实验报告
课程名称：电机学实验指导老师：章玮成绩：__________________
实验名称：异步电机实验实验类型：______________同组学生姓名：杨旭东
一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
一、实验目的
1、测定三相感应电动机的参数
2、 测定三相感应电动机的工作特性
二、实验项目
1、空载试验
2、短路试验
3、负载试验
三、实验线路及操作步骤
电动机编号为D21，其额定数据：PN=100W，UN=220V，IN=0.48A，nN=1420r/min，R=40Ω，定子绕组△接法。
1、空载试验
（1）所用的仪器设备：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
（2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。
（3）仪表量程选择：交流电压表 250V，交流电流表0.5A，功率表250V、0.5A。
（4）试验步骤：
安装电机时，将电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。
试验前先将三相交流可调电源电压调至零位，接通电源，合上起动开S1，缓缓升高电源电压使电机起动旋转，注意观察电机转向应符合测功机加载的要求（右视机组，电机旋转方向为顺时针方向），否则调整电源相序。注意：调整相序时应将电源电压调至零位并切断电源。
接通电源，合上起动开关S1，从零开始缓缓升高电源电压，起动电机，保持电动机在额定电压时空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。
调节电源电压由1.2倍（264V~66V）额定电压开始逐渐降低，直至电机电流或功率显著增大为止，在此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。注意：在额定电压附近应多测几点。
试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机。
表4-3
2、短路试验
（1）所用的仪器设备：同空载试验
（2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。
（3）仪表量程选择：交流电压表 250V，交流电流表1A，功率表250V、2A。
（4）试验步骤：
安装电机时，将电机和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝，并用销钉把测功机的定子和转子销住。
首先将三相电源电压调至零位，接通电源，合上起动开关S1，逐渐升高电源电压至1.2倍额定电流，然后逐渐降压至0.3倍额定电流为止。在此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。
试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机，并拔出销钉。
注意：试验时控制调节电源电压大小，并尽量减小电机试验时间。
3、负载试验
（1）所用的仪器设备：电机导轨，功率表（DT01B），交流电流表（DT01B），交流电压表（DT01B）。
（2）测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。
（3）仪表量程选择：交流电压表 250V，交流电流表1A，功率表250V、2.5A。
（4）试验步骤：
安装电机时，将电机和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝。将三相电源电压调至零位，测功机旋钮调至零位。
接通电源，合上起动开S1，缓缓升高电源电压使电机起动。调节电源电压至额定电压，逐渐旋动测功机加载旋钮，使电机慢慢加载，此时电机的电流逐渐上升，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，在此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。
数据，共读取5~6组数据，记录于表4-5中。
四、实验结果与分析
1. 计算基准工作温度时的相电阻。
基准工作温度的钉子绕组相电阻：
2. 作空载特性曲线 I0、P0、cosφ0=f（U0）
I0=f（U0）
P0=f（U0）
cosφ0=f（U0）
3. 作短路特性曲线Ik、Pk、cosφk=f（Uk）
Ik=f（Uk）
Pk=f（Uk）
cosφk=f（Uk）
4. 由空载和短路试验的数据求取异步电机等效电路中的参数
（1） 由短路试验数据求短路参数
短路阻抗：Zk=Uk/Ik=218.8Ω
短路电阻：Rk=Pk/（3*Ik*Ik）=50.9Ω
短路阻抗：Xk=（Zk^2-Rk^2）^1/2=212.7Ω
转子电阻的折算值：R2’=Rk-R1=1.5Ω
定转子绕组漏电抗：X1δ=X2δ=Xk/2=106.35Ω
（2） 由空载实验数据求激磁回路参数
空载阻抗：Z0=U0/I0=1221.7Ω
空载电阻：r0=P0/（3*I0*I0）=158.3Ω
空载电抗：X0=（Z0^2-r0^2）^1/2=1211.4Ω
激磁电抗：Xm=X0-X1δ=1105.1Ω
激磁电阻：rm=Pfe/(3*I0*I0)=（26.1-16.40）/(3*I0*I0)=92.4Ω
5. 作工作特性曲线 P1、I1、T2、n、η、s、cosφ1=f（P2）。
P1=f（P2）
I1=f（P2）
M2=f（P2）
n=f（P2）
η=f（P2）
s=f（P2）
cosφ1=f（P2）
6. 由损耗分析法求额定负载时的效率
P1=120.62W
Pcu1=10.57W
Pfe=6.7W
S=0.043
Pad=0.005P2
Pmec=16.4W
P1=p2+Pcu1+Pfe+S*Pem+P2
解之得：P2=99.02W
η=P2/P1=82.1%
五、思考题
1、由空载、短路试验所得的数据求取等效电路参数时，有哪些因素会引起误差？
（1）测量仪表本身存在误差；（2）实验条件非理想化，如空载实验不能完全做到真正空载；（3）短路实验中，定子转子电流会急剧增加，绕组发热产生误差；（4）三相并不严格对称，求解时取平均值计算引入误差；（5）求定子热态电阻时取75C°为热态温度，实际电机运行时受运行时间及电机具体状况的影响很可能不是75C°，因此产生了误差；（6）折算时忽略了铁耗功率以及机械损耗
2、从短路特性曲线Ik=f(Uk)形状可以得出哪些结论？
短路电流随电压增大而增大，且与电压成线性关系。
3、试分析由直接负载法和损耗分析法求得的电动机效率各存在什么误差？
（1）直接负载法无法准确的将电机调整为额定电压下，造成误差。且输出功率与转矩只有近似的经验公式，无法精确考虑各个损耗和误差。
（2）损耗分析法附加损耗为近似式，无法求得精确值，存在误差。
第二篇：电机学实验报告
实验一 直流发电机的空载和负载实验
一、 实验目的
实验方法测取并励发电机的空载和外特性
二、 预习要点
并励发电机的空载和负载特性
三、 实验项目
1、 空载特性
在保持
，
的条件下，测取
2、 外特性
在保持，
的条件下，测取
四、 实验设备
DSZ-1型电机系统实验装置
五、 实验线路及操作步骤
（一） 实验线路
实验线路如图所示。图中M为直流串励电动机，G为直流并励发电机，选用D41。M作为G的原动机，用联轴器直接连接。
选用D01面板上励磁调节电阻。直流电压、电流表选用D41。
（二） 操作步骤
1、 起动电动机
（1） 将测功机、串励电动机、并励发电机连接，机组安装好后，用手转动电机检查是否灵活。
（2） 按电路图接线，并检查线路，确认无误。
（3） 将电源电压调至最小，将测功机加载旋钮沿逆时针方向转过一定的角度，使电动机在起动过程中戴上一定的负载。
（4） 接通直流电源的绿色按钮，起动电动机，同时调节电压和测功机加载旋钮，直至
，电动机起动完毕。
2、 测空载特性
（1） 调节测功机的加载旋钮，使发电机转速
。
（2） 在保持开关S断开的条件下，即
，调节
的数值，直至
为止。
（3） 每次测取电机励磁电流
，电压
的数值，共取8组数据，记录于表1中。
3、 测外特性
（1） 调节测功机的加载旋钮，使发电机转速
。
（2） 闭合开关S，保持
，调节
的数值
（3） 每次测取电机负载电流
，电压的数值，共取8组数据，记录于表2中
六、 实验报告
1、 绘制直流并励发电机的空载特性
和外特性曲线
2、 根据绘制的曲线分析并励发电机的空载和外特性曲线特点
实验二 直流串励电动机
一、 实验目的
1、 实验方法测取串励电动机的转速特性和转矩特性。
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、 直流串励电动机的转速特性和转矩特性
2、 串励电动机的调速方法及其注意问题。
三、 实验项目
3、 转速特性和转矩特性
在保持
的条件下，测取
以及
4、 调速特性
（1） 电枢回路串电阻调速
保持和
常数的条件下，测取
（2） 改变主磁通调速
保持和常数及
的条件下，测取
3、 实验设备
DSZ-1型电机系统实验装置
4、 实验线路及操作步骤
（三） 实验线路
实验线路如图所示。图中M为直流串励电动机，选用D41。测功机作为电动机的负载，两者之间用联轴器直接连接。选用D01面板上电枢调节电阻。直流电压、电流表选用D41。
（四） 操作步骤
4、 起动电动机
（5） 将测功机、串励电动机连接，机组安装好后，用手转动电机检查是否灵活。
（6） 按电路图接线，并检查线路，确认无误。
（7） 将电源电压调至最小，调至最大。
（8） 将测功机加载旋钮沿逆时针方向转过一定的角度，使电动机在起动过程中带上一定的负载。
（9） 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。
（10） 调节至0，同时调节电压和测功机加载旋钮，直至
，电动机起动完毕。
5、 测转速特性和转矩特性
（1） 调节测功机的加载旋钮，使发电机转速
。
（2） 在保持开关
的条件下，从
开始，逐次减少负载，直至电动机转速
为止。
（3） 每次测取电机转速
，电流
和转矩
的数值，共取8组数据，记录于表1中。
表1 =_______伏
3、调速特性
（1） 电枢回路串电阻调速
电动机带负载起动后，将至0，同时调节电源电压和负载，使，
，记下此时电动机的、、，在保持以及不变的条件下，逐次增加的阻值，每次测取、、
，共取8组数据，记录于表2中。
表2 =_______伏 =_______
（2） 改变主磁通调速
接通电源前，打开开关S，将和
调至最大值。电动机带负载起动后，调节至0，合上开关S。然后，同时调节电源电压和负载，使，
。记录此时电动机的、、。在保持以及不变的条件下，逐次减小的阻值，直至
为止，每次测取、、，共取8组数据，记录于表3中。
表3 =_______伏 =_______
4、改变电动机的转向
切断电源，将电枢绕组或励磁绕组两端接线对调后，启动电动机，观察电动机转向及转速表指针偏转方向。
5、 实验报告
1、 绘制直流串励电动机的转速特性和转矩特性曲线以及。
2、 绘制串励电动机恒转矩两种调速的特性曲线。试分析在以及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。
实验三 单相变压器
一、实验目的
1．通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。
2．通过负载实验测取变压器的运行特性。
二、预习要点
1．变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？
2．在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？
3．如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。
三、实验项目
1． 空载实验
测取空载特性U0=f(I0), P0=f(U0)。
2． 短路实验
测取空载特性UK=f(IK), PK=f(UK)。
3． 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
1． 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
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
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。
（1） 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
（2） 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
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
1. 计算变比
由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K。
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= 
（3） 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
2. 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℃
4． 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。
5． 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
实验四 三相异步电动机的调速实验
一、 实验目的
1． 了解异步电动机降压调速和转子串电阻调速的特点
2． 掌握异步电动机降压调速和转子串电阻调速的方法
二、 预习要点
三、 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
四、 实验线路及操作步骤
1． 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－
2． 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－
五、 实验报告