DJJ交流电力测功机
电机与电力拖动基础实验指导书(最新)
电机与电力拖动基础实验指导书北京工商大学信息工程学院2008年8月目录电机与电力拖动基础实验的基本要求和安全操作守则 (2)DD01电源控制屏交流及直流电源操作说明 (4)电机与电力拖动基础实验实验一、直流电动机认识实验 (6)实验二、直流发电机实验 (10)实验三、直流他励直流电动机机械特性测定 (15)实验四、单相变压器实验 (21)实验五、三相变压器联结组测定 (28)实验六、三相异步电动机起动、反转与调速 (33)实验七、三相异步电动机机械特性测定 (38)实验八、单相电机和步进电机实验 (44)附录1、D55-1智能转矩、转速、输出功率表使用说明 (50)2、D34-3单三相智能功率、功率因数表使用说明 (52)3、D54步进电机智能控制箱使用说明 (54)4、BSZ-1型步进电机实验装置使用说明 (57)5、实验用变压器、电机铭牌数据一览表及使用说明 (58)6、D31直流数字电压表、毫安表、安培表使用说明 (60)7、D32交流电流表、D33交流电压表使用说明 (61)8、DD03－1指针式转速表使用说明 (62)电机与电力拖动基础实验的基本要求和安全操作守则一、实验的基本要求1.实验预习实验前应认真研读实验指导书，复习电机与电力拖动基础课程教材中的有关章节，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，对电机实验所测数据的大体范围及趋势作到心中有数，并按实验内容准备好记录实验数据的表格。
2.实验操作1）实验以小组为单位进行,每组由2～3人组成，实验进行中的接线、调节负载、测量、记录数据等工作应有明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠。
2）实验前，先熟悉该次实验所用的组件，并记录电机的铭牌数据。
3）根据实验线路图及所用组件，按图接线，实验线路力求简单明了，布局合理，操作方便。
按接线原则，应先接串联主回路，再接并联支路。
4）根据电机及所使用的设备铭牌数据，合理选择仪表量程，熟悉仪表刻度，注意量程并记下倍率。
电机测功机
电机测功机电机测功机是一种用于测量电机性能的设备，也被称为电机测试台或电动机测量设备。
它是电机研究和开发过程中必不可少的工具，用于评估电机的功率、效率、扭矩和速度等特性。
本文将介绍电机测功机的原理、应用和优势。
一、电机测功机的原理电机测功机的工作原理基于电机转矩-转速特性曲线。
它通过对电机施加负载并测量转速和负载扭矩的变化来确定电机的性能。
电机测功机通常由一个电动机和一个测力仪或负载装置组成。
电动机作为被测试电机的负载，通过施加电动机所需的扭矩，来模拟实际工作中的应用场景。
测力仪或负载装置则用于测量负载扭矩和转速。
二、电机测功机的应用1. 功率评估：电机测功机可以用于评估电机的输出功率。
在测试过程中，通过测量电机的转速和负载扭矩，可以计算出电机的输出功率，从而确定电机的性能和效率。
2. 效率测试：电机测功机能够通过对电机施加不同负载来评估其效率。
通过测量转速和负载扭矩的变化，可以计算出电机在不同负载下的效率曲线。
这有助于改进电机设计和优化电机控制系统。
3. 扭矩测量：电机测功机可以用于准确测量电机的扭矩输出。
通过施加不同负载并测量负载扭矩的变化，可以得到电机的扭矩-转速特性曲线。
这对于了解电机在不同工作条件下的性能非常重要。
4. 速度调节：电机测功机可以模拟不同工作条件下的转速变化，从而对电机的速度调节性能进行评估。
通过施加不同负载并测量转速的变化，可以确定电机的速度调节能力和响应特性。
三、电机测功机的优势1. 精确度高：电机测功机采用先进的传感器和测量技术，能够提供高精度的测量结果。
这对于评估电机性能和进行精确控制非常重要。
2. 可重复性好：电机测功机能够提供稳定和可重复的测试结果。
这有助于在不同条件下对电机进行准确的比较和评估。
3. 多功能性：电机测功机可以用于测试不同类型和规格的电机，包括直流电机、交流电机和步进电机等。
它还可以评估电机在不同工况下的性能表现。
4. 高效率：电机测功机能够快速进行测试，并提供实时的测量结果。
常用的测功机有哪几种方法
常用的测功机有哪几种方法
常用的测功机主要有以下几种方法:
1. 转速表测功机
原理是通过测量转动机轴的转速,并结合机械参数计算功率。
优点是仪表简单,使用方便。
缺点是需要事先知道测功机的参数。
2. 转矩测功机
通过测量转动轴上作用的扭矩,并结合转速计算功率。
优点是精度较高。
缺点是需要装配转矩传感器。
3. 流量测功机
通过测量流体的流量和压力变化计算传递的功率。
常见的有流量计、扳手等。
适用于水轮机、风机等流体功机。
精度受流量计限制。
4. 电功率计测功机
用电功率计测量马达或发电机的输入/输出电功率。
简单直接,但只适用于电能转换的功机。
5. 热量测功机
测量工作介质入口与出口的热量变化,计算传递的功率。
仅适用于热机,如内燃机。
6. 测量扭矩和转速
这是最通用也最精确的方法,通过高精度扭矩计和转速计同时测量扭矩和转速,并相乘计算功率。
选择何种测功机方法,要根据实际情况和精度需求来决定。
电功率计测量方法使用最广泛。
直流测功机原理
直流测功机原理
直流测功机原理
直流测功机是一种用于测量电气产品的功率及其他电学参数的设备。
它使用直流电源将电流和电压施加到被测试设备上，测量出功率等参
数，从而对设备的性能和功能进行评估和分析。
直流测功机的原理基于电能转换定律，即能量守恒定律。当直流电源
施加到待测设备上时，电流会流过待测设备，同时被测量的电压也会
随之产生。通过测量电流和电压的变化量，我们可以计算得到被测试
设备从电源中所提取的功率。
理想情况下，直流测功机应该具有高精度、高速度以及高可靠性。在
实际应用中，直流测功机采用了一系列的技术手段来改善精度和速度，
以确保其测量结果的准确性和可靠性。
其中，一种常见的技术是采用可控硅技术，来控制电流和电压的大小
和方向。这种技术可以实现电源和被测设备之间的电能转换和电路的
控制，从而确保直流测功机的精度和速度。
另外，直流测功机还采用了微处理器技术、红外线技术以及数字信号
处理技术，来实现测量数据的采集、分析和传输，从而实现更高的测
量精度和速度。
总之，直流测功机作为一种关键的测试设备，在电子产品制造、电力
工业、电动汽车等领域具有广泛的应用。通过掌握其原理和技术，我
们可以更好地理解和分析电气产品的性能和功能，从而提高产品质量
和性能。
直流变交流电机的原理
直流变交流电机的原理直流变交流电机是一种可以将直流电能转换为交流电能的电机。
其原理主要通过直流电源提供电流给驱动器，使得驱动器内部的功率电子元件可以控制电流的方向和大小，从而实现直流电能向交流电能的转换。
下面将详细介绍直流变交流电机的原理。
直流变交流电机主要由三部分组成：直流电源、驱动器和交流电机。
直流电源提供直流电能，驱动器将直流电能转换为交流电能，交流电机使用交流电能进行机械功的输出。
直流电源是直流变交流电机的供电来源，通常为电池或直流稳压电源。
直流电源通过连接到驱动器的输入端，将直流电能输出给驱动器。
驱动器是直流变交流电机实现电流的反向和大小调节的关键部分。
它由功率电子元件、控制电路和保护电路组成。
功率电子元件主要包括可控硅、三相桥式整流电路和逆变桥等。
控制电路通过控制功率电子元件的开关状态，实现对电流的调节。
保护电路用来保护变频器和交流电机的安全运行。
驱动器可以根据不同的工作条件，实现直流电源电流的反向和大小调节，从而改变输出电流的方向和大小。
驱动器的工作原理可以分为两个阶段：正向电流调节和反向电流调节。
在正向电流调节阶段，驱动器将直流电源输出的电流传递给交流电机，使其机械运动。
在反向电流调节阶段，驱动器通过改变功率电子元件的开关状态，使得输出电流的方向反向，从而实现电机反向运动。
交流电机是直流变交流电机的输出部分，其主要作用是将电能转换为机械功。
交流电机通常由定子和转子两部分组成。
定子由线圈绕成，形成磁场。
转子上带有导体，在磁场的作用下产生感应电动势，使转子产生机械运动。
通过调节驱动器输出的电流的大小和方向，可以改变交流电机的机械功输出的大小和方向。
直流变交流电机的原理是通过驱动器控制电流的大小和方向，从而实现直流电能向交流电能的转换。
驱动器通过改变功率电子元件的开关状态，可以反向输出电流，从而改变电机的运动方向。
此外，驱动器还可以调节输出电流的大小，进一步改变电机的输出功率。
总的来说，直流变交流电机是利用驱动器将直流电能转换为交流电能，从而实现电机运动的一种电动机。
电机拖动实验指导
电机与拖动基础实验指导书实验一直流发电机(天煌)一、实验目的1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。
2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。
二、预习要点1、什么是发电机的运行特性？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持不变，哪些物理量应测取。
2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调节？3、并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？4、如何确定复励发电机是积复励还是差复励？三、实验项目1、他励发电机实验（1）测空载特性保持n=n N使I L=0，测取U0=f（I f）。
（2）测外特性保持n=n N使I f=I fN，测取U=f（I L）。
（3）测调节特性保持n=n N使U=U N，测取I f=f（I L）。
2、并励发电机实验（1）观察自励过程（2）测外特性保持n=n N使R f2=常数，测取U=f（I L）。
3、复励发电机实验积复励发电机外特性保持n=n N使R f2＝常数，测取U＝f（I L）。
四、实验设备及挂件排列顺序12、屏上挂件排列顺序D31、D44、D31、D42、D51五、实验方法1、他励直流发电机励磁电源图1－1直流他励发电机接线图按图1-1接线。
图中直流发电机G选用DJ13，其额定值P N＝100W，U N＝200V，I N＝0.5A，n N＝1600r/min。
校正直流测功机MG作为G的原动机（按他励电动机接线）。
MG、G及TG由联轴器直接连接。
开关S选用D51组件。
R f1选用D44的1800Ω变阻器，R f2 选用D42的900Ω变阻器，并采用分压器接法。
R1选用D44的180Ω变阻器。
R2为发电机的负载电阻选用D42，采用串并联接法（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联），阻值为2250Ω。
当负载电流大于0.4 A时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。
测功机原理及应用
测功机可用于测试火箭发动机和其他 推进系统的性能，以评估其推力和效 率。
船舶行业
船舶动力测试
测功机用于测试船舶发动机的功 率、扭矩等性能参数，以确保船
舶动力系统正常工作。
船舶推进系统测试
测功机可用于测试船舶推进系统的 效率、推力等参数，以提高船舶的 航行性能。
船舶控制系统测试
通过测功机测试船舶控制系统的性 能，如舵机、推进器等设备的控制 精度和稳定性。
03
在测试过程中，应实时监控测功机的运行状态，如发现异常应
及时处理。
使用后的维护保养
清洁设备
使用后，应清洁测功机表面灰尘和杂物，保持设备清洁。
检查传感器
检查传感器是否完好，如发现损坏应及时更换。
定期保养
定期对测功机进行全面保养，包括润滑、检查电气线路等，以确 保设备正常运行。
05 测功机未来展望
负载模拟
测功机可用于模拟电机在 实际工作过程中所承受的 负载，以评估电机的耐久 性和可靠性。
航空航天
发动机测试
材料与结构测试
在航空航天领域，测功机用于测试航 空发动机的性能参数，以确保发动机 满足飞行要求。
通过测功机测试航空航天材料和结构 的力学性能，以确保其能够承受极端 的工作条件。
推进系统测试
智能化测功机的发展
智能化测功机能够自动识别和调 整测试参数，提高测试精度和效
率。
智能化测பைடு நூலகம்机具备数据分析和处 理功能，能够为产品研发和优化
提供有力支持。
智能化测功机能够实现远程监控 和故障诊断，降低维护成本和时
间。
测功机与其他设备的集成化发展
测功机将与机器人、传感器等 设备集成，实现自动化、智能 化的测试系统。
城轨信号微机监测设备的维护—交流道岔监测采集原理及应用
相关知识
（五）道岔正常动作电流曲线分析 1、道岔正常动作电流曲线分析
通过曲线分析能了解道岔转换时的运用质量，还能在故障时进行辅助判断， 指导现场有针对性地进行故障处理。
相关知识
动作步骤分析：
第一步：1DQJ吸起：1DQJ吸起后，道岔动作电流曲线开始记录； 第二步：2DQJ转极：在2DQJ转极时，动作电流曲线将出现一个较大 峰值，说明道岔启动电路已接通，道岔开始动作； 第三步：道岔动作：道岔动作过程分为解锁、转换、锁闭三步。 解锁与转换的分界点以斥离尖轨开始动作为准，锁闭时以斥离尖轨密贴 到位为准。 第四步：启动电路断开：道岔转换完毕，自动开闭器接点转换，断开启 动电路，使BHJ落下，1DQJ自闭电路断开进入缓放状态。在1DQJ缓放时 间内，启动电路中仍有两相小电流存在（简称“小尾巴”）； 第五步：1DQJ落下：1DQJ经过缓放后落下，停止记录道岔动作曲 线。
（1）案例曲线
相关知识
2、道岔动作电流曲线只记录两相0.5A左右电流
（2）曲线分析 曲线形同于“小尾巴”电流，说明1DQJ、1DQJF均已吸起，但未
出现电流说明2DQJ未转极。
（3）常见原因 1）2DQJ励磁电路不良； 2）2DQJ继电器特性不良。
相关知识
3、道岔三相动作电流数值正常，动作时间仅1s。
三相交流电动转辙机动作电气特性参数的监测内容主要包括：电 压、电流、动作电流曲线、动作功率曲线、1DQJ状态、定位/反位表 示。
相关知识
（一）三相交流转辙机电流/功率采样模块
三相交流电动转辙机电流/功率采样模块主要用于三相交流电动 转辙机动作电流和功率隔离采样，其接线示意图如下图。
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DJJ交流电力测功机
使
用
说
明
书
长沙诚邦测控仪器有限公司
一．概述
正确的选择负载乃是试验是否能够成功的关键。机械加载、水力加载、磁粉
加载、电涡流加载等都只能信任一定工况范围内的加载，它们不是加载不稳定，
就是高速性能不好，或者低速无法加载，而且无一不浪费能源等等，只有电力回
馈加载才是加载稳定的、高低速加载特性都很好的节能型加载器。
交流变频回馈加载器由一台特制的变频电机和一台DJJ控制器组成。
DJJ交流变频回馈加载器是利用交流变频电机作为负载并将发出的电能通
过DJJ加载及回馈控制器回馈给输入端的一种先进的加载设备，它和扭矩传感器
配接，即组成性能优良的交流变频电力测功机。
它与其它测功机比较，具有以下无可比拟的优点：
（1） 既可以作为发电机加载，又可以作为电动机拖动。这对于内燃机/变速
箱等需要倒拖的试验是非常理想的。
（2）节能：由于采用发电回馈加载，节能效果非常明显。
（3） 加载特性非常好：DJJ交流电力测功机采用直接转矩控制技术，在额定
转速以下可以保持恒扭矩加载，额定转速以上可以恒功率加载。
（4）响应快（5ms）：特别适合例如路谱试验等动态和瞬态加载试验.
（5）可以【恒扭矩(加载)/恒转速（倒拖）】两种工作方式，以适应不同测试
需要.
（6） 结构简单，稳定性、可靠性好，使用方便。
（7）恒扭矩和恒转速控制稳定度是其他测功机无可比拟的（0.1%以上)。
（8）根据用户要求，DJJ电力测功机可以根据要求提供计算机程序控制接口，
接口方式可以模拟信号输入，也可以RS232,485等接口输入。
二．110KW交流电力测功机主要技术性能
1.环境条件：
（1）环境温度： 0－50℃
（2）存储温度：－20—＋70℃
（3）相对湿度：85％ 无凌霜
（4）海拔高度：1000米，（最高4000米，每100 米降1％）
（5）强制冷却：内置风机
2、电源：
（1）三相电压：3AC380V-15%__480+10%(或其他电压等级)
（2）电网频率：48－63HZ
（4）功率因素：大于0.98（基波）
（5）效率：大于0.96
3、加载及测量：
⑴ 加载测功范围：0－1000KW
⑵ 加载扭矩范围: 0-400 N.m（量程分档） （更高扭矩也可以特殊定制）
⑶ 转速范围： 0-8000r/min。（特殊转速范围可另外定制）
⑷ 扭矩测量精度:±0.2％F.S （带扭矩测量品种，取决于扭矩传感器精度）
⑸ 转速测量精度:0。1％±1r/min。（带转速传感器品种）
⑹ 恒扭矩控制稳定度：0.1％
⑺ 恒转速控制稳定度：0.1％
(8)转矩阶耀上升时间：约5ms
(9) 转速阶耀上升时间：约25ms
(10) 过载能力：136％ 60秒 额定扭矩， 周期300妙。
(11) 开关频率：1.7－16kHz
(12) 输出频率：0－200Hz
三． 110KW交流电力测功机结构
1. 电力测功机主机
主机的构成：
测功电机的主机由一台特制的变频电机和一台扭矩转速传感器构成。
测功机按使用场合分为高速型和低速大扭矩型。
高速型位2极变频电机，额定转速为3000r/min,最高转速18000r/min
低速大扭矩型为4-8极的多极变频电机，具体可按用户要求定制。
测功机按冷却方式可分为水冷式和风冷式。
按机械结构可分为方形测功电机和悬浮测功电机两种。（当然，在直流母
线回馈加载模式下，也可用普通变频电机代替。）
方形测功机的外形如下图所示：
方形电机设计有独特的同轴冷却风道，即使在极低的转速下，也能对电机
保持良好的冷却。
方形测功电机本身没有扭矩测量装置，需要配合我公司生产的JY型应变
式或JC型相位差式扭矩传感器使用。
安装的机械结构如下图：
1.测功电机 2.扭矩传感器 3.轴承座 4.底座
DJJ电力测功机主机结构示意图
方形测功电机主要用于减速器、齿轮箱、变速箱等启动平稳的试验场合
使用。对于发动机等启动时冲击扭矩较大的使用场合，需要在扭矩传感器
前加装扭矩限制器，避免冲击扭矩损坏扭矩传感器。或者使用悬浮结构的
测功电机。
悬浮电机的结构如下图所示：
悬浮式测功电机可以两头加载，其扭矩测量装置是安装在外壳侧面的力
传感器，结构与传统的电涡流测功机相似。启动时的冲击扭矩对于此结构
测功机几乎没有影响，适合柴油机、汽油机等启动时冲击很大的试验场合
使用。
测功机主机选型表
定货须知，产品型号解释：
例如：DJJ-Y-315- 4- 50 -EWB- F-SM
1 2 3 4 5 6 7 8
1． DJJ-交流测功机
2. Y=异步电机 T=同步电机
3． 315表示电机的中心高为315mm
4 电机极对数：2=2P 4=4P 6=8P 8=8P
5. 电机基频 50表示50Hz
6. EWB E表示装转速编码器
W表示装绕组温度传感器
B表示
7.冷却方式：F表示风冷，S表示水冷
8.电机外形：SM方形电机、BM悬浮电机、RM普通圆形电机
电机工作电压：380V、440V、690V
防护等级：IP21\IP23\IP44\IP54\IP55\IP56
绝缘等级：B\F\H\C
4极50HZ基频测功机选型表
型号 额定功率 KW 额定转速 rpm 额定扭矩 N.m 恒扭矩转速范围 rpm 恒功率转速范围 rpm 最高转速
扭矩
DJJ-90-4 1.5 1500 10 60-1500 1500-6000 2.4
DJJ-100-4 3 1500 19 60-1500 1500-6000 4.8
DJJ-132-4 5.5 1500 35 60-1500 1500-6000 4.8
DJJ-132-4 7.5 1500 47.8 60-1500 1500-6000 11
DJJ-160-4 11 1500 70 60-1500 1500-6000 17.5
DJJ-160-4 15 1500 95.5 60-1500 1500-6000 23.8
DJJ-180-4 22 1500 140 60-1500 1500-6000 35
DJJ-200-4 30 1500 191 60-1500 1500-6000 47.8
DJJ-225-4 37 1500 236 60-1500 1500-6000 58.8
DJJ-225-4 45 1500 287 60-1500 1500-6000 71.6
DJJ-250-4 55 1500 350 60-1500 1500-6000 85
DJJ-280-4 75 1500 478 60-1500 1500-6000 119
DJJ-280-4 90 1500 573 60-1500 1500-6000 143
DJJ-315-4 110 1500 700 60-1500 1500-6000 175
DJJ-315-4 132 1500 840 60-1500 1500-6000 210
DJJ-315-4 160 1500 1019 60-1500 1500-6000 255
DJJ-315-4 200 1500 1273 60-1500 1500-6000 318
DJJ-355-4 250 1500 1592 60-1500 1500-6000 398
DJJ-355-4 315 1500 2006 60-1500 1500-5000 502
DJJ-355-4 400 1500 2547 60-1500 1500-5000 637
DJJ-355-4 500 1500 3183 60-1500 1500-5000 796
DJJ-400-4 630 1500 4011 60-1500 1500-5000 1003
DJJ-450-4 800 1500 5093 60-1500 1500-5000 1273
DJJ-450-4 630 1500 6367 60-1500 1500-5000 1592