4、阻感性负载试验 （COSΦ2＝0.8）
⑴．实验线路同图3-3，把负载电感接入，与负载电阻并联。电阻调至最大，电感暂取两
只700mH串联。
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。调节调压器输
出使变压器输入电压U1＝UN＝220V，并保持不变。
⑶．在电感挂箱上通过串并联分别连接出表3－4中的电感值。（其中467mH为两只
700mH串联后再与第三只并联；233mH为三只700mH并联）。在每个电感值下通过调节负载电阻把功率因数调为COSΦ2＝0.8，测取变压器的输出电压U2和电流I2 ，记录于表3-4中。注意要测空载点（I2＝0）（拔断Rz和Lz连接线实现）。
表3-4 变压器阻感性负载试验数据记录表
测试条件：U1＝U1N＝220 V，COSΦ2＝0.8 Lz (mH) I2（A） U2（V）
六、实验报告
1、 计算变比 由空载试验所得变压器原副边电压的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。变比计算公式为： K =UAX／Uax 。 2、 绘出空载特性曲线和计算激磁参数
⑴．绘出空载特性曲线Io＝? (Uo)，Po＝?(Uo)，COSΦo＝? (Uo)。其中：
COSΦo＝Po／(Uo×Io)
⑵．计算激磁参数 从空载特性曲线上查出对应于Uo＝UN时的Io和Po值，并由下式
算出激磁参数：
— 0.0 1400 700 467 350 233 rm＝Po／Io2 ， Zm＝Uo／Io ， Xm＝√Zm2－rm2
3、 绘出短路特性曲线和计算短路参数
⑴．绘出短路特性曲线UK＝?(IK)、PK＝?(IK)、COSΦK＝?(IK)。 ⑵．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UK和PK值，由下式算出实验环境温度为θ（℃）时的短路参数：
2 2 2
Z′ ， X′K＝UK／IK ， r′K＝PK／IKK＝√ZK- rK
折算到低压侧
222ZK＝Z′K／K ， rK＝r′K／K ， XK＝X′K／K
由于短路电阻rK随温度变化，因此，算出的短路电阻要按国家标准换算到基准工作温
度75℃作时的阻值。
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rK75℃＝rKθ×(235.5+75)／(234.5+θ) ，ZK75℃=√r2K75℃+X2K
式中：234.5为铜导线的常数，若用铝导线常数应改为228。
计算短路电压（阻抗电压）百分数：
UK%＝IN×ZK75℃／UN ×100% ，UKr%＝IN×rK75℃／UN ×100%
UKX%＝IN×XK／UN ×100% ，IK=IN时短路损耗PKN=I2N×rK75℃
4、 利用空载和短路试验测定的参数，画出被试变压器折算到低压方的“Г”型等效电
路（标上参数）。
5、 变压器的电压变化率△u
(1) 绘出COSΦ2=1和COSΦ2=0.8两条外特性曲线U2=?(I2)，由特性曲线计算I2=I2N时
的电压变化率
△u % = (U2O－U2)／U2O × 100%
(2) 根据实验求出的参数，算出在I2=I2N下COSΦ2=1和COSΦ2=0.8时的电压变化率：
△u = UKr ×COSΦ2 + UKX×sinΦ2
将两种计算结果进行比较，分析不同性质的负载对变压器输出电压U2的影响。 6、绘出被试变压器效率特性曲线
（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。
η ={1-(PO+β2×PKN)／(β×SN×COSΦ2+PO+β2× PKN)} ×100%
式中：β×SN×COSΦ2=P2 （W）；PKN为变压器IK=IN时的短路损耗（W）；
PO为变压器UO=UN时的空载损耗（W）; β=I2/I2N为副边电流标么值。
表3-5 不同负载电流时的变压器效率计算表 COSΦ2 = 0.8 ，PO = W ，PKN = W β=I2/I2N P2（W） η 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 （2）由计算数据绘出变压器的效率曲线η = ?(β)。
（3）计算被试变压器η = η max时的负载系数βm： βm=√PO／PKN
七、注意事项
⑴．要保证功率表的电压线圈并入被测电路，电流线圈串入被测电路。 ⑵．实验电源引出端一定要在电源控制屏交流调压器输出端。
⑶．原边和付边有不同的额定电压，调压时一定要注意。尤其注意第一项内容的额定电
压为55V，最大调到66V。
⑷．接通电源前调压器要调回零。调节一个指定电压时以所接电压表为准。不能依据调
压器手柄的指针或电源屏上端的电压表，因为那里是相电压。
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实验四 三相异步电动机的起动与调速
一、实验目的
通过实验熟悉异步电动机的几种起动方法，了解绕线式异步电动机转子串电阻的调速方法。 二、预习要点
复习异步电动机常用的起动方法和起动性能指标。复习绕线式异步电动机转子串电阻调速的原理及其不足。 三、实验内容
⑴． 鼠笼式异步电机的直接起动和堵转试验。 ⑵． 鼠笼式异步电机的星／三角（Y－△）降压起动。 ⑶． 绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻起动与调速。 四、实验设备
⑴． 指针式交流电流表（位于电源控制屏上部右侧） ⑵． RTZN09智能存储式真有效值电压表 ⑶． RTDJ35或JPDJ35三相鼠笼式异步电动机。额定功率90W或100W，额定电压220V
（△接法）或380V（Y接法），额定电流0.5A（△接法），额定转速1420rpm 。 ⑷． RTDJ36或JPDJ36三相绕线式异步电动机。额定功率100W，额定电压220V（Y
接法），额定电流0.55A或0.6A，额定转速1400rpm 。 ⑸． JPDJ47-1电机导轨、旋转编码器 ⑹． RTDJ37绕线式异步电动机转子电阻挂箱 ⑺． RTDJ12开关挂箱 五、实验操作
1、 三相鼠笼式异步电动机直接起动实验
⑴． 按图4-1接线。电压表选用
RTZN09，电流表选用电源控制U A 三屏上的指针式交流电流表，初选电相源调V 3A档。交流调压器输出端在电M 控压3~ 源控制屏右下角，手柄在实验台制器V 屏输左端侧面。把电动机安装在电机
出W 导轨上，不联接负载电机，旋紧固定螺丝。电机绕组△接法，对
图4-1 异步电动机直接起动
应的额定线电压220V。 ⑵． 把交流调压器调到零位，开启实验台电源总开关（实验台左端侧面的开关）。 ⑶． 按下实验台的“启动”按钮（电源控制屏下端中间），接通“调压器输出”开关（在
起动按钮下面），调节调压器（手柄在实验台左端侧面）使输出线电压达到电机额
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定电压220V。然后断开调压器输出开关，使电机停下来。 ⑷． 待电机完全停止旋转后，再接通“调压器输出”开关，使电机全压直接起动。记
下电流表指针受起动电流冲击偏转到的最大值，填至表4-1。 ⑸． 将调压器调到零位,断开“调压器输出”开关，断开“停止”按钮。
表4-1 鼠笼式异步机全压起动冲击电流试验数据记录
测量值 Ist’(A) 2、 三相鼠笼式异步电动机堵转试验
⑴．按图4-1接线，但电流表选用数字交流电流表。给电机轴伸端装上圆盘、支架和
弹簧秤（注：圆盘直径D为60cm）。
⑵．按下“启动”按钮，接通“调压器输出”开关，调节调压器输出电压，使电机
电流达额定值的2倍左右（可取1.0～1.1A），读取电压值UK和转矩值MK，记下电流值IK，并将数据填入表4-2。该过程可重复多次，取其平均值作为短路计算的依据。注意：每次测试通电时间不应超过10秒，两次测试之间要有一定的时间间隔，以免绕组过热。
⑶．将调压器调到零位,断开“调压器输出”开关，断开“停止”按钮。
表4-2 鼠笼式异步机堵转试验数据记录 次序 UK(V) IK(A) MK(Nm) 1 2 3 Mk=F*D/2
3、 星形—三角形（Y－△）降压起动
⑴． 按图4-2接线，电流表用指针式交流电流表。鼠笼机安装导轨上，不联接负载电机。
Z S C U
三Y 电相V 源调V B 压控 X 制器 屏输 A 出W Z A
Δ ←○→ Y
图4-2 三相鼠笼式异步电动机Y-Δ起动
⑵． 把交流调压器调到零位，三刀双掷开关合向右边(Y接法)。接通实验台电源，按下
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4 5 平均值 上表中的MK可按下式进行计算：
实验台的“启动”按钮，接通“调压器输出”开关，调节调压器使输出线电压达电机额定电压220V。断开“调压器输出”开关，使电机停转。 ⑶． 再接通“调压器输出”开关，使电机Y型接法起动，记下起动瞬间电流偏转到的最
大值，填至表4-3。然后把S合向左边，使电机(Δ)正常运行，从电流表可观察到Y－△转换时电流冲击不大。 ⑷． 将调压器调到零位,断开“调压器输出”开关，断开“停止”按钮。
注意：开关S扳动时速度要适当，太快会造成电弧短路，太慢会使电机速度不必要地下降。
表4-3 鼠笼式异步机Y-Δ起动冲击电流试验数据记录
测量值 Ist’(A) 4、 绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻起动
⑴． 按图4-3接线。并把电动机安装在导轨上，旋紧固定螺，给电机轴伸端装上圆盘、
支架和弹簧秤。定子绕组Y形接法。图中转子电阻使用RTDJ37挂箱下端的专用电阻。电流表选用数字交流电流表。
15Ω 5Ω 2Ω 0Ω
三U A 电相 源调控压V M 制器 3~ 屏输V 出W
←○→
图4-3 绕线式异步电动机转子串入可变电阻
⑵． 把交流调压器调到零位，按下“启动”按钮，接通“调压器输出”开关，升高调压
器输出电压到线电压为110V。 ⑶． 在转子绕组分别串入电阻为Rr＝15Ω、5Ω、2Ω、0时，测取定子电流Iq和起动
转矩Mq，将数据填入表4-4。 ⑷． 将调压器调到零位,断开“调压器输出”开关，断开“停止”按钮。
注意：每次测试通电时间不应超过10秒，以免绕组过热。
表4-4 绕线式异步机转子串电阻起动测试记录（Uq＝110V）
Rr（Ω） Iq（A） Mq（N.m） 0 2 5 15 18
5、 绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻调速
⑴． 按图4-3接线。并同轴联接校正直流电机MG 作为线绕式异步电动机M的负载，MG
的实验接线图参考预备实验图0-1左半图，上紧定位螺丝，由旋转编码器TG配合JPZN12-1测量电动机的转速。电路接好后，将M的转子起动调速电阻调至最大。 ⑵． 把交流调压器调到零位，按下“启动”按钮，接通“调压器输出”开关，升高调压
器输出电压到线电压为220V，电机高速运转。 ⑶． 调节校正电机MG的励磁电流为校正值(100mA)，再调节直流发电机负载电流，使电
动机输出功率接近额定功率并保持不变，改变转子起动调速电阻，测相应的转速记入表4-5 中。 ⑷． 将调压器调到零位,断开“调压器输出”开关，断开“停止”按钮，断开实验台电
源总开关。
表4-5 绕线式异步机转子串电阻调速测试记录表（Mz＝ N.m）
Rr（Ω） 0 2 5 15 n (r/min)
六、实验报告
1、 比较鼠笼式异步电动机不同起动方法的优缺点。
2、 通过鼠笼式异步机堵转试验的数据计算全压直接起动时的起动电流和转矩。 3、 通过实测数据分析说明绕线式异步机转子串电阻对起动电流和起动转矩的影响。 4、 线绕式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。 七、注意事项
⑴．安装被测试电机时要把轴对正，固定螺丝旋紧。
⑵．注意同一相电机绕组的两个引出端的几何空间位置并不对应，这是为了实现Δ接法
的方便。实际电机也都如此。
⑶．要注意绕线电机定子绕组应为Y接法。 ⑷．实验前要检查是否缺相。
⑸．指针式电表要选好量程，打开开关。否则为开路，会引起缺相运行。
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