⑺． 把S2扳到电源侧“1”（这时R4应是最大值），使发电机也接入电源，电源极性是使
发电机能产生与电动机相同方向的电磁转矩。减小R4到“0 Ω”，并适当调节R3，使电动机电流Ia降到“0.0 A”。这时电动机的运行状态是电动机的理想空载点。把电枢电流和转速计入表2-1。
如果上一步没能测“Ia＝+0.2 A”的点，可在此通过调节R3找到并测该点。 ⑻． 逐渐增大R3阻值（弱磁）使发电机增加出力，转速升高，电动机进入第二象限回馈
制动状态运行。在增大R3的过程中测取电动机电枢电流和转速的数据填入表2-1。注意：机组最高转速不可超过2000转/分。 ⑼． 通过调节R3使发电机励磁电流恢复到正常值Igf＝100mA。 3、 能耗制动状态下的机械特性
⑴． 把R4置最大值，S2置于电源侧1不变。把电动机电枢电阻R2调到“180 Ω”（一个
旋钮置最大，另一个置最小），扳S1使之置于短路线侧“2”。 ⑵． 减小R4阻值，使电机转速上升，直至电动机的电枢电流达到0.8A ，此时电动机工
作于能耗制动状态。然后逐次增大R4阻值使转速降低，测取几组电动机电枢电流和转速的数据填入表2-2。注意电动机电流为负值。测试中必要时可降低电枢电源电压，测完后恢复额定值。
表2－2 能耗制动状态下的机械特性测试数据表
测试条件 电枢电流Ia (A) 转速 n (rpm) Ua＝0V，If ＝110mA ，R2=180Ω ?0.8 ?0.6 ?0.4 ?0.2 0.0 0 4、 电动及反接制动状态下的机械特性测定
⑴． 把电动机电枢电阻R2置最大值“360 Ω”，把R4置最大值，对调S2电源侧1的两
条电源线使发电机产生的磁转矩与电动机方向相反。S1和S2都置于电源侧“1”。 ⑵． 逐渐减小R4阻值，使电机减速直至为零。继续减小R4，使电动机进入“反向”旋
转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机工作于反接制动状态运行，直至电动机的电枢电流达到0.8A 。然后逐次增大R4阻值直至发电机空载（S2置于中间位置），测取6～7组电动机电枢电流和转速的数据填入表2-3。 注意电动机在第四象限运行时转速n为负值。
表2－3 电动及反接制动状态下的机械特性测试数据表
测试条件 Ua＝UN = 220V，If ＝110 mA ，R2 = 360 Ω 电枢电流Ia (A) 转速 n (rpm)
0.8 0.7 0.6 0.5 9
六、注意事项
⑴．每次起动机组时，打开电枢电源之前，必须确保电枢电源调节旋钮在最小位置（逆
时针旋转到底）, 每次断开电枢电源之后要把该旋钮旋转到使输出最小位置。 ⑵．要按实验指导书配电阻，以保证在不改接线情况下顺利做完实验。 ⑶．发电机励磁一定要接并励绕组，错接串励绕组等于给电源短路。 ⑷．所有记录的数据都是电动机的数据，切勿读错表。 七、实验报告要求
根据实验数据绘出电动机的上述三条机械特性n＝?(Ia)，并结合理论课内容和测试过程对特性曲线进行说明。 八、思考题
⑴．回馈制动实验中，如何判别电动机运行在理想空载点？
⑵．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？
⑶．当电动机MD从第一象限运行到第四象限，其转向反了，而电磁转矩方向不变，为
什么？作为负载的MG，从第一到第四象限其电磁转矩方向是否改变？为什么？ ⑷．在电动机反接制动实验中，当电机MD运行在第一象限时，作为负载的电机MG是
运行在什么状态？当MD进入第四象限时，MG又运行在什么状态？
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实验三 单相变压器实验
一、实验目的
⑴．通过空载和短路试验测定变压器的变比和参数。 ⑵．通过负载试验测取变压器的运行特性。 二、预习要点
⑴．变压器的空载和短路试验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方合适？ ⑵．在空载和短路试验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ ⑶．如何用实验方法测定变压器铁耗及铜耗。 三、实验内容
⑴．空载试验 测取空载特性Uo = ?(Io)，Po= ?(Uo)。 ⑵．短路试验 测取短路特性UK = ?(IK)，PK= ?(IK)。
⑶．纯电阻负载试验 保持U1=UN, COSΦ2 = 1的条件下，测取U2= ?(I2)。 ⑷．阻感性负载试验 保持U1=UN， COSΦ2 = 0.8的条件下，测取U2= ?(I2)。 四、实验设备
⑴．RTDJ03 三相组式变压器，其额定值为：
PN＝77W，U1N／U2N＝220／55V，I1N／I2N=0.35／1.4A
⑵．RDJ09／RTDJ21 三相可调电阻器（90Ω）／电感器实验挂箱 ⑶．RTZN08／RTZN09 三相交流电流表／电压表 ⑷．RTZN07智能功率表、功率因数表 IO * U * 三 A W 电相a A P O源调 控压V VV制器
U UAX 屏输O x X 出W 五、实验操作
图3-1 单相变压器空载试验接线图
1、空载试验
⑴．按图3-1接线，注意切断三相可调压交流电源。被试变压器选用RTDJ03中的任意一
只。变压器的低压线圈a－x接电源，高压线圈A－X开路。
⑵．把调压器手柄旋到零位（即将实验台左侧调压器手柄逆时针方向旋转到底，使调压
器输出三相交流电源电压为零）。
⑶．合上实验台总电源开关，按下“启动”按钮，接通调压器输出开关（按下调压器输
出“接通”按钮或将调压器输出钮子开关旋转到水平位置），使实验线路接通交流电源。调节调压器旋钮使被测变压器空载电压Uo = 1.2 UN。
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⑷．逐次降低电源电压，在1.2～0.5UN的范围内，测取变压器的Uo、Io、Po，共测取6-7
组数据。U=UN点必须测数据，并在该点附近测试点分布较密，。
⑸．为了计算变压器的变比，在电压低于UN的点测试时读取副边电压，数据也记录于表
3-1中。
表3-1 变压器空载试验数据记录表
序 号 1 2 3 4 5 6 7 实 验 数 据 Uo（V） 66 60.5 55 49.5 44 35.7 27.5 Io（A） Po（W） UAX（V） 计算数据 COSΦo
⑹．测完数据后，断开调压器输出开关（按下调压器输出“断开”按钮或将调压器输出
钮子开关旋转到垂直位置），按下控制屏上的“停止”按钮，使实验线路和设备断电。把调压器手柄旋到零位。 2、短路试验
⑴．按图3-2接线。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短路。在电源引线端串入
电阻是为了降低变压器短路电流对调压器输出电压变化的敏感性，可取Rw＝90～180Ω，使用RTDJ37中间的电阻。注意：改接线路时要先关断电源。
⑵．把调压器手柄旋到零位，按下“启动”按钮，接通调压器输出开关。逐次缓慢增加
变压器电压，直到短路电流等于1.1 IN为止，在“（1.1～0.2）IN”范围内测取变压器的UK、IK、PK。测取5～6组数据记录于表
* 3-2中，IK=IN点必须三U IK A A a W 电相测。 * PK 源调? 注意：本实验应在尽控压制器V V 量短时间内完成，因
屏输UK x 为变压器的绕组很快出W RW X 就发热，使绕组电阻增大，读数产生偏差。
图3-2 单相变压器短路试验接线图
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表3-2 变压器短路试验数据记录表
序 号 1 2 3 4 5 6
3、纯电阻性负载试验
⑴．实验线路如图3-3所示。变压器高压线圈接电源，低压线圈接负载电阻Rz。Rz取
RTDJ09中的四只90Ω电阻串联，并将其调到最大。功率因数表取自RTZN07，通过“功能”键和“确认”健设为功率因数表。电感Lz暂不接。
I1 * I2 U * 三AA 电相A a 源调CLz 压控Rz V
VV制器 U1 屏输U2 x 出W X 图3-3 单相变压器负载试验接线图
⑵．把调压器手柄旋到零位，按下“启动”按钮，接通调压器输出开关。在空载情况下
调节调压器使变压器输入电压U1＝UN＝220V，并保持不变。
⑶．逐次减小负载电阻Rz，使变压器电流增大，从空载（拔断Rz连接线实现）到额定
负载的范围内，测取变压器的输出电压U2和电流I2。共取数据5～6组，记录于表3-3中。注意I2＝0和I2＝I2N＝1.4 A两点必需测。
实 验 数 据 IK（A） 0.385 0.35 0.315 0.245 0.175 0.07 UK（V） PK（W） 计算数据 COSΦK 测试条件：U1＝U1N＝220 V，COSΦ2＝1 I2 （A） U2（V） 0.0 表3-3 变压器纯电阻性负载试验数据记录表
0.35 0.7 1.05 1.4 1.75 13
电机与电力拖动实验指导书（2014教学版）
