n（r/min） d．折掉开关S2的短接线，调节R3，使发电机G的空载电压达到最大（不超过220伏），并且极性与电动机电枢电压相同。 e．保持电枢电源电压U=UN=220V，If=IfN，把开关S2合向“1”端，把R4值减小，直至为零（先调节相串联的900Ω电阻旋钮，调到零用导线短接以免烧毁熔断器）。再调节R3阻值使阻值逐渐增加，电动机M的转速升高，当A1表的电流值为0时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，则电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至电流接近0.8倍额定值（实验中应注意电动机转速不超过2100转/分）。 图5-2 直流他励电动机电动及回馈制动特性测取电动机M的n、Ia，共取5-6组数据填入表5-2中。 表5-2 UN=220伏 IfN= A Ia（A） n（r/min） 见图5-2。
因为T2=CMφI2，而CMφ中为常数，则T∝I2，为简便起见，只要求n=f（Ia）特性，
2．电动及反接制动特性。
在断电的条件下，对图5-1作如下改动：
（1）R1为MEL-09的3000Ω磁场调节电阻，R2为MEL-03 的900Ω电阻，R3不用，R4不变。
（2）S1合向“1”端，S2合向“2”端（短接线拆掉），把发电机G的电枢二个插头对调。 实验步骤：
a．在未上电源前，R1置最小值，R2置300Ω左右，R4置最大值。
b．按前述方法起动电动机，测量发电机G的空载电压是否和直流稳压电源极性相反，若极性相反可把S2含向“1”端。 c．调节R2为900Ω，调节直流电源电压U=UN=220V，调节R1使If=IfN，保持以上值不变，逐渐减小R4阻值，电机减速直至为零，继续减小R4阻值，此时电动机工作于反接制动状态运行（第四象限）； d．再减小R4阻值，直至电动机M的电流接近0.8倍IN，测取电动机在第1、第4象限的n、I2，共取5-6组数据记录于表5-3中。
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图5-3 直流他励电动机电动及反接制动特性表5-3 I2（A） R2=900Ω UN=220V IfN= A n（r/min） 为简便起见，画n=f（Ia），见图5-3。
六．实验注意事项
调节串并联电阻时，要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻，防止电阻过流烧毁熔断丝。
七．实验报告
根据实验数据绘出电动机运行在第一、第二、第四象限的制动特性n=f（Ia）及能耗制动特性n=f（Ia）。 八．思考题
1.回馈制动实验中,如何判别电动机运行在理想空载点?
2.直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变,试问电磁转矩的方向是否也不变? 为什么?
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实验四 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性研究
一．实验目的
了解三相绕线式异步电动机在各种运行状态下的机械特性。
二．预习要点
1．如何利用现有设备测定三相绕线式异步电动机的机械 2．测定各种运行状态下的机械特性应注意哪些问题。
3．如何根据所测得的数据计算被试电机在各种运行状态下的机械特性。
三．实验项目
1．测定三相绕线式异步电动机在电动运行状态和再生发电制功状态下机械特性。 2．测定三相绕线式异步电动机在反接制动运行状态下的机械特性。
四．实验设备及仪器
1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。 2．电机导轨及测速表（MEL-13、MEL-14）
3．直流电压、电流、毫安表（MEL-06或主控制屏上） 4．三相可调电阻器900Ω（MEL-03） 5．三相可调电阻器900Ω（MEL-04） 6．波形测试及开关板（MEL-05）
A4F1900?0.41A900?0.41AF2五．实验方法及步骤
实验线路如图5-5。 M为三相绕线式异步电动机M09，额定电压UN=220伏，Y接法； G为直流并励电动机M03（作他励接法），其UN=220伏，PN=185W RS选用三组90Ω电阻（每组为MEL-04，90Ω电阻） R1选用675Ω电阻（MEL-03中，450Ω电阻和225Ω电阻相串联），如右图。 A3A2F3A1F4B3900?0.41AB2900?0.41AB1F5F6900?0.41AC3900?0.41AC2C1Rf选用3000Ω电阻（电机起动箱中，磁场调节电阻）
V2、A2、mA分别为直流电压、电流、毫安表，采用MEL-06或直流在主控制屏上 V1、A1、W1、W2为交流、电压、电流、功率表，含在主控制屏上 S1选用MEL-05中的双刀双掷开关
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1．测定三相绕线式异步电机电动及再发电制动机械特性
仪表量程及开关、电阻的选择：
（1）V2的量程为300V档，mA的量程为200mA档，A2的量程为2A档。 （2）RS阻值调至零，R1、Rf阻值调至最大。 （3）开关S1合向“2”端。
（4）三相调压旋钮逆时针到底，直流电机励磁电源船形开关和220V直流稳压电源船形开关在断开位置。并且直流稳压电源调节旋扭逆时针到底，使电压输出最小。
实验步骤：
（1）接下绿色“闭合”按钮开关，接通三相交流电源，调节三相交流电压输出为180V（注意观察电机转向是否符合要求），并在以后的实验中保持不变。
（2）接通直流电机励磁电源，调节Rf阻值使If=95mA并保持不变。接通可调直流稳压电源的船形开关和复位开关，在开关S1的“2”端测量电机G的输出电压极性，先使其极性与S1开关“1”端的电枢电源相反。在R1为最大值的条件下，将S1合向“1”端。
（3）调节直流稳压电源和R1的阻值（先调节R1中的450Ω电阻，当减到0时，用导线短接，再调节225Ω电阻，同时调节直流稳压电源），使电动机从堵转（约200转左右）到接近于空载状态，其间测取电机G的Ua、Ia、n及电动机M的交流电流表A、功率表PI、PII的读数。共取8-9组数据记录于5-6中。
表5-6 Ua(A) Ia(A) I1(A) PI(W) U=200V RS=0 If= mA n(r/min) 14
PII(W) （4）当电动机M接近空载而转速不能调高时，将S1含向“2”位置，调换发电机G的电枢极性使其与“直流稳压电源”同极性。调节直流电源使其G的电压值接近相等，将S1合至“1”端，减小R1阻值直至为零（用导线短接900Ω相串联的电阻）。
（5）升高直流电源电压，使电动机M的转速上升，当电机转速为同步转速时，异步电机功率接近于0，继续调高电枢电压，则异步电机从第一象限进入第二象限再生发电制动状态，直至异步电机M的电流接近额定值，测取电动机M的定子电流I1、功率PI、PII，转速n和发电机G的电枢电流Ia，电压Ua，填入表5-7中。
表5-7 Ua(A) Ia(A) I1(A) PI(W) PII(W) U=200伏 If= A n(r/min) 2．电动及反接制动运行状态下的机械特性
在断电的条件下，把RS的三只可调电阻调至90Ω，折除R1的短接导线，并调至最大2250欧，直流发电机G接到S1上的两个接线端对调，使直流发电机输出电压极性和“直流稳压电源”极性相反，开关S1合向左边，逆时针调节可调直流稳压电源调节旋钮到底。
（1）按下绿色“闭合”按钮开关，调节交流电源输出为200伏，合上励磁电源船形开关，调节Rf的阻值，使If=95mA。
（2）按下直流稳压电源的船形开关和复位按钮，起动直流电源，开关S1合向右边，让异步电机M带上负载运行，减小R1阻值（先减小1800欧0.41A，当减至最小时，用导线短接，再接小450欧0.82A），使异步发电机转速下降，直至为零。
（3）继续减小R1阻值或调离电枢电压值，异步电机即进入反向运转状态，直至其电流接近额定值，测取发电机G的电枢电流Ia、电压、Ua值和异步电动机M的定子电流I1、P1、PII、转速n，共取8-9组数据填入表5-8中。
表5-8 Ua(A) Ia(A) I1(A) PI(W) PII(W)
U=200伏 Uf=95mA n(r/min) 六．实验注意事项
1.调节串并联电阻时,要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻,防止电阻器过流引
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电机与拖动实验指导书2015汇总
