《电机与拖动》指导书及任务书
电机原理与拖动实验指导书.docx
目录第一章直流电机 (2)实验一直流他励电动机机械特性 (2)实验二直流他励电动机的起动和调速 (5)实验三直流他励电动机制动 (7)第二章变压器实验 ............................................... 错误！未定义书签。
实验一单相变压器 ............................................... 错误！未定义书签。
实验二三相变压器.................................................. 错误！未定义书签。
实验三三相变压器的联接组和不对称短路............................ 错误！未定义书签。
实验四三相三绕组变压器.......................................... 错误！未定义书签。
第三章异步电机 (11)实验一界步电机的机械特性 (11)实验二三相异步电动机的起动....................................... 错误！未定义书签。
实验三三相异步电动机的调速. (14)实验四三相开步电动机制动......................................... 错误！未定义书签。
第四章同步电机.................................................... 错误！未定义书签。
实验一三相同步发电机的运行特性.................................. 错误！未定义书签。
实验二三相同步发电机的并联运行.................................. 错误！未定义书签。
实验三三和同步电动机 ........................................... 错误！未定义书签。
实验四三相同步电机参数的测定.................................... 错误！未定义书签。
《电机与拖动》指导书及任务书
《电机与拖动课程设计》指导书及任务书2013年1月5日一、课程设计任务及要求1．根据设计题目要求并查阅参考资料，正确选择设计方案；2．确定电机及其拖动系统的总体结构，根据任务书要求设计硬件电路并计算参数；3．根据设计硬件电路，验证设计方案，验证方法可采取仿真或测试；4．编写完整的设计说明书、设计小结。
二、课程设计内容：本课程设计主要包括以下六个方面内容：1）拖动系统分析；2）电机选型设计；3）电机容量选择；4）相关参数校验；5）控制电路设计。
三、课程设计参考题目题目一：提升料车电机拖动系统设计【题目说明】拖动对象为一料车提升系统。
右图所示，料车在轨道下部装料，装完料后提升至上部料仓卸载。
装料时间为3分钟，卸载时间不计，提升及下放速度最大值不超过0.4米/秒，料仓距轨道底部15米，料车自重40公斤，每次装料100公斤，企业每天分三班工作，每班提升25次，提升为接班后即开始至提升25次结束。
系统提升使用钢丝绳，钢丝绳轮的直径为0.4米。
工作现场只有三相四线制380v交流电源，电网最大电压波动5%，通风良好，环境干燥，现场无防爆要求。
【设计任务及要求】1）要求电机拖动系统能够可靠工作，电机温升在允许范围内。
2）设三个手动操作按钮控制电机运转，即提升、下放、停止。
3）系统应能实现在提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止。
【设计指导】为简化设计，提升系统钢丝绳重量及摩擦阻力均可不计。
设计时要先算出负载转矩，可根据提升速度、电机速度选择减速机。
选择电机时要先确定电机类型，确定电机容量，然后还要考虑是否需要校验起动转矩、电机温升等。
电气控制系统要设计为能够实现自锁功能。
对料车提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止问题，建议选择行程开关，通过行程开关的常开或常闭触点来设计控制电路。
题目二：离心式风机电机拖动系统设计【设计说明】离心式风机右图所示，在工作中，气流由风机轴向进入叶片空间，然后在叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转；另一方面在惯性力的作用下提高能量，沿半径方向离开叶轮，靠产生的离心力来做功的风机称为离心式风机。
电机拖动实验指导书
1、实验采用校正后的直流发电机作为电动机的负载，发电 机接灯泡负载，通过调节灯泡的组数从而间接调节电动机电磁 转矩。实验电路图如下：
2、测取固有机械特性，保持U=UN和If=IfN不变。通过调节输 出负载灯泡的组数，测取转速与电动机电枢回路电流；
一、 实验前的准备 实验前应复习教科书有关章节，认真阅读实验指导书，明确实验目
的、要求、内容、步骤，并复习有关理论知识，在实验前要熟悉有关线 路和实验步骤。
进入实验室后，不要急于连接线路，应先熟悉所用的组件的工作原 理，使用方法及其额定植，合理选用仪表及其量程。
二、实验的进行 １、建立小组，分工合作。 做实验时应以小组为单位，实验过程中的接线、检查线路、调节负
（3）M起动后，调节控制屏上的电枢电源‘电压调节’旋钮，使电动 机端电压为220V。减小起动电阻R1阻值，直至短接。
（4）调节他励电动机的转速 改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R1，用光电数字式转速仪， 观察转速变化情况。 （5）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，使他励电动机停 机。再断电情况下，将电枢或励磁绕组的两端之一接线对调后，再按他 励电动机的起动步骤起动电动机，并观察电动机的转向。 七、思考题 1、画出直流他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、他励直流电动机起动时未加励磁，会出现什么后果？如在运行 中励磁回路突然断线，又会出现什么后果？ 4、如何改变他励电动机的转向？如何改变并励电动机的转向？ 5、直流他励电动机空载运行时，转速为什么达不到理想空载转 速？
电机与拖动课程设计指导书
《电机与拖动基础》课程设计指导书一、课程设计的性质、目的和任务课程设计是高校工科类专业教学过程中一个十分重要的综合性教学环节，在设计过程中，学生利用本门课程及相关理论知识，去分析和解决本课程的综合性课题。
课程设计的主要目的是使学生学会综合运用理论知识的方法，正确使用所学知识和相关参考资料，以进一步提高自己分析问题和解决问题的能力，提高自身的综合素质。
通过课程设计，学生应树立正确的设计思想，掌握工程设计的程序、规范和方法，加深理解所学的理论基础知识，学会正确使用技术资料和快速查阅工具书的方法，培养自己严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作风。
二、课程设计题目：矿井提升机交流拖动系统的设计具体技术数据如下：某单位矿井多绳摩擦轮提升机型号：JKD1850×4,提升机滚筒直径：D=1.85m罐笼自重：4.5吨平衡锤重量：6吨提升高度：H=600m提升速度：V=6.5m/s系统转动惯量：GD2=4450kg2/m机械效率：η=0.9减速器减速比：I=2.031速度图、加速图和力图如下图所示：三、设计内容1、主拖动电机选择计算；2、制动方式选择及相关计算；3、转子回路电阻级数确定及计算；4、转子电阻控制系统设计及工作原理说明；5、主回路及控制回路原理图。
四、设计成果及要求（一）设计成果：课程设计包括计算说明书和图纸两部分。
（二）结构及要求1、计算说明书：包括主电动机选择计算、制动方式选择计算、转子电阻计算、工作原理说明等；2、图纸：画出主回路和转子控制回路原理图。
特别提示：一律交手写稿包括图，不收打印稿！（封皮打印）参考文献：1 矿井提升机电力拖动与控制卢燕冶金工业出版社2 电机与电气控制技术卢燕中国石油大学出版社3电机与拖动基础顾绳谷机械工业出版社。
电机拖动实验指导书
电机与拖动基础实验的基本要求电机及电气技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
培养学生学会根据实验目的拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。
在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。
现按实验过程提出下列基本要求。
一、实验前的准备实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验预习，如熟悉组件的编号，使用及其规定值等），并按照实验项目准备记录抄表等。
实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备，方可开始作实验。
认真作好实验前的准备工作，对于培养同学独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备都是很重要的。
二、实验的进行1、建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由2-3人组成，实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。
2、选择组件和仪表实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录电机铭牌和选择仪表量程，然后依次排列组件和仪表便于测取数据。
3、按图接线根据实验线路图及所选组件、仪表、按图接线，线路力求简单明了，按接线原则是先接串联主回路，再接并联支路。
为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。
4、起动电机，观察仪表在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记下倍率，然后按一定规范起动电机，观察所有仪表是否正常（如指针正、反向是否超满量程等）。
如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。
5、测取数据预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。
正式实验时根据实验步骤逐次测取数据。
6、认真负责，实验有始有终实验完毕，须将实验数据交指导教师审阅。
经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好。
电机及拖动基础实验指导书
电机与拖动基础实验指导书目录实验一认识实验-----------------------------------2 实验二直流并励电动机------------------------------- 6 实验三直流串励电动机-------------------------------10 实验四单相变压器-----------------------------------13 实验五三相变压器-----------------------------------20 实验六三相三绕组变压器-----------------------------27 实验七三相鼠笼异步电动机的工作特性---------------- 30 实验八三相异步电动机的起动与调速（综合性实验）------38 实验九三相同步发电机的运营特性 --------------------42实验一认识实验一．实验目的1．学习电机实验的基本规定与安全操作注意事项。
2．结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．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。
二．预习要点1．如何对的选择使用仪器仪表。
特别是电压表、电流表的量程。
2．直流他励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？不连接会产生什么严重后果？3．直流电动机起动时，励磁回路连接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开导致失磁时，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MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安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．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。
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（MEL-I、MEL-IIA、B）2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）或电机导轨及校正直流发电机3．直流并励电动机M034．220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部）5．电机起动箱（MEL-09）。
电机与拖动实验指导书
《—电机与拖动—》实验指导书适用专业：_自动化__电气工程及其自动化_目录一．实验一直流发电机二．实验二他励直流电动机的工作特性与调速性能测定三．实验三电动机飞轮矩和参数测定四．实验四直流拖动实验五．实验五单相变压器空载、短路和负载实验六．实验六三相变压器的极性和连接组测定七．实验七异步电动机参数测定八．实验八三相异步电动机工作特性九．实验九交流拖动实验十．实验十控制电机实验十一.实验十一自整角机实验实验一：_直流发电机实验_实验学时：2学时实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的1．掌握用实验方法测定他励直流发电机空载特性，及直流发电机在他励并励时的外特性。
2．掌握并励直流发电机的自励条件，并观察其自励过程。
二、实验内容1．他励直流发电机的空载特性U0=f(If)2．他励直流发电机的外特性U=f(I)3．观察并励直流发电机的电压自建立过程4．并励直流发电机的外特性：U=f(I)三、实验原理、方法和手段本实验是以磁场中运动的导体两端能够产生电动势的原理，来验证直流发电机的各种特性。
其方法和手段就是先要给直流发电机建立磁场，然后用电动机做原动机带动发电机电枢旋转。
四、实验组织运行要求本实验为验证性实验，应采用“以学生自主训练为主的开放模式组织教学。
五、实验条件1．电机机组一套：（直流电动机－交流电动机－直流发电机－测速发电机－编码器）。
2．直流发电机：额定功率350W、额定转速1440r/min、额定电压165V、额定电流2.0A、额定励磁电压200V、额定励磁电流0.45A。
3．直流电动机：额定功率500W、额定转速1400r/min、额定电压220V、额定电流2.3A、额定励磁电压200V、额定励磁电流0.35A。
4．IPS-n电机转速测量仪。
5．三相调压器：调压范围0～420V/50Hz、视载功率4KW、电流4A。
6．直流电压表、电流表、负载单元、可变电阻器和开关导线等。
六、实验步骤本实验的原动机为直流他励电动机，实验线路如图1-1所示图1-1 他励直流发电机实验电路图1-1中：E为他励直流发电机、D为直流电动机、A1和A2为直流电流表、V和V1为直流电压表，根据发电机铭牌选择仪表的量程、RP1，RP2为滑线变阻器，分别用作直流电动机和发电机励磁回路的可变电阻、R3为可变电阻挂箱，作为负载电阻。
《电机与拖动》实验指导书(现用)
《电机与拖动》实验指导书课程编号：课程名称：电机与拖动实验适应专业：自动化、电气工程及其自动化课程类别：必修、限选实验教学种类：课程总学时：46+12实验学时：12执笔人：王卫东西安电子科技大学机电工程学院2006年9月实验一直流电动机的机械特性测定实验一、实验目的和要求1．掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性2．掌握直流并励电动机的调速方法。
预习要求：1．直流电动机的工作特性和机械特性的定义2．直流电动机调速原理二、实验内容1．工作特性和机械特性保持U=U N和I f=I fN不变，测取n、T2、n=f(I a)及n=f(T2)。
2．调速特性（1）改变电枢电压调速保持U=U N、I f=I fN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。
（2）改变励磁电流调速保持U=U N，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(I f)。
三、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明1．MEL系列电机教学实验台的主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）或电机导轨及编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板（MEL-05）。
7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
四、实验原理并励电动机实验线路，如图1-1所示。
R1、R f：电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于MEL-09mA、A、V2：直流毫安、电流、电压表（MEL-06）G：涡流测功机I S：涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。
五、实验方法与步骤1．并励电动机的工作特性和机械特性按如图1-1所示将仪器设备与电动机相连接，然后按如下步骤进行实验：a．将R1调至最大，R f调至最小，毫安表量程为200mA，电流表量程为2A档，电压表量程为300V档，检查涡流测功机与MEL-13是否相连，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底，开启控制屏的总电源控制钥匙开关至“开”位置，按次序按下绿色“闭合”按钮开关，打开励磁电源船形开关和可调直流电源船形开关，按下复位按钮，此时，直流电源的绿色工作发光二极管亮，指示直流电压已建立，旋转电压调节电位器，使可调直流稳压电源输出220V电压，使电机旋转，并调整电机的旋转方向，使电机正转。
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《电机与拖动课程设计》
指导书及任务书
2013年1月5日
一、课程设计任务及要求
1．根据设计题目要求并查阅参考资料，正确选择设计方案；
2．确定电机及其拖动系统的总体结构，根据任务书要求设计硬件电路并计算参数；
3．根据设计硬件电路，验证设计方案，验证方法可采取仿真或测试；
4．编写完整的设计说明书、设计小结。
二、课程设计内容：
本课程设计主要包括以下六个方面内容：1）拖动系统分析；2）电机选型设计；3）电机容量选择；4）相关参数校验；5）控制电路设计。
三、课程设计参考题目
题目一：提升料车电机拖动系统设计
【题目说明】
拖动对象为一料车提升系统。
右图所示，料车在轨道下部装料，
装完料后提升至上部料仓卸载。
装
料时间为3分钟，卸载时间不计，
提升及下放速度最大值不超过0.4
米/秒，料仓距轨道底部15米，料
车自重40公斤，每次装料100公斤，
企业每天分三班工作，每班提升25
次，提升为接班后即开始至提升25
次结束。
系统提升使用钢丝绳，钢丝绳轮的直径为0.4米。
工作现场只有三相四线制380v交流电源，电网最大电压波动 5%，通风良好，环境干燥，
现场无防爆要求。
【设计任务及要求】
1）要求电机拖动系统能够可靠工作，电机温升在允许范围内。
2）设三个手动操作按钮控制电机运转，即提升、下放、停止。
3）系统应能实现在提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止。
【设计指导】
为简化设计，提升系统钢丝绳重量及摩擦阻力均可不计。
设计时要先算出负载转矩，可根据提升速度、电机速度选择减速机。
选择电机时要先确定电机类型，确定电机容量，然后还要考虑是否需要校验起动转矩、电机温升等。
电气控制系统要设计为能够实现自锁功能。
对料车提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止问题，建议选择行程开关，通过行程开关的常开或常闭触点来设计控制电路。
题目二：离心式风机电机拖动系统设计
【设计说明】
离心式风机右图所示，在工作中，
气流由风机轴向进入叶片空间，然后在
叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转；另一
方面在惯性力的作用下提高能量，沿半
径方向离开叶轮，靠产生的离心力来做
功的风机称为离心式风机。
风机的相关参数如表1所示，其中功率为所需电机的功率。
该风机A工作方式为连续运转，启动时与另一台风机B联锁，即B开始运转后，A才能运转，否则A不能启动。
表1 风机的相关参数
【设计任务及要求】
1）选择用于拖动离心式风机的电机，电机应能可靠启动、运转、停止。
2）联锁电路设计应能可靠工作。
【设计指导】
查阅相关资料了解离心式风机的工作原理及结构。
根据题目要求选择电机，如果需要还要校验相关参数，对题目中未知的参数可根据类似产品的说明书或其它途径自行设定。
离心式风机允许全压起动或降压电动，但应注意，全压起动时的电流约为5-7倍的额定电流，降压起动转矩与电压平方成正比，由于该风机功率较大，为减小对电网的影响，应采用降压起动。
联锁问题可以从B电机的主控接触器取常开点接入A电机控制回路的方法。
题目三：工作台往返循环电机拖动系统设计
【设计说明】
工作台往返循环系统常用于机床、物流分拣等领域，其系统构成如
下图所示。
工作台实现往返（向左、向右）工作，其工作行程由开关SQ1-SQ4来决定。
其中SQ1、SQ2为限位开关，SQ3、SQ4为超限开关，保证工作台的安全运行。
工作台可实现点动或自动调节。
【设计任务及要求】
1）设计一个电气元件的工作台自动往返循环控制线路
2）工作台循环工作电机应可靠起动、运转、停止
3）工作台往返工作既可实现手动又可满足自动
【设计指导】
查阅资料理解工作台的往返循环工作的原理及结构。
为简化设计过程，工作台驱动电机可自行选择，但选择电机后需要进行校验（如类型、容量、起动能力、过载能力、温升以及工作制等），对题目未知的参数可根据类似产品的说明书或电气工程手册查询。
工作台自动往返循环控制线路，包括主接线和控制线路。
控制线路需要选择相应的电气元件，电气元件的选择应符合供电要求。
题目四：他励直流电动机串电阻起动系统设计
【设计说明】
分析他励直流电动机的串电阻起动方法和实现方式，自行选定他励直流电动机并设计该电动机的串电阻起动电气控制系统。
【设计任务及要求】
1）确定起动级数，计算选择分级起动电阻
2）选定分级起动主回路和控制回路以及相关电气元件
3）画出起动特性曲线，并计算起动时间
【设计指导】
查阅资料熟悉直流电动机起动原理和起动方法。
合理选择分级起动用电阻。
串电阻起动系统电气回路分为主回路和控制回路，主回路自带过电流保护，最大起动电流不得超过额定电流的2倍。
结合供电电源合理选择切换用电气元件。
题目五：三相异步电动机能耗制动系统设计
【设计说明】
分析三相异步电动机的能耗制动的工作原理和实现方式，自行选定异步电动机并设计该电动机的能耗制动控制系统。
【设计任务及要求】
1）设计能耗制动系统，合理选择实现能耗制动的电气元件
2）根据所选电气元件，设计能耗制动主回路及其控制回路
3）要求三相异步电动机停机后迅速切除电源
【设计指导】
查阅资料熟悉三相异步电动机的能耗制动过程和制动原理。
合理选择时间继电器，准确设定能耗制动时间。
合理选择调节制动电流的能耗制动电阻。
结合供电电源合理选择控制线路的电气元件。
主回路采用过电流保护。
四、课程设计说明书要求
1、课程设计说明书应按照统一的课程设计说明书格式（采用毕业设计论文格式）。
2、论理正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。
3、课程设计说明书应有设计题目、设计任务、本课程设计系统概述、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书。
4、课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识。
五、课程设计计划进度
六、参考文献
[1] 戴文进著，电机与拖动，清华大学出版社，2008
[2] 杨文焕著，电机与拖动基础，西安电子科技大学出版社，2008
[3] 杨天明著，电机与拖动，中国林业出版社出版社，2008
[4] 何此昴著，变压器与电感器设计方法及应用实例，人民邮电出版社，2011
[5] 赵敏、刘丽主著，电气控制与自动控制系统，西南交通大学出版社，2006
[6] 陈伯时著，电力拖动自动控制系统[M]，机械工业出版社，2011
[7] 姚舜才著，电机学与电力拖动技术[M]，国防工业出版社，2006
[8] 许志军著，电气自动化控制技术实训教程[M]，电子科技大学出版社，2008
[9] 刘行川著，简明电工手册[M]，福建科学技术出版社，2003
电气工程及其自动化专业教研室
指导教师：
教研室主任：。