机电传动控制实验指导书DDSZ设备.doc

机电传动控制实验指导书DDSZ设备222020年5月29日文档仅供参考DDSZ-1型电机及电气技术实验指导书1 认识实验 一、实验目的 1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3、熟悉她励电动机(即并励电动机按她励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。 二、预习要点 1、如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表电流表的量程。 2、直流电动机起动时,为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器? 不串接会产生什么严重后果? 3、直流电动机起动时,励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置? 为什么? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果? 4、直流电动机调速及改变转向的方法。 三、实验项目 1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正直流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。 2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3、直流她励电动机的起动、调速及改变转向。 四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序1、实验设备 序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机及转速表1 台2DJ23校正直流测功机1 台3DJ15直流并励电动机1 台4D31直流数字电压、毫安、安培表2 件5D42三相可调电阻器1 件6D44可调电阻器、电容器1 件7D51波形测试及开关板1 件2、控制屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44 五、实验说明及操作步骤 1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法,讲解电机实验的基本要求,安全操作和注意事项。2、用伏安法测电枢的直流电阻 图2-1 测电枢绕组直流电阻接线图 (1)按图2-1接线,电阻R用D44上1800和180串联共1980阻值并调至最大。A表选用D31上的直流安培表。开关S选用D51挂箱上的双刀双掷开关。 (2)经检查无误后接通电枢电源,并调至220V。调节R使电枢电流达到0.2A(如果电流太大,可能由于剩磁的作用使电机旋转,测量无法进行;如果此时电流太小,可能由于接触电阻产生较大的误差),迅速测取电机电枢两端电压U和电流I。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周,同样测取U、I三组数据列于表2-1中。 (3)增大R使电流分别达到0.15A和0.1A,用同样方法测取六组数据列于表2-1中。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值表2-1 室温 序号U(V)I(A)R( 平均)()Ra()Raref()1Ra11=Ra1=Ra12=Ra13=2Ra21=Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31=Ra3=Ra32=Ra33=表中: (4)计算基准工作温度时的电枢电阻 由实验直接测得电枢绕组电阻值,此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值: 式中Raref 换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。()。 Ra电枢绕组的实际冷态电阻。()。 ref 基准工作温度,对于E级绝缘为75 。 a实际冷态时电枢绕组的温度。() 3、直流仪表、转速表和变阻器的选择 直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择,变阻器根据实验要求来选用,并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。 (1)电压量程的选择 如测量电动机两端为220V的直流电压,选用直流电压表为1000V量程档。 (2)电流量程的选择 因为直流并励电动机的额定电流为1.2A,测量电枢电流的电表A3可选用直流安培表的5A量程档;额定励磁电流小于0.16A,选用直流毫安表的200mA量程档。 (3)电机额定转速为1600r/min,转速表选用1800r/min量程档。 (4)变阻器的选择 变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定,电枢回路R1可选用D44挂件的1.3A的90与90串联电阻,磁场回路Rf1可选用D44挂件的0.41A的900与900串联电阻。 4、直流她励电动机的起动准备 按图2-2接线。图中直流她励电动机M用DJ15,其额定功率PN=185W,额定电压UN=220V,额定电流IN=1.2A,额定转速nN=1600r/min,额定励磁电流IfN0.16A。校正直流测功机MG作为测功机使用,TG为测速发电机。直流电流表选用D31。Rf1用D44的1800阻值作为直流她励电动机励磁回路串接的电阻。Rf2选用D42的1800阻值的变阻器作为MG励磁回路串接的电阻。R1选用D44的180阻值作为直流她励电动机的起动电阻,R2选用D42上的900串900加上900并900共2250阻值作为MG的负载电阻。 接好线后,检查M、MG及TG之间是否用联轴器直接联接好。 5、她励直流电动机起动步骤 图22 直流她励电动机接线图(1)检查按图2-2的接线是否正确,电表的极性、量程选择是否正确,电动机励磁回路接线是否牢固。然后,将电动机电枢串联起动电阻R1、测功机MG的负载电阻R2、及MG的磁场回路电阻Rf2调到阻值最大位置,M的磁场调节电阻Rf1调到最小位置,断开开关S,并确认断开控制屏下方右边的电枢电源开关,作好起动准备。 (2)开启控制屏上的钥匙开关,按下其上方的”启动”按钮,接通其下方左边的励磁电源开关,观察M及MG的励磁电流值,调节Rf2使If2 等于校正值(100mA)并保持不变,再接通控制屏右下方的电枢电源开关,使M起动。 (3)M起动后观察转速表指针偏转方向,应为正向偏转 ,若不正确,可拨动转速表上正、反向开关来纠正。调节控制屏上电枢电源”电压调节”旋钮,使电动机电枢端电压为220伏。减小起动电阻 R1阻值,直至短接。 (4)合上校正直流测功机MG的负载开关S,调节R2 阻值,使MG的负载电流IF 改变,即直流电动机M的输出转矩T2 改变(调不同的IF值,查对应于If2=100mA时的校正曲线T2=f(IF),可得到M不同的输出转矩T2值)。 (5)调节她励电动机的转速 分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R1和励磁回路的调节电阻Rf1,观察转速变化情况。 (6)改变电动机的转向 将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值,先切断控制屏上的电枢电源开关,然后切断控制屏上的励磁电源开关,使她励电动机停机。在断电情况下,将电枢(或励磁绕组)的两端接线对调后,再按她励电动机的起动步骤起动电动机,并观察电动机的转向及转速表显示的转向。 六、注意事项 1、直流她励电动机起动时,须将励磁回路串联的电阻Rf1调至最小,先接通励磁电源,使励磁电流最大,同时必须将电枢串联起动电阻R1调至最大,然后方可接通电枢电源。使电动机正常起动。起动后,将起动电阻R1调至零,使电机正常工作。 2、直流她励电动机停机时,必须先切断电枢电源,然后断开励磁电源。同时必须将电枢串联的起动电阻R1调回到最大值,励磁回路串联的电阻Rf1调回到最小值。给下次起动作好准备。 3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法,是否符合要求。 4、若要测量电动机的转矩T2 ,必须将校正直流测功机MG的励磁电流调整到校正值:100mA,以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。 七、实验报告 1、画出直流她励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时,起动电阻R1和磁场调节电阻Rf1应调到什么位置?为什么? 2、在电动机轻载及额定负载时,增大电枢回路的调节电阻,电机的转速如何变化?增大励磁回路的调节电阻,转速又如何变化?3、用什么方法能够改变直流电动机的转向?4、在她励直流电动机启动时,为什么要先加励磁电源后加电枢电源?5、为什么要求直流她励电动机磁场回路的接线要牢固?起动时电枢回路必须串联起动变阻器? 2 双速异步电动机一、实验目的 用实验方法测定两种转速时的工作特性,从而加深对变极调速原理的理解。二、预习要点 1、变极调速原理。 2、工作特性的测试方法。0三、实验项目 1、二极电机时的工作特性测试。 2、四极电机时的工作特性测试。四、实验方法 1、实验设备序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ23校正直流测功机1件3DJ22双速异步电动机1件4D32数/模交流电流表1件5D33数/模交流电压表1件6D34-3智能型功率、功率因数表1件7D31直流数字电压、毫安、安培表1件8D42三相可调电阻器1件9D51波形测试及开关板1件 2、屏上挂件排列顺序 D31、D42、D33、D32、D34-3、D51 3、四极电机时的工作特性测试 图 4-13 双速异步电动机(2/4极)(1) 按图4-13接线,电机和校正直流测功机(作发电机)同轴联接(校正直流测功机的接线参考实验2-3图2-6左)。负载电阻选用D42上900串900加上900并联900共2250电阻值。 (2) 把开关S合向图4-12所示的右边,使电动机为接法(四极电机)。 (3) 接通交流电源(合控制屏上起动按钮),调节调压器,使输出电压为电动机额定电压220伏,并保持恒定。 (4) 调节并保持校正直流测功机的励磁电流If为规定值100mA。给电机施加负载,即减小负载电阻RL的阻值,使异步电动机定子电流逐渐上升到1.25倍额定电流。从这负载开始,逐渐减小负载直至空载,在这范围内读取异步电动机的定子电流、输入功率、转速、转矩数据。 (5) 共读取数据68组并记录于表4-25中。表4-25 UN=220V If= mA 接法(四极电机)序号123456789I(A)P1(W)IF(A)n(r/min)T2(Nm)P2(W)()cos4、二极电机时的工作特性测试 (1) 将控制屏左侧的调压旋钮逆时针旋转到底,按下”停止”按钮,切断电源,使电机停止转动。把S合向左边(YY接法)并把右边三端点用导线短接。 (2) 将负载电阻调至最大,使电机空载起动,保持输入电压为额定电压,拆掉电流表,功率表短接线。给电机施加负载,使异步电动机定子电流为1.25IN,然后逐次减小负载,直至空载。 (3) 测取电机的I、P1、n、直流电机的IF,共取数据68组记录于表4-26中。表4-26 UN=220V If= mA YY接法(二极电机)序号I(A)P1(W)IF(A)n(r/min)T2(Nm)P2(W)()cos五、实验报告 1、绘制四极运行时的工作特性曲线。 2、绘制二极运行时的工作特性曲线。 3、对这种2/4极双速电机的性能加以评价。六、思考题 1、做试验时三只电流表的读数是否相同?有差别时是什么原因造成的?定子电流怎样测量? 2、/YY的变极调速特点是什么?3永磁式直流测速发电机测速发电机是一种测量转速信号的元件,它将输入的机械转速变换为电压信号输出,且输出电压与转速成正比。在自动控制系统中用作测量元件和反馈元件,用以测量转速或调节和稳定转速。测速发电机有交直流两大类,交流测速发电机有异步和同步之分,直流测速发电机根据励磁方式不同,又可分为永磁式和她励磁式之分。本处使用的是永磁式直流测速发电机。一、实验方法1、实验设备序 号型 号名 称数 量1DD03导轨、测速发电机及转速表1件2DJ23校正直流测功机1件3D31直流数字电压、毫安、安培表1件4D44可调电阻器、电容器1件2、屏上挂件排列顺序 D44、D31 3、按图7-1接线。图中直流电动机M选用DJ23作她励接法,TG选用导轨上的永磁式直流测速发电机,Rf1选用D44上900阻值,R1选用D44上180阻值调至最大位置,RZ选用D44上10K/8W功率电阻,电流表A1、A2选用D31挂件上,开关S选用D44上的开关,并处于断开位置。图7-1 直流测速发电机接线图4、先接通励磁电源,调节电阻Rf1使励磁电流达到最大的位置,接通电枢电源,电动机M运行后将R1调至最小。调节电阻Rf1、R1转速达2400r/min,然后逐渐使电机减速(电阻R1调至最大位置以后可降低电枢电源的输出电压来降低转速)。记录对应的转速和输出电压。共测取89组数据记录于表7-1中。 5、合上开关S,重复上面步骤,记录8-9组数据于表7-2中。表7-1 n(r/min)U(V)表7-2n(r/min)U(V)二、实验报告1、由: 得:式中: Ra电枢回路总电阻 Rz负载电阻 E0=Cen电枢总电势 2、作出U=f(n)曲线。 三、思考题 1、直流测速发电机的误差主要由哪些因素造成? 2、在自动控制系统中主要起什么作用?4 三相异步电动机的正反转控制线路 一、实验目的 1、经过对三相异步电动机正反转控制线路的接线,掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。 2、掌握三相异步电动机正反转的原理和方法。 3、掌握手动控制正反转控制、接触器联锁正反转、按钮联锁正反转控制及按钮和接触器双重联锁正反转控制线路的不同接法,并熟悉在操作过程中有哪些不同之处。 二、选用组件 1、实验设备序 号型 号名 称数 量1WDJ24三相鼠笼异步电动机(/220V)1件2D61继电接触控制挂箱(一)1件3D62继电接触控制挂箱(二)1件 2、屏上挂件排列顺序:D61、D62 三、实验方法1、倒顺开关正反转控制线路: (1) 旋转控制屏左侧调压器旋钮将三相调压电源U、V、W输出线电压调到220V,按下”停止”按钮切断交流电源。(2) 按图8-4接线。图中Q1(用以模拟倒顺开关)、FU1 、FU2、FU3选用D62挂件,电机选用WDJ24(/220V)。(3) 启动电源后,把开关Q1合向”左合”位置,观察电机转向。(4) 运转半分钟后,把开关Q1合向”断开”位置后,再扳向”右合”位置,观察电机转向。图8-4 倒顺开关正反转控制线路2、接触器联锁正反转控制线路:(1) 按下”停止”按钮切断交流电源。按图8-5接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61挂件,Q1、FU1、FU2 、FU3、FU4选用D62挂件,电机选用WDJ24(/220V)。经指导老师检查无误后,按下”启动”按钮通电操作。(2) 合上电源开关Q1,接通220V三相交流电源。(3) 按下SB1,观察并记录电动机M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。(4) 按下SB3,观察并记录M运转状态、接触器各触点的吸断情况。(5) 再按下SB2,观察并记录M的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。图8-5 接触器联锁正反转控制线路3、按钮联锁正反转控制线路:(1)按下”停止”按钮切断交流电源。按图8-6接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61挂件,Q1、FU1、FU2 、FU3、FU4选用D62挂件,电机选用WDJ24(/220V)。经检查无误后,按下”启动”按钮通电操作。(2) 合上电源开关Q1,接通220V三相交流电源。(3) 按下SB1,观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。(4) 按下SB3,观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。(5) 按下SB2,观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。图8-6 按钮联锁正反转控制线路4、按钮和接触器双重联锁正反转控制线路:(1) 按下”停止”按钮切断三相交流电源按图8-7接线。图中SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、FR1选用D61挂件,FU1、FU2、FU3、FU4、Q1选用D62挂件,电机选用WDJ24(/220V)。经检查无误后,按下”启动”按钮通电操作。(2) 合上电源开关Q1,接通220V交流电源。(3) 按下SB1,观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。(4) 按下SB2,观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。(5) 按下SB3,观察并记录电动机M的转向、各触点的吸断情况。图 8-7 按钮和接触器双重联锁正反转控制线路四、讨论题 1、在图8-4中,欲使电机反转为什么要把手柄扳到”停止”使电动机M停转后,才能扳向”反转”使之反转,若直接扳至”反转”会造成什么后果? 2、试分析图8-4、8-5、8-6、8-7各有什么特点?并画出运行原理流程图。 3、图8-5、8-6虽然也能实现电动机正反转直接控制,但容易产生什么故障,为什么?图8-7比图8-5和8-6有什么优点? 4、接触器和按钮的联锁触点在继电接触控制中起到什么作用?