开关均接至S标志的两个接线柱输出，将输出信号接到示波器的Y轴输入，按下波形选择键开关，即可观察到相应的波形。
实验前，打开开关K，使三相变压器为Y/Y接法。接通电源后，调节变压器输入电压为0.5UN 和UN 两种情况下，分别按下波形选择键开关，通过示波器观察空载电流i0,副方相电动势eφ 和线电动势e1的波形。注意：实验时不允许同时按下两个键开关。
在变压器输入电压为额定值时，用电压表测取原方线电压UAB和相电压UA,将数据记录于表3－20中。
表3－20
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB （V）
UA （V）
UAB/ UA
（2） Y0 / Y连接接线与Y/Y 连接相同，合上开关S，即为Y0 /Y 接法。重复前面实验步骤，观察i0,eφ，e1 波形，并在U1 =U1N 时测取UAB 和UA,将数据记录于表3－21中。
表3－21
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB （V）
UA （V）
UAB/ UA
Y/ Δ连接实验线路如图3－18所示，变压器选用DT25。
图3－18 观察Y/Δ连接三相变压器空载电流、三次谐波电流和电动势波形的接线图向左合上开关S,副方开口，使接在D61的e01、e02,两接线柱上的电压为副方开口电压。接通电源后，调节变压器输入电压至额定值，通过示波器观察原方空载电流i0,相电压uφ,副方开口电动势Uaz 的波形，并用电压表测取原方线电压UAB,相电压UA以及副方开口电压Uaz,将数据记录于表3－22中。
表3－22
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB （V）
UA （V）
Uaz (V)
UAB/ UA
向右合上开关S，使副方为三角形接法，重复前面实验步骤，观察i0,uφ以及副方三角形回路中电流i23 的波形，并在U1 = U1N 时，测取UAB,UA以及副方三角形回路中的电流I23，将数据记录于表3－23中。
6,选用DT41芯式变压器，重复前面（1）（2）（3）波形实验，将不同铁芯结构所得的结果作分析比较。
表3－23
实 验 数 据
计 算 数 据
UAB （V）
UA （V）
U23 (V)
UAB/ UA
实验报告
1,计算出不同联接组时的UBb、UCz、UBc的数值与实测值进行比较，判别线圈连接是否正确。
2,计算零序阻抗
Y/Y0 三相芯式变压器的零序参数由下式求得：
分别算出I0=0.25IN 和I0 =0.5IN 时的Z0,r0,x0,取其平均值作为零序阻抗，零序电阻和零序电抗，并按下式算出标么值：
式中INφ和UNφ为变压器低压线圈的额定相电流和额定相电压。
3,计算短路情况下的原方电流
Y/Y0 单相短路副方电流 Ia = I2K,Ib = Ic = 0
原方电流 设略去激磁电流不计，则
式中 K为变压器的变比。
将IA、IB、IC 计算值与实测值进行比较，分析产生误差的原因，并讨论Y/Y0 三相组式变压器带单相负载的能力以及中点移动的原因。
Y/Y两相短路副方电流 Ia = -Ib = I2K,Ic = 0
原方电流 ,Ic = 0
将IA、IB、IC计算值与实际值进行比较，分析产生误差的原因，并讨论Y/Δ带单相负载是否有中点移动的现象？为什么？
4,分析不同连接法和不同铁心结构对三相变压器空载电流和电动势波形的影响。
5,由实验数据算出Y/Y和Y/Δ接法时的原方UAB/UA 比值，分析产生差别的原因。
根据实验观察，说明三相组式变压器不宜采用Y/Y0 和Y/Y连接方法的原因。
六、附录变压器联接组校核公式
（设,Uab =1 KL =UAB / Uab = UAB ）
电压组 别
UBb = UCc
UBc
UBc / UBb
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
＞1
`实验四 三相三线圈变压器实验目的
1,掌握三相三线圈变压器参数测定的方法。
2,了解三线圈变压器的电压变化率。
预习要点
1,三线圈变压器的等效电路及参数测定方法。
2,引起三线圈变压器输出电压变化的因素及电压变化率的计算方法。
3,根据被试变压器的铭牌数据，自行设计实验接线图，仪表选用和记录表格。
实验项目
（1） 空载实验和变比测定
（2） 短路实验
（3） 负载实验实验说明
1,空载实验低压线圈连接法按铭牌标出的连接，其他两线圈开路。实验方法与三相双线圈变压器相同。为了测定变化，在实验中需同时测取高压，中压和低压线圈的空载电压。
2,短路实验按照下面方法分别进行三次短路实验：
（1） 高压线圈施加电压，中压线圈短路，低压线圈开路。
（2） 低压线圈施加电压，高压线圈短路，中压线圈开路。
（3） 低压线圈施加电压，中压线圈短路，高压线圈开路。
测取的数据记录于表中，并记下实验时间的周围环境温度。
3,负载实验低压路圈接电源，高压线圈接阻感性负载（cosφ1 =0.8 ）中压线圈接纯电阻负载（cosφ2 = 1）。在保持低压线圈额定电压的情况下，将高、中压线圈的电流分别加到50%额定电流为止，测取中、低压线圈输出的电压，电流和功率因数，将数据记录于表格中。
五、实验报告绘出空载特性曲线计算三相三线圈变压器的变比
式中 U1、U3、U3 分别为高、中、低三个线圈的三相平均相电压。
由短路实验计算参数，并画出等效电路图。
根据短路实验（1）算出ZK12、rK12和xK12。
根据短路实验（2）算出ZK31、rK31和xK32。
根据短路实验（3）算出ZK32、rK32和xK32。
将ZK12折算到低压方：
低压线圈的参数
中压线圈的参数
高压线圈的参数
最后，再将短路电阻和抗换算到基准工作温度时的值。
根据下式计算出三线圈变压器的电压变化率。
高压线圈
式中
以上各式所有电阻均为基准工作温度时的阻值。U3φ 为低压线圈额定相电压，I1‘,I2‘ 分别为折算到低压方的高压和中压方的负载电流。
将电压变化率的计算值与实测值进行比较并作简要的分析。
实验五 单相变压器的并联运行实验目的学习变压器投入并联运行的方法。研究阻抗电压对负载分配的影响。
预习要点
1,单相变压器并联运行的条件。
2,如何验证两台变压器具有相同的极性。
3,阻抗电压对负载分配的影响。
实验项目
1,将两台单相变压器投入并联运行。
2,阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。
3,阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行，研究其负载分配情况。
实验线路和操作步骤实验线路如图3－19所示。
图中单相变压器Ⅰ和Ⅱ选用DT40三相组式变压器中任意两台，变压器的高压线圈并联接电源，低压线圈经 开关S1并联后，再由开关S2 接负载电阻RL 。RL 选用DT21，由于负载电流较大，可采用并串联接法。为了人为地改变变压器Ⅱ的阻抗电压，在其副方串入电阻R，R选用DT21。
1,两台单相变压器空载投入并联运行步骤。
（1） 检查变压器的变比和极性。接通电源前，将开关S1、S3打开，合上开关S2，接通电源后，调节变压器输入电压至额定值，测出两台变压器副方电压Ua1×1,和Ua2×2,若Ua1×1= Ua2×2
则两台变压器的变比相等，即KⅠ=KⅡ 。测出两台变压器副方的a1 和a2 端点之间的电压Ua1a2,若Ua1a2 = Ua1×1 － Ua2×2,则首端A1 与A2 为同极性端，反之为异极性端。
投入并联：检查两台变压器的变比相等和极性相同后，合上开关S1,即投入并联。
若KⅠ 与 KⅡ 不是严格相等，将会产生环流
2,阻抗电压相等的两台单相变压器并联运行。
投入并联后，合上负载开关S3,在保持原方额定电压不变的情况下，逐次增加负载电流，直至其中一台变压器的输出电流达到额定电流为止，测取I、IⅠ、IⅡ,共取5～6组数据记录于表3－24中。
表3－24
I1 （A）
I2 （A）
I （A）
阻抗电压不相等的两台单相变压器并联运行。
打开短路开关S2,变压器Ⅱ的副方串入电阻R，R数值可根据需要调节，重复前面实验测出I、IⅠ、IⅡ，其取5～6组数据，记录于表3－25中。
实验报告
1,根据实验（2）的数据，画出负载分配曲线I1=f (I) 及IⅡ = f (I)。
2,根据实验（3）的数据，画出负载分配曲线I1=f (I) 及IⅡ = f (I)。
3,分析实验中阻抗电压对负载分配的影响。
表3－25
I1 （A）
I2 （A）
I （A）
三相变压器的并联运行一、实验目的学习三相变压器投入并联运行的方法及阻抗电压对负载分配的影响。
二、预习要点三相变压器并联运行的条件。不同联接组并联后会出现什么后果？
阻抗电压对负载分配的影响。
三、实验项目将两台三相变压器空载投入并联运行。
阻抗电压相等的两台三相变压器并联运行。
阻抗电压不相等的两台三相变压器并联运行。
四 实验线路及操作步骤实验线路如图3－20所示。
图3-20三相变压器并联运行接线图图中变压器Ⅰ和Ⅱ选用两台DT41三相芯式变压器，其中低压线圈不用。由实验3－3方法确定三相变压器原、副方极性后，根据变压器的铭牌接成Y/Y接法，将两台变压器的高压线圈并联接电源，中压线圈经开关S1 并联后，再由开关S2 接负载电阻RL,RL 选用DT20。为了人为的改变变压器Ⅱ的阻抗电压，在变压器Ⅱ的副方串入电抗X（或电阻R），X选用DT22。要注意选用RL 和X（或R）的允许电流应大于实验时实际流过的电流。电压和电流表选用DT01(DT11\DT12)。
1,两台三相变压器空载投入并联运行的步骤。
（1）检查变比和连接组接通电源前，先打开S1、S2,合上S3,然后接通电源，调节变压器输入电压至额定电压。测出变压器副方电压，若电压相等，则变比相同，测出副方对应相的两端点间的电压若电压均为零，则联接组相同。
投入并联运行在满足变比相等和联接组相同的条件后，合上开关S1，即投入并联运行。
2,阻抗电压相等的两台三相变压器并联运行。
投入并联后，合上负载开关S2，在保持U1=U1N不变的条件下，逐次增加负载电流，直至其中一台输出电流达到额定值为止，测取I、IⅠ、IⅡ，共取5～6组数据，记录于表2－26中。
表2－26
I1 （A）
I2 （A）
I （A）
3,阻抗电压不相等的两台三相变压器并联运行。
打开短路开关S3，在变压器IⅡ 的副方串入电抗X（或电阻R），X的数值可根据需要调节。重复前面实验，测取I、IⅠ、IⅡ,共取5～6组数据，记录于表3－27中。
表3－27
I1 （A）
I2 （A）
I （A）
五、实验报告
1,根据实验（2）的数据，画出负载分配曲线I1=f (I) 及IⅡ = f (I)。
2,根据实验（3）的数据，画出负载分配曲线I2=f (I) 及IⅡ = f (I)。
3,分析实验中阻抗电压对负载分配的影响。
第四部分 异步电机实验一 三相鼠笼式异步电动机的参数测定实验目的了解三相鼠笼式异步电动机测定三相鼠笼式异步电动机的参数预习要点鼠笼式异步电动机的等效电路有那些参数？他们的物理意义是什么？
异步电动机参数的测定方法实验项目测量定子绕组的冷态电阻判定定子绕组的首末端空载实验短路实验实验线路及操作步骤
选用的三相鼠笼式异步电动机编号为D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。
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（自备）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（这里指室温）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，可计算基温定子相电阻。
伏安法用伏安法测定电阻时所选用的仪表设备有：24伏直流电源（DT03），开关（DT26），直流电流表和直流电压表（DT10），可变电阻箱（DT20）
测量线路图为图4－1。
量程的选择：测量时通过定子绕组的电流约为电机额定电流的10％，因此直流电流表的量程选为100毫安。直流电压表量程选为20伏。可变电阻器R的阻值可选900Ω（0.41A）。
按图4－1接线。可变电阻器阻值调至最大，接通开关S1，调节可变电阻器使试验电流不超过电机额定电流的10％（为了防止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。
每一绕组电阻测量三次，取其平均值，作为定子绕组的电阻，记录于表4－1中。
表4－1
绕组一
绕组二
绕组三
I(A)
U(V)
R(Ω)
注意事项
①、在测量时，电动机的转子必须静止不动。
②、测量通电时间不应超过1分钟。
电桥法用单臂电桥（自备）测量电阻时，应先将刻度盘旋到电桥能大致平衡的位置，然后按下电源按钮，接通电源，等电桥中的电源达到稳定后，方可接入检流计。测量完毕，应先断开检流计，再断开电源，以免检流计受到冲击。记录数据于表4－2中。
电桥法测定绕组直流电阻准确度及灵敏度高，并有直接读数的优点。
表4－2
绕组一
绕组二
绕组三
R(Ω)
判定定子绕组的首末端直流感应法按图4－2接线，将32伏直流电源分别加在两绕组上，最后一相绕组的两端跨接一只直流毫伏表（DT10上），毫伏表量程选择为20伏。当接通开关S1瞬间观察直流毫伏表的偏转方向，如果电源负极分别与V2、W3端接触时，表的偏转方向相同，则V2、W3端为同名端。同样方法可判断第三绕组同名端情况。
交流电压表先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意两相绕组串联，施以单相低电压U=80-100V，注意电流不应超出额定值，如图4－3所示，测出第三相绕组的电压（电压表选用DT01，量程选择为20伏），如测得的电压有一定的读数，表示两相绕组的首端与末端相联；反之，如测得的电压近似为零，则表示两相绕组的首端与首端（或末端与末端）相联，用同样方法测出第三相绕组的首末端。
空载实验空载实验时所用的仪器设备有：电机导轨，功率表（DT01），交流电流表（DT01），交流电压表（DT01）。
测量线路图见图4－4，电机绕组△接法。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A。
安装电机时，空载实验时电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
按图4－4接线。
实验前首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使电机起动旋转，注意观察电机旋转的方向。调整电源相序，使电机旋转方向符合测功机加载的要求（右视机组，电机旋转应为顺时针方向）。注意：调整相序时，必须切断电源。
仍然将三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，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实验。去掉电流短接导线。调节电源电压由1.2 倍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。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7～9组数据，记录于表4－3中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：空载实验读取数据时，在额定电压附近应多测几点。
表4－3
序号
U(V)
I(A)
P(W)
COSφ
UAB
UBC
UCA
U0
IA
IB
IC
I0
PⅠ
PⅡ
P0
COSφ0
4．短路实验
选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－4，电机绕组△接法。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为1A，功率表的量程选为250V、2A
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。并用销钉把测功机的定子和转子销住。
实验时首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使之逐渐升压至短路电流到1.2倍额定电流，然后逐渐降压至0.3倍额定电流为止。在这范围内读取短路电压、短路电流、短路功率共4～5组数据，记录于表4－4中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：电机转向应符合测功机加载要求。实验时控制调节电压大小，并尽量减少电机实验时间。
表4－4
序号
U(V)
I(A)
P(W)
COSφ
UAB
UBC
UCA
UK
IA
IB
IC
IK
PⅠ
PⅡ
PK
COSφK
实验二 三相鼠笼式异步电动机的工作特性实验目的用直接测功法作三相鼠笼式异步电动机的负载实验预习要点实验项目三相鼠笼式异步电动机的负载实验实验线路及操作步骤
选用的三相鼠笼式异步电动机编号为D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。
负载实验时所用的仪器设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
测量接线图同图4－5，电机绕组△接法仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为1A，功率表的量程选为250V、2.5A。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向要符合测功机加载要求，并在实验时要保持电压恒定），去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.25倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取5～6组数据，记录于表4－5中表4－5
序号
异步电动机输入
M2
(N．M)
n
(r/min)
P2
(W)
I(A)
P(W)
IA
IB
IC
I1
PⅠ
PⅡ
P1
注意：测功机加载开始前有一个死区，要注意慢慢旋动加载旋钮，以免电机突然加载，导致电机加载过大。
实验报告课后思考
实验三 三相异步电动机的起动实验实验目的通过实验掌握异步电动机的不同起动方法预习要点复习异步电动机有哪几种起动方法，以及各种起动的技术指标实验项目直接起动星形－三角形（Y-△）起动自耦变压器法降压起动绕线式异步电动机转子串可变电阻器起动实验线路及操作步骤三相鼠笼式异步电动机直接起动实验三相异步电动机选用D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。其他所需设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）。
仪表量程选择为：电压表的量程为250V，电流表的量程为5A
按图4－5接线，电机绕组△接法
安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。然后切断三相电源，等电机完全停止旋转后，再全压接通三相电源，使电机在额定电压下全压起动，电流表受起动电流冲击而偏转，记录电流表瞬时偏转的最大值，此电流值可作为电机起动电流的估计值。
定量确定起动电流值可按以下实验步骤实现：停止电机，将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。用销钉把测功机的定子和转子销住。接通电源，慢慢调节三相可调电源，使电机在堵转状态下的定子电流达2～3倍额定电流，读取此时的电压值UK、电流值IK、转矩值MK，注意：实验通电时间不应超过10秒，以免绕组过热。实验完毕，切断电源，拔出销钉。
对应于额定电压时的起动电流Ist和起动转矩Mst按下式计算：
Ist=(UN/UK)IK
式中 UK――起动实验时的电压值,V
UN――电机额定电压值,V
Mst＝(Ist/IK)2MK
式中IK――起动实验时的电压值,V
UN――电机额定电压值,V
三相鼠笼式异步电动机星形－三角形（Y-△）起动三相异步电动机选用D21，其他设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）、DT31和DT32(继电接触箱)组合仪表量程选用同实验1
实验线路按图4－6
安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，调节三相电源逐渐升压至额定电压，按下起动按钮，使电机成Y接法起动，经过一定时间的延时自动切换成△接法正常运行，整个起动过程结束。延时时间可调节时间继电器控制旋钮。观察起动及Y-△切换过程中电机电流的变化情况，试与其他起动方法作定性比较三相鼠笼式异步电动机自耦变压器降压起动三相异步电动机选用D21，其他设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）、三相可变电抗器（DT22）、DT31、DT32（继电接触）组合仪表量程选用同实验1
实验线路按图4－7，电机绕组△接法安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，调节三相电源逐渐升压至额定电压，按下起动按钮，电机经自耦变压器降压起动，经一定时间的延时自动切换至额定电压正常运行，整个起动过程结束。延时时间可调节时间继电器控制旋钮。另外调节三相电抗D53的大小，可控制电机降压幅度。观察起动时电机电流的变化情况以作定性比较。
三相绕线式异步电动机转子可变串电阻器起动三相绕线式异步电动机选用D15，其额定点P=100W,U=220V(Y)，I=0.55A,n=1420r/m。其他所需设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）,绕线电机调节电阻(DT05)。
仪表量程选用同实验1。
实验线路按图4－8，电机绕组Y接法。
安装绕线电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。将绕线电机调节电阻放至阻值最大位置，接通电源，调节三相电源逐渐升压至额定电压，起动电机。改变转子调节电阻大小，直至转子回路短接为止。观察起动和调节过程中的电流和转速的变化情况。
实验报告思考题
实验四 三相异步电动机的调速实验实验目的了解异步电动机降压调速和转子串电阻调速的特点掌握异步电动机降压调速和转子串电阻调速的方法预习要点
实验项目
1．.恒负载转矩下三相鼠笼式异步电动机降低定子电压调速实验
2．.恒负载转矩下三相绕线式异步电动机转子串电阻调速实验实验线路及操作步骤三相鼠笼式异步电动机降低定子电压调速实验三相异步电动机选用D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。其他所需设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）。
仪表量程选择为：电压表的量程为250V，电流表的量程为1A
按图4－5接线，电机绕组△接法安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。慢慢旋动测功机加载旋钮，使电机负载接近于额定负载。记录此时电机定子电压、定子电流、转速和测功机转矩数据；每改变一次三相电源电压，保持电机负载不变，记录上述数据于表4－，共测3～4组数据。改变电机负载，重复以上实验。
表4－
序号
UUV
UVW
UWU
IU
IV
IW
M2
n
P2
三相绕线式异步电动机转子串电阻调速实验三相绕线式异步电动机选用D15，其额定点P=100W,U=220V(Y)，I=0.55A,n=1420r/m。其他所需设备有：电机导轨、交流电压表（DT01B）、交流电流表（DT01B）,绕线电机调节电阻(DT05)。
仪表量程选择为：电压表的量程为250V，电流表的量程为1A
按图4－5接线，电机绕组Y接法。
安装电机使电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。将绕线电机调节电阻放至阻值最小位置，接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。慢慢旋动测功机加载旋钮，使电机负载接近于额定负载。记录此时电机定子电压、定子电流、转速和测功机转矩数据；改变转子绕组调节电阻，保持电机负载，记录上述数据于表4－，共测4组数据。改变电机负载，重复以上实验。
表4－
序号
rst
UUV
UVW
UWU
IU
IV
IW
M2
n
P2
实验报告思考题
实验五 三相异步电动机M~S曲线的测绘实验目的用直接测功法自动测绘异步电动机的转矩～转速特性曲线预习要点实验项目异步电动机的全特性（M~S曲线）实验实验线路及操作步骤被试电机选用的三相鼠笼式异步电动机编号为D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。
实验所需设备有：电机导轨(DT060，交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
实验线路按图4－4接线，电机绕组△接法。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为5A，功率表不用接到线路中去。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至60％额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时电机转速慢慢下降。连续增加负载，直至电机转速下降到300转/分左右为止。在此其间记录定子电压、定子电流、转速、测功机转矩等数据，记录于表4－6中。然后反方向旋动加载旋钮，慢慢减轻负载，直至电机空载。同样记录以上参数，记录于表4－7中。
如果有XY记录仪，可把四芯插座的转速、转矩模拟信号量输给记录仪，重复以上步骤，可自动描绘完整的转矩～转速特性曲线。
表4－6
序号
升速特性
计算值
UN’(V)
I’(A)
M’(N．m)
n(r/min)
UN(V)
M(N．m)
表4－7
序号
降速特性
计算值
UN’(V)
I’(A)
M’(N．m)
n(r/min)
UN(V)
M(N．m)
实验报告思考题
实验六 三相异步电动机温升实验实验目的掌握做异步电动机温升实验方法预习要点电机在运行时有哪几部分损耗？这些损耗最后转化成什么？怎样散失？
电机的温升由哪些因数来决定？怎样测定？测定的是什么温升？
实验项目冷却介质温度的测定用伏安法来测量定子绕组的冷态电阻在直接负载下，用电阻法测量定子绕组的平均温升用温度计法来测量定子铁芯温升实验线路及操作步骤实验选用电动机建议用三相鼠笼式异步电动机D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.48A,n=1420r/m。
冷却介质温度的测定用温度计置于电动机周围，其球部高度应与电动机中心高度在一水平面上，离电动机1～2米进行测量。温度计应放置在冷却空气进入电动机的途径中，并应防止受外来辐射热和空气流的影响。记录冷却介质温度。
用伏安法测量定子绕组冷态电阻测量方法具体见实验一，记录当时室温。
在直接负载下，用电阻法测量定子绕组的平均温升实验所需设备有：电机导轨(DT06)，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
实验线路按图4－5接线，电机绕组△接法。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向符合测功机加载要求）。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载至额定负载，且保持恒定，直至电动机各部分的温度达到实际稳定状态为止。
断开三相电源（立即开始计时），待电机停止旋转时立即将开关S拨到测量电阻的位置，记录时间及相应电阻值（第一点测量应尽可能的短，一般应不超过30秒），接着每相隔一定时间测一次电阻值，测量点数不少于5点。记录于表4－中注意：因测量电阻值是实际每相绕组电阻2/3，故换算到实际每相绕组值应乘1.5倍。
序号
r1（Ω）
t（s）
用温度计法来测量定子铁芯温升在3实验中，在断开三相电源前用酒精温度计直接测量定子铁芯温度。
实验报告计算定子绕组平均温升，画出曲线r1＝f（t）
实验七 三相异步电动机作发电机运行实验目的用实验方法选配电容和测出异步电机作发电机运行时的工作特性预习要点异步电机作发电机运行时自励电容器的估算异步电机作发电机运行时的工作特性实验项目异步电机空载实验实测异步电动机作发电机运行时的工作特性实验线路及操作步骤实验选用电动机建议用三相鼠笼式异步电动机D21，其额定点P=100W,U=220V(△)，I=0.64A,n=1430r/m。
1．空载实验空载实验时所用的仪器设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
测量线路图见图4－4，电机绕组△接法.
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A。
实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，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实验。去掉电流短接导线。读取此时的空载电压、空载电流、空载功率值。
由以上空载实验数据计算所需自励电容器的电容量：
每相空载电流 I0=I0e/3
式中 I0――空载实验时空载线电流，A。
空载实验时的功率因数 cos=P0/(3U0I0)
式中 P0――空载实验时的输入功率，W；
U0――空载实验时的相电压，V。
无功励磁电流的估算：
I0m=I0sin
当空载自励产生额定电压时所需自励电容的估算：
I0m=220/(1/ωC)=220ωC
所以 C＝I0m/(220ω)
实测异步电动机作发电机运行时的工作特性实验时所用的仪器设备有：电机导轨(DT06)，直流并励电动机（D17），功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B），三相可调电阻器（DT20），三相可变电容器（DT23），开关（DT26），220V电源(DT02)，电枢电阻（0～90Ω—DT04），励磁电阻（0～3000Ω—DT04）。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为1A，功率表的量程选为250V、2A。
安装电机使直流电动机和测功机同轴联接，使异步电机和直流电机同轴联接，旋紧固定螺丝。
测量线路图见图4－4，电机绕组△接法。
先将三相可变电阻器调至电阻最大值，并打开开关S，起动直流电动机，调节直流电动机转速达1500转/分，调节电容器使异步电机自励发出电压220伏左右，保持转速恒定，合上开关S，调节三相可变电阻器负载，同时调节电容器，使电压仍保持220伏左右。保持电压不变，从额定电流开始调至打开开关S为止，其间测量电机电压、电机电流、电机功率和自励电容数据，记录于表4－中。
序号
U2
I2
C
P2
实验报告由空载实验数据估算电机自励电容。
研究异步发电机的工作特性。
对异步发电机加以评价。
思考题自励电容估算值和实际值是否有差别？这差别是怎样造成的？
实验八 单相电阻起动异步电动机实验目的用实验方法测定单相电阻起动异步电动机的技术指标及参数预习要点单相电阻起动异步电动机有哪些技术指标和参数这些技术指标怎样测定？参数怎样测定？
实验项目测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻空载实验短路实验负载实验实验线路及操作步骤选用的单相电阻起动异步电动机编号为D22，其额定点P=90W,U=220V，I=1.45A,n=1450r/m。
分别测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻测量方法具体见实验一，记录当时室温。
空载实验实验所需设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A。
安装电机时，空载实验时电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
按图4－接线。
实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，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实验。去掉电流短接导线。调节电源电压由1.2倍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。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7～9组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
U0（V）
I0（A）
P0（W）
短路实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为5A
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。并用销钉把测功机的定子和转子销住。
调整绕组联接使电机转向符合测功机加载要求。将功率表电流线圈短接。实验时首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使之逐渐升压至0.5倍额定电压，然后逐渐降压至短路电流接近额定电流为止。在这范围内读取短路电压、短路电流、短路转矩共5～7组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：测取每组读数时，通电持续时间不应超过5秒，以免绕组过热及热继电器过流动作。
表4－
序号
UK（V）
IK（A）
MK（N．M）
转子绕组等值电阻的测定：副绕组脱开，主绕组加低电压使绕组中的电流等于或接近额定值，测取电压UK0，电流IK0及功率P1K0
负载实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－8
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为300V，交流电流表的量程选为2.5A，功率表的量程选为300V、2A、cosφ=1。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向要符合测功机加载要求，并在实验时要保持电压恒定），去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
实验报告思考题
实验九 单相电容起动异步电动机实验目的用实验方法测定单相电容起动异步电动机的技术指标及参数预习要点单相电容起动异步电动机有哪些技术指标和参数这些技术指标怎样测定？参数怎样测定？
实验项目测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻
2．空载实验
3．短路实验
4．负载实验实验线路及操作步骤选用的单相电容起动异步电动机编号为D23，其额定点P=90W,U=220V，I=1.45A,n=1440r/m。
1．分别测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻测量方法具体见实验一，记录当时室温。
2．空载实验实验所需设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B），可变电容器DT23。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A,电容器选择电容值为39μF。
安装电机时，空载实验时电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
按图4－接线。
实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，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实验。去掉电流短接导线。调节电源电压由1.2倍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。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7～9组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
U0（V）
I0（A）
P0（W）
短路实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程为5A，电容器选择电容值为39μF。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。并用销钉把测功机的定子和转子销住。
调整绕组联接使电机转向符合测功机加载要求。将功率表电流线圈短接。实验时首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使之逐渐升压至额定电压（注意电流表不超过5A），然后逐渐降压至短路电流接近额定电流为止。在这范围内读取短路电压、短路电流、短路转矩共5～7组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：测取每组读数时，通电持续时间不应超过5秒，以免绕组过热及热继电器过流动作。
表4－
序号
UK（V）
IK（A）
MK（N．M）
转子绕组等值电阻的测定：副绕组脱开，主绕组加低电压使绕组中的电流等于或接近额定值，测取电压UK0，电流IK0及功率P1K0
负载实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为2.5A，功率表的量程选为250V、2A，电容器选择电容值为39μF。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向要符合测功机加载要求，并在实验时要保持电压恒定），去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
五、实验报告六、思考题
实验十 单相电容运转异步电动机实验目的用实验方法测定单相电容运转异步电动机的技术指标及参数预习要点单相电容运转异步电动机有哪些技术指标和参数这些技术指标怎样测定？参数怎样测定？
实验项目
1．测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻
2．有效匝数比的测定
3．空载实验
4．短路实验
5．负载实验实验线路及操作步骤选用的单相电容起动异步电动机编号为D24，其额定点P=120W,U=220V，I=1A,n=1430r/m。
1．分别测量电机定子主、副绕组的实际冷态电阻测量方法具体见实验一，记录当时室温。
2．有效匝数比的测定实验所需设备有：电机导轨(DT06)，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B），可变电容器（DT23），开关（DT26）。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为0.5A，功率表的量程选为250V、0.5A，电容器选择电容值为4μF
安装电机时，电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝按图4－接线实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压至额定电压，起动电机，断开开关S1（将副绕组开路），去掉电流短接导线。测量副绕组的感应电势Ea；断开三相电源，停止电机，并把三相电源调至零位，打开开关S2（将主绕组开路），将1.25×Ea电压加于电机副绕组上，测量此时的主绕组感应电势Em。实验完毕，断开电源。根据测量值代入下式计算有效匝数比：
绕组的有效匝数比K=
3．空载实验实验所需设备同有效匝数比实验仪表量程选择同有效匝数比实验安装电机时，空载实验时电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
按图4－接线。
实验前首先把三相电源调至零位，短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，打开开关S1（将副绕组开路）。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实验。去掉电流短接导线。调节电源电压由1.2倍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。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7～9组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
U0（V）
I0（A）
P0（W）
4．短路实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为150V，交流电流表的量程为5A，电容器选择电容值为4μF。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。并用销钉把测功机的定子和转子销住。
调整绕组联接使电机转向符合测功机加载要求。将功率表电流线圈短接。实验时首先把三相电源调至零位，然后接通电源，慢慢地调节三相交流可调电源使之逐渐升压至额定电压（注意电流表不超过5A），然后逐渐降压至短路电流接近额定电流为止。在这范围内读取短路电压、短路电流、短路转矩共5～7组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
注意：测取每组读数时，通电持续时间不应超过5秒，以免绕组过热及热继电器过流动作。
表4－
序号
UK（V）
IK（A）
MK（N．M）
转子绕组等值电阻的测定：副绕组脱开，主绕组加低电压使绕组中的电流等于或接近额定值，测取电压UK0，电流IK0及功率P1K0
5．负载实验选用设备同空载实验。
测量接线图同图4－
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为2.5A，功率表的量程选为250V、2A，电容器选择电容值为4μF。
安装电机，将电机与测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，逐渐升高电压，起动电机，调节三相电源使之逐渐升压至额定电压（注意电机转向要符合测功机加载要求，并在实验时要保持电压恒定），去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
五、实验报告六、思考题
实验十一 双速异步电动机实验目的用实验方法测定两种转速的工作特性，从而加深对变极调速原理的理解预习要点变极调速原理两种工作特性的测试方法实验项目二极电机时的工作特性测试四极电机时的工作特性测试实验线路及操作步骤选用的三相双速异步电动机编号为D25，其额定点P=120/90W,U=220V，I=0.7/0.7A,n=2900/1450r/m。
二极电机时的工作特性测试实验所需设备有：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B），DT31\DT32(继电接触控制箱)的组合。
仪表量程选择为：交流电压表的量程选为250V，交流电流表的量程选为1A，功率表的量程选为250V、2A。
安装电机时，电机和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝按图4－接线将转速表量程选择为3600转/分，将三相电源调至零位，测功机旋钮旋至最小位置。短接电流表及功率表电流线圈。接通电源，调节三相电压至电机额定电压。按二极起动按钮，这时电机在二极状态下空载起动，调节电源相序使电机转向符合测功机加载要求。去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
四极电机时的工作特性测试仍将电流线圈短接，在三相电源为电机额定电压时，按四极起动按钮，这时电机在四极状态下空载起动，去掉电流短接导线。逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，这时异步电动机的定子电流也逐渐上升，直至电流上升到1.1倍额定电流。从这点负载开始，逐渐减少负载直至空载，在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、测功机转矩等数据，共读取6～8组数据，记录于表4－中。实验完毕，按下三相电源停止按钮开关，停止电机。
表4－
序号
I（A）
P1（W）
M2（N．M）
n（r/min）
实验报告电机二极运行时的工作特性电机四极运行时的工作特性对这变极调速加以评价思考题
第五部分 同步电机
实验一 三相同步发电机的运行特性
一、实验目的用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性。
由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。
二、预习要点
1．同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？
2．这些基本特性各在什么情况下测得？
3．怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？
三、实验项目
1．测定电枢绕组实际冷态直流电阻。
2．空载试验。
三相短路试验。
纯电感负载试验。
5．外特性。
6．调整特性。
四、实验线路及操作步骤被试电机为：三相凸极式同步电机D16。
1．测定电枢绕组实际冷态直流电阻采用伏安法，测量与计算方法参见第四部分实验一。
2．空载试验选用设备有：原动机D17并励直流电动机，交流电压表DT01B，交流电流表DT01B，开关DT26，三相可变电抗器DT22，可变电阻器DT20、DT21，直流电流表DT10，32伏（或24伏）直流稳压电源DT03，励磁调节电阻、电枢调节电阻（DT04）。
实验线路如图5－1，同步机定子绕组Y形接法。
电压表选择为250V，交流电流表选为0.5A，直流电流表选为5A。
安装电机使并励直流电动机D17和测功机同轴联接，旋紧固定螺钉，使凸极式同步发电机D16和并励直流电动机D17同轴联接，旋紧固定螺钉。
按5－1接线，其中可变电阻器R1用DT21中两只并联再和两只串联连接。
图5-1 三相同步发电机接线图调节可变电阻器使阻值至最大，调节DT04电枢调节电阻Rst至最大，励磁调节电阻Rf至最小，把开关S、S1拨至断开位置，测功机励磁加载退至零位，按下控制屏DT01起动按钮，启动DT02（220伏）直流电源，调Rst至最小，并调节Rf使电机转速达到同步发电机的额定转速1500转/分并保持恒定；启动DT03同步电机励磁直流电源，调节可变电阻器R1，读同步发电机励磁电流和相应的输出电压。调节可变电阻器R1时必须单方向调节，即为从励磁电流If等于零开始逐步减小电阻使If单调递增直至输出电压UO≈1.3UN为止，而后逐步增加电阻使If单调减少直至If等于零为止。读取励磁电流和相应的空载电压，共取7～9组数据并记录于表5-1中。
表5-1 I＝0； n＝nN＝1500r／min
序 号
UO（V）
If（A）
在用实验方法测定同步发电机的空载特性时，由于转子磁路中剩磁情况的不同，当改变励磁电流If从零到某一最大值，再反过来由此最大值减小到零时将得到上升和下降的二条不同曲线，如图5-2。
二条曲线的出现，反映铁磁材料中的磁带现象。测定参数时使用下降曲线，其最高点取UO≈1.3UN，如剩磁电压较高，可延长曲线的直线部分使与横轴相交，则交点的横座标绝对值Δif0应作为校正量。在所有试验测得的励磁电流数据上加上此值，即得通过原点之校正曲线，如图5-3所示。
注意事项：
(1) 调节可变电阻器R1时，应按电流的大小，选择串联或并联电阻的调节，而且必须单方向调节。
(2) 转速要保持恒定。
(3) 在额定电压附近读数相应多些。
3．三相短路试验调节可变电阻器R1使阻值达最大，调节电机转速达额定转速1500转/分，且保持恒定，把开关S、S1闭合于短路位置，启动DT03直流励磁电源，调节可变电阻器R1，使同步发电机定子电流达1.2倍额定电流，读取励磁电流值和相应的定子电流值，增加可变电阻使励磁电流和定子电流减小直至励磁电流为零，读取励磁电流和相应的定子电流，取4~5组数据并记录于表5-2中。
表5-2 U=0V； n=nN=1500r/min
序 号
Ik（V）
If（A）
注意：调节电流时必须保持电机转速恒定且为额定值。
4．纯电感负载试验调节可变电阻器R1使阻值达最大，调节可变电抗器使阻抗达最大，调节DT04励磁电路可变电阻器使电机转速达额定值1500转/分且保持恒定，把开关S打开，S1闭合到可变电抗器负载端，调节可变电阻器R1和可变电抗器使同步发电机端电压接近于1.1倍额定电压且电流为额定电流，读取端电压值和励磁电流值。每次调节励磁电流使电机端电压减小且调节可变电抗器使定子电流值保持恒定为额定电流，直至端电压为零，共读取7~9组数据并读取端电压和相应的励磁电流，记录数据于表5-3中。
表5-3 n=nN=1500r/min I=IN= A
序 号
U（V）
If（A）
注意：调节励磁电流和可变电抗器时必须保持定子电流为额定值。
测同步发电机在纯电阻负载时的外特性
R1用三相可变电阻器DT20
三相可变电阻器R1接成三相Y接法，每相由两瓷盘电阻并联而成，调节其阻值为最大值，把开关S1打开，S闭合在负载电阻端，调节电机转速达同步发电机额定转速1500转/分。而且保持转速恒定，启动DT03直流励磁电源。调节可变电阻器R1和负载电阻RL使同步发电机的端电压达额定值220伏且负载电流亦达额定值，保持这时的同步发电机励磁电流恒定不变，调节负载电阻RL，测同步发电机端电压和相应的负载电流，当负载电阻阻值不够大时，二瓷盘电阻可由并联改成单个再改成串联使用，调节负载电流直至减小到零测出整条外特性。记录4~5组数据于表5-4中。
表5-4 n=nN=1500r/min ； I=If= A ； cosΦ=1
序 号
U（V）
I（A）
注意：实测外特性时必须保持电机转速恒定且为额定值，保持同步发电机励磁电流恒定，且三相电流平衡。
测同步发电机在负载功率因数为0.8时的外特性**
在图5-1中接入功率因数表，把可变电阻负载RL和可变电抗负载DT22并联使用作负载。
调节可变负载电阻DT21使阻值达最大，调节可变电抗器DT22使阻值达最大值，闭合开关S、S1，调节可变电阻器R1使其阻值为最大值，调节DT04励磁电路可变电阻使其阻值为最小值，启动DT02 （220伏）直流稳压电源，调节DT04励磁电路可变电阻使电机转速达同步发电机额定转速1500转/分，且保持转速恒定，启动32伏直流电源DT03，调节可变电阻器R1和负载电阻RL及可变电抗器DT22，使同步发电机的端电压达额定值220伏且负载电流达额定值且功率因数为0.8，保持这时的同步发电机励磁电流恒定不变，调节负载电阻R1和可变电抗器DT22使负载电流改变而功率因数保持不变为0.8，测发电机端电压和相应的负载电流，测出整条外特性。记录4~5组数据于表5-5中。
表5-5 n=nN=1500r/min If= A；
序 号
U（V）
I（A）
注意：实测外特性时必须保持电机转速恒定且为额定值，保持同步发电机励磁电流恒定。三相电流平衡。
测同步发电机在纯电阻负载时的调整特性仍把开关S闭合在电阻负载端，调节可变电阻负载RL使阻值达最大，电机转速仍为额定转速1500转/分且保持恒定，调节可变电阻器R1使发电机端电压达额定值220伏且保持恒定。调节可变负载电阻RL改变负载电流，读取为了保持电压恒定相应的励磁电流，测出整条调整特性。记录数据4~5组于表5-6中。
表4-6 U=UN=220V； n=nN=1500r/min cosΦ=1
序 号
U（V）
If（A）
注意：测调整特性时必须保持电机转速为额定值，保持同步发电机端电压为额定值。三相电流为平衡电流。
五、实验报告根据实验数据绘出同步发电机的空载特性。
根据实验数据绘出同步发电机短路特性。
根据实验数据绘出同步发电机的纯电感负载特性。
根据实验数据绘出同步发电机的外特性。
根据实验数据绘出同步发电机的调整特性。
由空载特性和短路特性求取电机定子漏抗Xσ和特性三角形。
由零功率因数特性和空载特性确定电机定子保梯电抗。
利用空载特性和短路特性确定同步电机的直轴同步电抗Xd(不饱和值)。
利用空载特性和纯电感负载特性确定同步电机的直轴同步电抗Xd(饱和值)。
10．求短路比。
11．由外特性试验数据求取电压调整率ΔU%。
六、思考题
1．定子漏抗Xσ和保梯电抗Xp它们各代表什么参数？它们的差别是怎样产生的？
2．空载特性和特性三角形用作图法求得的零功率因数的负载特性和实测特性是否有差别？造成这差别的因素是什么？
实验二 三相同步发电机的并联运行
一、实验目的
1．掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。
2．掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。
二、预习要点
1．三相同步发电机投入电网并联运行有哪些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？
2．三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？
三、实验项目
1．用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
2．用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
3．三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。
4．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节。
测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。
测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。
四、实验线路及操作步骤被试电机为三相凸极式同步电机D16。
1．用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行三相同步发电机与电网并联运行必须满足下列条件：
发电机的频率和电网频率要相同，即fⅡ=f1；
发电机和电网电压大小、相位要相同，即EOⅡ=U1；
发电机和电网的相序要相同。
为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。
选用设备有：原动机为D17并励直流电动机，DT04磁场调节电阻、电枢调节电阻，三相凸极式同步电机D16，32伏直流稳压电源DT03，直流电流表DT01B，并车开关DT26，可变电阻器DT21，交流电压表DT01B，交流电流表DT01B，功率表DT01B，功率因数表DT01B，整步表DT24。
实验线路图如图5-4。
图5-4 三相同步发电机的并联运行
交流电流表的量程选择为0.5A，功率因数表的量程选择为2A、250V，功率表量程选择为2A、250V及，直流电流表量程选择为2.5A，交流电压表量程根据所测不同的电压选择合适的量程。安装并励直流电动机D17使它和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝，安装凸极式三相同步电机D16使和并励直流电动机D17同轴联接，旋紧固定螺丝。
按图5-4接线，其中可变电阻器R1用DT21的两只串联和两只并联再相互串联，调节时应按电流的大小，选择串联或并联电阻的调节。
调节可变电阻器R1到阻值最大的位置，DT01测功机加载退至零，按下控制屏与试验台DT01的启动按钮使接上电源，调节控制屏的电源调压器使升压至额定电压220伏，启动直流电机并使电机转速达额定转速1500转/分，启动DT03直流励磁电源，开关S1闭合到同步发电机端(图示右端)，调节可变电阻器R1使同步发电机发出额定电压，观察DT24相灯，若三相相灯依次明灭形成旋转灯光则表示发电机和电网相序相同，若三相相灯同时发亮、同时熄灭则表示发电机和电网相序不相同，若发电机和电网相序不相同则停机，改变相序后按前述方法重新起动，当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁使同步发电机电压和电网(电源)电压相同，且同时调节原动机转速使三相相灯依次明灭旋转的速度降至最慢，待A相相灯熄灭时按下并车开关DT26启动按钮，这时交流接触器吸合把同步发电机投入电网并联运行。亦可按下DT24“并车”按钮使整步表接通，利用整步表的指示操作DT26启动按钮把同步发电机投入电网并联运行。
2．用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
在相序相同的条件下，把开关S闭合到励磁端(图示右端)，调节可变电阻器R2使其阻值约为三相同步发电机励磁绕组电阻的10倍(约90欧姆)，启动直流电机并使电机升速到接近同步转速(1425~1575转/分之间)，启动32伏直流励磁电源(DT03)，调节发电机电压约等于电网电压220伏，把S闭合到R2端，按下并车开关DT26启动按钮交流接触器吸合，把开关S闭合到励磁端，这时电机利用“自整步作用”使它迅速被牵入同步。
3．三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行，调节发电机的励磁电流及原动机D17的励磁电流使同步发电机定子电流接近于零，这时相应的同步发电机励磁电流If=If0保持这励磁电流不变，调节DT04励磁调节电阻使阻值增加，这时同步发电机输出功率P2增加，在同步机定子电流接近于零到额定电流的范围内读取三相电流、三相功率、功率因数共5~6组数据。数据记录于表5-7。
表5-7 U= V； If0= A
序号
输出电流(A)
输出功率(W)
功率因数
IA
IB
IC
I
PⅠ
PⅡ
P2
cosΦ
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
P2＝PⅠ＋PⅡ
4．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。
(1) 测取当输出功率等于零时三相同步发电机发电机的V形曲线。
按上述1、2任意一种方法把同步电机投入电网并联运行，保持同步发电机的输出功率P2≈0，先增加同步发电机励磁电流If，使同步发电机定子电流上升到额定电流，记录此点励磁电流、电枢电流、功率因数，减小同步发电机励磁电流If使电枢电流减小到最小值，记录此点数据，继续减小同步发电机励磁电流，这时电枢电流又将增大直至额定电流，在这过励和欠励情况下读取5~6组数据。记录于表5-8中。
表4-8 n= r/min； U= V； P2≈0W
序号
输出电流(A)
励磁电流(A)
功率因数
IA
IB
IC
I
If
cosΦ
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
(2) 测取当输出功率等于0.5倍额定功率时在相同步发电机的V形曲线。
按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行，保持同步发电机的输出功率P2=0.5倍额定功率，增加同步发电机励磁电流If，使同步发电机定子电流上升到额定电流，记录此点励磁电流、电枢电流、功率因数，减小同步发电机励磁电流If使电枢电流减小到最小值，记录此点数据，继续减小同步发电机励磁电流，这时电枢电流又将增大直至额定电流，在这过励和欠励情况下读取5~6组数据并记录于表5-9中。
表4-9 n= r/min； U= V； P2≈0.5PN
序号
三相电流(A)
励磁电流(A)
功率因数
IA
IB
IC
I
Ii
cosΦ
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3 （A）
五、实验报告
1．评述准确同步法和自同步法的优缺点。
2．试述并联运行条件下不满足时并网将引起什么后果？
3．试述三相同步发电机和电网并联运行时有功功率和无功功率的调节方法。
4．画出P2≈0和P2≈0.5倍额定功率时同步发电机的V形曲线，并加以说明。
六、思考题
1．自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先把同步发电机的励磁绕组串入10倍励磁绕组电阻值的附加电阻组成回路的作用是什么？
2．自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行时先由原动机把同步发电机带动旋转到接近同步转速(1475~1525转/分之间)然后并入电网，若转速太低并车将产生什么情况？
实验三 三相同步电动机
一、实验目的
1．掌握三相同步电动机的异步起动方法。
2．测取三相同步电动机的V形曲线。
3．测取三相同步电动机的工作特性。
二、预习要点
1．三相同步电动机异步起动的原理及操作步骤
2．三相同步电动机的V形曲线是怎样的？怎样作为无功发电机(调相机)？
3．三相同步电动机的工作特性怎样？怎样测取？
三、实验项目
1．三相同步电动机的异步起动。
2．测取三相同步电动机输出功率P2≈0时的V形曲线。
3．测取三相同步电动机输出功率P2=0.5倍额定功率时的V形曲线。
4．测取三相同步电动机的工作特性。
四、实验线路及操作步骤被试电机为凸极式三相同步电动机D16。
1．三相同步电动机的异步起动选用设备有：交流电压表DT01B，功率表DT01B，直流电源DT02，交流电流表DT01B，三相同步电动机D16，直流电流表DT10，开关DT26，可变电阻器DT21。
实验线路图如图5-5。
图5-5 三相同步电动机
交流电压表量程选为250V，功率表量程选择为0.5A、250V、，功率因数表量程选择为0.5A、250V，交流电流表量程选择为0.5A，直流表量程选择为5A。
可变电阻器R2的阻值选择为同步发电机励磁绕组电阻的10倍(约90欧姆)。
可变电阻器R1用DT21的两只串联和两只并联后再互相串联，调节时应按电流的大小，选择串联或并联电阻的调节。
安装电机使同步电动机D16和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。
按照图5-5接线。把功率表电流线圈短接，把功率因数表电流线圈短接，把交流电流表短接，开关S闭合于可变电阻器R2(图示左端)，可变电阻器R1调至阻值约40欧位置，启动32伏直流电源DT03，测功机调压器退至零位，把控制屏DT01的三只调压器分别退到零位，按下控制屏与电机试验台的启动按钮使接通电网，调节控制屏调压器使升压至同步电动机额定电压220伏，观察电机旋转方向，若不符合则调整相序使电机旋转方向符合测功机要求。按下电机试验台起动按钮使同步电动机异步起动，当转速接近同步速时，把开关S迅速从左端转换闭合到右端让同步电动机励磁绕组加直流励磁而强制拉入同步运行，异步起动同步电动机整个起动过程完毕，接通功率表、功率因数表、交流电流表。
2．测取三相同步电动机输出功率P2≈0时的V形曲线按1方法异步起动同步电动机，测功机励磁电流等于零时同步电动机输出功率P2≈0，这时同步电动机的输出功率仅为测功机的机械损耗和由于测功机定子的剩磁在转子中引起的涡流损耗，保持测功机励磁电流为零，调节同步电动机的励磁电流If使If增加，这时同步电动机的电枢电流亦随之增加直至电枢电流达同步电动机的额定值，记录电枢电流和相应的励磁电流、功率因数、输入功率，调节同步电动机的励磁电流If使If逐渐减小，这时电枢电流亦随之减小直至电枢电流达最小值，记录这时的相应数据，继续调小同步电动机的励磁电流，这时同步电动机的电枢电流增大直到电枢电流达额定值，在这过励和欠励范围内读取9~11组数据。数据记录于表5-10。
表5-10 n= r/min； U= V； P2≈0
序号
三 相 电 流
(A)
励磁电流
(A)
功率因数
输入功率(W)
IA
IB
IC
I
If
cosΦ
PⅠ
PⅡ
P
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
P＝ PⅠ＋PⅡ
3．测取三相同步电动机输出功率P2≈0.5倍额定功率时的V形曲线。
按1方法异步起动同步电动机，调节测功机调压器，这时同步电动机输出功率改变，输出功率按下式计算：
P2＝0.105M2n
式中 n—电机转速，r/min；
M2—测功机读数，N·m。
使同步电动机输出功率接近于0.5倍额定功率且保持不变，调节同步电动机的励磁电流If增加，这时同步电动机的电枢电流亦随之增加直到电枢电流达同步电动机的额定电流，记录电枢电流和相应的励磁电流、功率因数、输入功率。调节同步电动机的励磁电流If使If逐渐减小，这时电枢电流亦随之减小直至电枢电流达最小值，记录这时的相应数据，继续调小同步电动机的励磁电流，这时同步电动机的电枢电流反而增大直到电枢电流达额定值，在过励和欠励范围内读取9~11组数据并记录于表5-11中。
表5-11 n= r/min； U= V； P2≈0.5PN
序号
三 相 电 流
(A)
励磁电流
(A)
功率因数
输 入 功 率
(W)
IA
IB
IC
I
If
cosΦ
PⅠ
PⅡ
P
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
P＝ PⅠ＋PⅡ
4．测取三相同步电动机的工作特性按1方法异步起动同步电动机，调节测功机调压器，这时同步电动机输出功率改变，同时调节同步电动机的励磁电流使同步电动机输出功率达额定值时定子电流为落后电流，且功率因数为1，保持此时同步电动机的励磁电流恒定不变，逐渐减小测功机调压器输出电压使同步电动机输出功率逐渐减小直至为零，读取定子电流、输入功率、功率因数、输出转矩、转速，共取6~7组数据并记录于表5-12中。
表5-12 U=UN= V； If= A；n= r/min
序号
同 步 电 动 机 输 入
同 步 机 输 出
IA
(A)
IB
(A)
IC
(A)
I
(A)
PⅠ(W)
PⅡ(W)
P
(W)
cosΦ
(w)
M2
(N·m)
P2
(W)
η
(%)
表中 I＝（IA＋IB＋IC）/3
P＝ PⅠ＋PⅡ
P2＝0.105M2n
η＝（P2/P）×100%
五、实验报告
1．作P2≈0时同步电动机的V形曲线I＝f ( If )，并说明定子电流的性质。
2．作P2≈0.5倍额定功率时同步电动机的V形曲线I＝f ( If )，并说明定子电流的性质。
3．作同步电动机的工作特性曲线：I、P、cosΦ、M2、η= f（P2）
六、思考题
1．同步电动机异步起动时先把同步电动机的励磁绕组经一可调电阻组成回路，这可调电阻的阻值调节在同步电动机的励磁绕值的10倍约90欧姆，这电阻在起动过程中的作用是什么？若这电阻为零时又将怎样？
2．在保持恒定功率输出测取V形曲线时输入功率将有什么变化？为什么？
3．对这台同步电动机的工作特性作一评价。
图一：DT01面板指示图：
二、DT02面板
三、DT03面板图：
四、DT04面板图：
五、DT05面板图：
六、DT10-11-12面板图
DT13面板图：
