目录前言实验一单相变压器实验2三、实验二他激直流电动机工作特性实验.8四、实验三10同步发电机的运行特性实验五、实验四三相异步电动机的连续及正、反转制线路实验.14六、实验五三相异步电动机的Y-△起动控制线路实验.18七、实验六并激直流发电机工作特性实验..20七、实验七异步电动机起动实验.25八、实验八三相变压器实验极性及联接组的测定.27九、实验九复激发电机实验30.31十、实验十：行车控制线路实验十一、实验十一同步发电机并联运行操作.32
目录 一、 前言.1 二、 实验一 单相变压器实验.4 三、 实验二 他激直流电动机工作特性实验.8 四、 实验三 同步发电机的运行特性实验. 10 五、 实验四 三相异步电动机的连续及正、反转制线路 实验.14 六、 实验五 三相异步电动机的 Y-Δ起动控制线路实 验.18 七、 实验六 并激直流发电机工作特性实验.20 七、 实验七 异步电动机起动实验.25 八、 实 验 八 三相变压器实验极性及联接组的测 定.27 九、 实验九 复激发电机实验.30 十、 实验十 行车控制线路实验.31 十一、实验十一同步发电机并联运行操作.32 1
实验一单相变压器实验1、实验目的1.1通过空载实验和短路实验确定单相变压器的参数；1.2通过负载实验测定单相变压器的运行特性。2、实验内容(1)测变比：根据实验图1-1及实验步骤来测变压器变比。(2)空载实验：根据实验图1-2及实验步骤来测变压器空载特性。(3)短路实验：根据实验图1-3及实验步骤来测变压器短路特性。(4)负载实验：根据实验图1-4及实验步骤来测变压器短路特性。3、实验线路及实验仪器设备3.1实验线路AaROBTKFU1220VFU2a-xx图1-1AOBTKFU1220VFU2D-XX图 1-2A
实验一 单相变压器实验 1、实验目的 1.1 通过空载实验和短路实验确定单相变压器的参数； 1.2 通过负载实验测定单相变压器的运行特性。 2、实验内容 （1） 测变比： 根据实验图 1-1 及实验步骤来测变压器变比。 （2） 空载实验：根据实验图 1-2 及实验步骤来测变压器空载特性。 （3） 短路实验：根据实验图 1-3 及实验步骤来测变压器短路特性。 （4） 负载实验：根据实验图 1-4 及实验步骤来测变压器短路特性。 3、实验线路及实验仪器设备 3.1 实验线路 4
BTKFU1￥220VFU2UX图1-3BTK1FU1~220VFU2x图 1-43.2实验设备及仪器仪表单相变压器一台单相调压器一台二块交流电压表二块交流电流表一块低功率因素瓦特表负载板（灯泡）一块4、实验步骤及测试结果（1）测变比A.实验接线如图3-1所示，电源经调压器（BT）接至低压绕组，高压绕组开路：B.合上电源开关K，调节低压绕组外施电压，并调至U,=0.5Ue附近：C.对应不同的外施电压，测量低绕组电压Uax及高压绕组UAx，记录三组数据填入表中。表1-1测定单相变压器变比序号Uax (V)UAx(V)变比k15027531005
3.2 实验设备及仪器仪表 单相变压器 一台 单相调压器 一台 交流电压表 二块 交流电流表 二块 低功率因素瓦特表 一块 负载板（灯泡） 一块 4、实验步骤及测试结果 （1）测变比 A．实验接线如图 3-1 所示，电源经调压器（BT）接至低压绕组，高压 绕组开路； B．合上电源开关K，调节低压绕组外施电压，并调至U1=0.5UE附近； C．对应不同的外施电压，测量低绕组电压Uax及高压绕组UAX ,记录三 组数据填入表中。 表 1-1 测定单相变压器变比 序号 Uax (V) UAX(V) 变比 k 1 50 2 75 3 100 5
（2）空载实验A，实验接线如图3-2所示，电源频率为工频，波形为正弦波。空载实验在低压侧进行，即低压绕组外施电压，高压绕组开路：B.中小型变压器空载电流Io=（4~16%），据此范围选择电流表与功率表的量程；C.变压器空载运行时功率因素甚低，一般在0.2以下。因此，应选用低功率因素瓦特表测量功率：D，变压器接通电源前，必须将调压器输出电压调至最小位置，以避免合闸时电流表、功率表电流线圈被冲击电流所损坏：E：合上电源开关K后，调节调压器使变压器低压侧的外施电压至1.2U（电流达500mA）逐次降低外施电压（在1.2~0.5Ue范围内）测量电压、电流、功率共测取七组数据记录在表3-2中。表 1-2单相变压器空载实验3序号124567实验数据Uo(V)Io(A)Po(W)（3）短路实验A.实验接线如图3-3所示，短路实验一般在高压侧进行，即在高压绕组上施加电压，低压绕组直接短路（或用电流表短路）；B.若受试变压器容量较小，在测量功率时，电流表可不接入以减小功率测量的误差，而改用截面较大的导线，把低压绕嘴短接；C.中小型变压器的短路电压数值约为（3%~8%）Ue。为避免过大的短路电流，在接通电源前（即开关闭合前）将调压器BT调至输出电压最小的位置；D.闭合开关，接通电源。逐渐缓慢地增大外施电压，使短路电流达1.1Ie，在（1.1~0.5）I范围内测量短路功率Pk、短路电流Ik、短路电压Uk共测取4~5组数据（因变压器绕组会发热，本实验应尽快进行。测试变压器周围的环境温度，作为实验时绕组的实际温度。。6
（2）空载实验 A．实验接线如图 3-2 所示，电源频率为工频，波形为正弦波。空载实 验在低压侧进行，即低压绕组外施电压，高压绕组开路； B．中小型变压器空载电流I0=（4~16%）IE ,椐此范围选择电流表与功率 表的量程； C．变压器空载运行时功率因素甚低，一般在 0.2 以下。因此，应选用 低功率因素瓦特表测量功率； D．变压器接通电源前，必须将调压器输出电压调至最小位置，以避免 合闸时电流表、功率表电流线圈被冲击电流所损坏； E．合上电源开关K后，调节调压器使变压器低压侧的外施电压至 1.2UE ,(电流达 500mA)逐次降低外施电压(在 1.2~0.5 UE范围内)测量电压、 电流、功率共测取七组数据记录在表 3-2 中。 表 1-2 单相变压器空载实验 序号 实验数据 1 2 3 4 5 6 7 U0 （V） I0 （A） P0 （W） （3）短路实验 A．实验接线如图 3-3 所示，短路实验一般在高压侧进行，即在高压 绕组上施加电压，低压绕组直接短路（或用电流表短路）； B．若受试变压器容量较小，在测量功率时，电流表可不接入以减小 功率测量的误差，而改用截面较大的导线，把低压绕嘴短接； C．中小型变压器的短路电压数值约为（3%~8%）UE 。为避免过大 的短路电流，在接通电源前（即开关闭合前）将调压器BT 调至输出电压最 小的位置； D．闭合开关，接通电源。逐渐缓慢地增大外施电压，使短路电流达 1.1IE ，在（1.1~0.5）IE范围内测量短路功率PK、短路电流IK、短路电压UK共 测取 4~5 组数据（因变压器绕组会发热，本实验应尽快进行。测试变压器周 围的环境温度θ，作为实验时绕组的实际温度。）。 6
表1-3单相变压器短路实验2435序号1实验数据Uk(v)Ik(A)Pk(W)（4）负载实验A.实验接线如图3-4所示，变压器高压侧经调压器BT、开关K接电源，低压侧经开关K2接负载（灯箱或变阻器或电抗器）；B.将负载调至最大，闭合K1，调节外施电压使U=Ue，闭合K2并保持U=U不变逐次减少负载电阻，即增大负载电流。使负载电流从零变化至额定值，在此范围内测量负载电流I2和低压侧端电压U2。共测取5~6组数据（包括12=12E点），记录表3-4中：C.若进行非纯电阻而功率因素为一定的负载实验，实验方法和线路与纯电阻相同，此时低压侧要增加一个可变电抗器与负载电阻并联（或串联）组成感性负载。表 1-4 单相变压器负载实验2序号34J716实验数据U2(V)I (A)5、实验报告要求(1)根据测变比的实验数据，分别计算变比K，取其平均值作为被测试变压器的变比。(2)绘空载特性曲线：Io=f(Uo)，Po=f(Uo）（用坐标纸画出）6、思考题（1）在变压器空载实验和短路实验线路中，为什么各测量仪表所处的位置有所不同，是何原因？（2）在变压器空载实验和短路实验时，应注意些什么？为什么空载实验应在低压侧进行，而短路实验应在高压侧进行？7
表 1-3 单相变压器短路实验 序号 实验数据 1 2 3 4 5 UK （V） IK （A） PK （W） （4）负载实验 A．实验接线如图 3-4 所示，变压器高压侧经调压器BT、开关K1接电源， 低压侧经开关K2接负载（灯箱或变阻器或电抗器）； B．将负载调至最大，闭合K1，调节外施电压使U1=UE，闭合K2并保持 U1=UE不变逐次减少负载电阻，即增大负载电流。使负载电流从零变化至额 定值，在此范围内测量负载电流I2和低压侧端电压U2。共测取 5~6 组数据（包 括I2=I2E点），记录表 3-4 中； C．若进行非纯电阻而功率因素为一定的负载实验，实验方法和线路与 纯电阻相同，此时低压侧要增加一个可变电抗器与负载电阻并联（或串联） 组成感性负载。 表 1-4 单相变压器负载实验 序号 实验数据 1 2 3 4 5 6 7 U2 （V） I2 （A） 5、实验报告要求 （1） 根据测变比的实验数据，分别计算变比 K，取其平均值作为被测试 变压器的变比。 （2） 绘空载特性曲线：I0=f(U0)，P0=f(U0)（用坐标纸画出） 6、思考题 （1）在变压器空载实验和短路实验线路中，为什么各测量仪表所处的位置 有所不同，是何原因？ （2）在变压器空载实验和短路实验时，应注意些什么？为什么空载实验应 在低压侧进行，而短路实验应在高压恻进行？ 7
实验二他激直流电动机工作特性实验1、实验目的（1）掌握他激直流电动机工作特性测定方法：（2）掌握他激直流电动机调速方法。2、实验内容（1）他激直流电动机固有机械特性的测定：根据实验图2及实验步骤来测定固有机械特性。（2）他激直流电动机人工机械特性的测定：根据实验图2及实验步骤来测定人工机械特性。3、实验线路及实验仪器设备3.1实验线路（如实验图2所示）HKCT-4220VDC-M可20AR控H2硅B2KB10-220V调F22A速A装0-60V置4A图23.2实验设备及仪器仪表一套直流电动机一同步发电机组一台KCT-2型可控硅调速装置转速表一台一块负载板（灯泡）单刀双掷开关一只一只同步发电机负载电流表一只万用表一只电枢回路电流表一只激磁回路电流表4、实验步骤及测试结果8
实验二 他激直流电动机工作特性实验 1、实验目的 （1） 掌握他激直流电动机工作特性测定方法； （2） 掌握他激直流电动机调速方法。 2、实验内容 （1）他激直流电动机固有机械特性的测定：根据实验图 2 及实验步骤来测 定固有机械特性。 （2）他激直流电动机人工机械特性的测定：根据实验图 2 及实验步骤来测 定人工机械特性。 3、实验线路及实验仪器设备 3.1 实验线路(如实验图 2 所示) 图 2 3.2 实验设备及仪器仪表 直流电动机—同步发电机组 一套 KCT-2 型可控硅调速装置 一台 转速表 一台 负载板（灯泡） 一块 单刀双掷开关 一只 同步发电机负载电流表 一只 万用表 一只 电枢回路电流表 一只 激磁回路电流表 一只 4、实验步骤及测试结果 8
（1）他激直流电动机固有机械特性的测定A：按图二接好线后，将开关闭合，调节直流电机的激磁电流至额定值，通过调节电枢电压起动直流电动机：B.待直流电动机转速稳定后，给发电机加励磁，调节其励磁电流使发电机输出线电压为400V：C.逐渐增加发电机的负载，使电动机的负载增加，直到电动机电枢电流达额定电流为止。该点即为电动机的额定运行点（即U=UN、I=INn=n）记录电动机的电枢电流I、转速n：D.在U=UN、I-IN及I不变的条件下，逐步减少发电机输出电流直至IGs=0为止，以额定负载做到空载，共测取七组数据即可。将不同负载是的直流电动机电枢电流I与转速n记录在表2-1中。表 2-1(UN=伏 Ire=安）固有机械特性的测定 (A)n(r/min)（2）他激直流电动机人工机械特性的测定A：打开K，在电枢回路中串入电阻Rad=10Q，保持电动机的励磁电流和端电压不变（I=IrN、U=Us）逐渐增加或减小发电机负载电流，作他激直流电动机电枢回路中串入电阻的人工机械特性n=f(D)，共测取七组数据记录在表2-2中。安)表2-2伏Ire=人工机械特性的测定（UN=I (A)n (r/min)5、实验报告要求(1)根据实验数据，绘出所测的特性曲线：(2)根据被测电动机的名牌数据计算并绘出其固有机械特性曲线，并与实验特性相比较：（3）分析实验结果。6、思考题（1）为什么起动他激直流电动机时，应该先调激磁电流为额定值，本实验是怎样起动直流电动机的，为什么？（2）本实验所求曲线n=f()能否代替n=f(M)曲线？9
（1）他激直流电动机固有机械特性的测定 A．按图二接好线后，将开关闭合，调节直流电机的激磁电流至额定值， 通过调节电枢电压起动直流电动机； B．待直流电动机转速稳定后，给发电机加励磁，调节其励磁电流使发 电机输出线电压为 400V； C．逐渐增加发电机的负载，使电动机的负载增加，直到电动机电枢电 流达额定电流为止。该点即为电动机的额定运行点（即U=UN 、I=IN 、n=nN） 记录电动机的电枢电流I、转速n； D．在U=UN 、I=IN及Ie不变的条件下，逐步减少发电机输出电流直至 IGS=0 为止，以额定负载做到空载，共测取七组数据即可。将不同负载是 的直流电动机电枢电流I与转速、n记录在表 2-1 中。 表 2-1 固有机械特性的测定 （UN= 伏 Ife= 安） I（A） n（r/min） （2）他激直流电动机人工机械特性的测定 A．打开K，在电枢回路中串入电阻Rad=10Ω，保持电动机的励磁电流和 端电压不变（If=IfN、U=UN）逐渐增加或减小发电机负载电流，作他激直流 电动机电枢回路中串入电阻的人工机械特性n =f(I)，共测取七组数据记录在 表 2-2 中。 表 2-2 人工机械特性的测定（UN= 伏 Ife= 安） I（A） n（r/min） 5、实验报告要求 （1） 根据实验数据，绘出所测的特性曲线； （2） 根据被测电动机的名牌数据计算并绘出其固有机械特性曲线，并与 实验特性相比较； （3） 分析实验结果。 6、思考题 （1）为什么起动他激直流电动机时，应该先调激磁电流为额定值，本实验 是怎样起动直 流电动机的，为什么？ （2）本实验所求曲线 n =f(I)能否代替 n =f(M)曲线？ 9
实验三同步发电机的运行特性实验1、实验目的1.1掌握三相同步发电机在对称负载下运行特性的测量方法：1.2学会利用空载特性与短路特性测定发电机的稳态参数。2、实验内容（1）空载特性实验：根据实验图3及实验步骤来测发电机的空载特性。（2）短路特性实验：根据实验图3及实验步骤来测发电机的短路特性。（3）外特性实验：根据实验图3及实验步骤来测发电机的外特性。（4）调整特性实验：根据实验图3及实验步骤来测发电机的调整特性。3、实验线路及实验仪器设备3.1实验线路（如实验图3所示）发电机定：发电机转子RfaDCMfSB1B2H图33.2实验设备及仪器仪表1一套直流电动机一同步发电机组一台可控硅直流调速装置一只电流表（交、直流）一只电压表（交、直流）转速表一台连接导线若干4、实验步骤及测试结果（1）空载特性实验：在n=nN、I=0的条件下，测取空载特性曲线Uo=f(I)A：按图6-1电路图接线，机组为直流电动机一同步发电机组，接好线后，起动直流电动机，将同步发电机的转速调至同步转速n=nN；B.记录同步发电机在n=nv的条件下的剩磁电压，随后给同步发电机送入励磁电流，并逐渐增加励磁电流，直至同步发电机的电枢电压10
实验三 同步发电机的运行特性实验 1、实验目的 1.1 掌握三相同步发电机在对称负载下运行特性的测量方法； 1.2 学会利用空载特性与短路特性测定发电机的稳态参数。 2、实验内容 （1）空载特性实验：根据实验图 3 及实验步骤来测发电机的空载特性。 （2）短路特性实验：根据实验图 3 及实验步骤来测发电机的短路特性。 （3）外特性实验：根据实验图 3 及实验步骤来测发电机的外特性。 （4）调整特性实验：根据实验图 3 及实验步骤来测发电机的调整特性。 3、实验线路及实验仪器设备 3.1 实验线路(如实验图 3 所示) 3.2 实验设备及仪器仪表 直流电动机—同步发电机组 一套 可控硅直流调速装置 一台 电流表（交、直流） 一只 电压表（交、直流） 一只 转速表 一台 连接导线若干 4、实验步骤及测试结果 （1）空载特性实验：在n=nN 、I=0 的条件下，测取空载特性曲线U0=f(If) A．按图 6-1 电路图接线，机组为直流电动机—同步发电机组，接好线后， 起动直流电动机，将同步发电机的转速调至同步转速n=nN； B．记录同步发电机在n=nN的条件下的剩磁电压，随后给同步发电机送入 励磁电流Ie，并逐渐增加励磁电流，直至同步发电机的电枢电压 10
Uo=1.1~1.2UN（视仪表量程）为止C.当同步发电机的电枢电压为Uo=1.1~1.2UN时，测取此时的三相电压VAB、VBC、VcA及励磁电流Is，得曲线上的第一点，然后逐步减少励磁电流，测取空载特性曲线的下降分点，共测取7-9组数据记录于表3-1中（在Uo=UN附近多测量几组数据，在I-0时发电机的电压即为剩磁电压）：D.注意事项：空载实验调节励磁电流时，只能单方向调节，不能中途来回调节。表3-1三相同步发电机空载特性实验序号空载电压（V）励磁电流(A)VABVoIrVBCVcA表中VO=1/3（VAB+VBc+VcA）（2）短路特性实验：在n=nv、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线Ik=f(L)A：在发电机励磁电流为零的情况下，将它的电枢三相绕组短路，并将发电机转速调到同步转速n=nv，此转速在整个实验过程保持不变：B.逐步增加发电机的励磁电流Ir，使短路电流Ik=1.2IN，记录此时的Ik与I作为短路特性曲线实验的第一数据点：C.在1.2IN至I=0范围内测量5-6组数据，每组记录三相短路电流Ik与励磁电流Ir。在Ik=IN附近多测几组数据，实验结果记录表3-2中。表3-2三相同步发电机短路特性实验序号短路电流（A）励磁电流(A)IAIBIcIkIr表中Ik=1/3（IA+B+Ic）11
U0=1.1~1.2UN(视仪表量程)为止； C．当同步发电机的电枢电压为U0=1.1~1.2UN时，测取此时的三相电压 VAB、VBC、VCA及励磁电流If，得曲线上的第一点，然后逐步减少励磁电 流，测取空载特性曲线的下降分点，共测取 7-9 组数据记录于表 3-1 中（在 U0= UN附近多测量几组数据，在If=0 时发电机的电压即为剩磁电压）； D．注意事项：空载实验调节励磁电流时，只能单方向调节，不能中途来 回调节。 表 3-1 三相同步发电机空载特性实验 空载电压（V） 励磁电流 （A） 序号 VAB VBC VCA V0 If 表中V0=1/3（VAB+VBC+VCA） （2）短路特性实验：在n=nN、U=0 的条件下，测取三相短路特性曲线IK=f(If) A．在发电机励磁电流为零的情况下，将它的电枢三相绕组短路，并将发 电机转速调到同步转速n=nN，此转速在整个实验过程保持不变； B．逐步增加发电机的励磁电流If，使短路电流IK=1.2IN，记录此时的IK与 If作为短路特性曲线实验的第一数据点； C．在 1.2IN至If=0 范围内测量 5-6 组数据，每组记录三相短路电流IK与励 磁电流If。在IK=IN 附近多测几组数据，实验结果记录表 3-2 中。 表 3-2 三相同步发电机短路特性实验 短路电流（A） 励磁电流 （A） 序号 IA IBB IC IK If 表中IK=1/3（IA+IB+I B C） 11
（3）外特性实验：在n=nN、I=IN、cosΦ=1的条件下，测取外特性曲线V=f(I)A：做COSΦ=1的外特性实验，将发电机转速调节到n=nN，并保持不变。B.将负载开关K2合上，使发电机带上负载，调整发电机到额定运行状态。(n=nN,U=UN,I=IN)C.保持励磁电流I不变，n=nn不变，逐步减少负载，直到空载，其间测取三相电压和三相电流数据4-5组（包括空载电压）记录于表3-3中。表3-3三相同步发电机外特性实验序号三相电压（V）三相电流（A)VABVBCVCAVIAIgIcI表中V=1/3（VAB+VBc+VcA），I=1/3（IA+Ig+Ic）（4）调整特性实验：在n=nN、U=UN、cosΦ=1的条件下，测取调整特性曲线I,=f(I)A.做调整特性实验应保持n=nN、U=UN、cosΦ=1不变，当空载时调节发电机励磁电流I，使发电机的端电压达额定值。B，逐步增加负载，并同时调节发电机的励磁电流I，以保持发电机的端电压不变，测取发电机的电枢电流Is、Is、Ic及发电机的励磁电流I直到额定负载，共测取4-5组数据，记录于表3-4中。表3-4三相同步发电机调整特性实验序号负载电流（A）励磁电流(A)1IrIAIBIc表中[=1/3（IA+Ig+Ic）12
（3）外特性实验：在n=nN、If = IfN 、cosФ =1 的条件下，测取外特性曲线 V=f(I) A．做COSФ=1 的外特性实验，将发电机转速调节到n=nN，并保持不变。 B．将负载开关K2合上，使发电机带上负载，调整发电机到额定运行状态。 （n=nN，U=UN，I=IN） C．保持励磁电流If不变，n=nN不变，逐步减少负载，直到空载，其间测 取三相电压和三相电流数据 4-5 组（包括空载电压）记录于表 3-3 中。 表 3-3 三相同步发电机外特性实验 序号 三相电压（V） 三相电流（A） VAB VBC VCA V IA IBB IC I 表中V=1/3（VAB+VBC+VCA），I=1/3（IA+IB+I B C） （4）调整特性实验：在n=nN、U= UN 、cosФ =1 的条件下，测取调整特性 曲线If =f(I) A．做调整特性实验应保持n=nN、U= UN 、cosФ =1 不变，当空载时调 节发电机励磁电流If，使发电机的端电压达额定值。 B．逐步增加负载，并同时调节发电机的励磁电流If，以保持发电机的端 电压不变，测取发电机的电枢电流IA、IB、B IC及发电机的励磁电流If直到额 定负载，共测取 4-5 组数据，记录于表 3-4 中。 表 3-4 三相同步发电机调整特性实验 负载电流（A） 励磁电流 （A） 序号 IA IBB IC I If 表中I=1/3（IA+IB+I B C） 12