一、实验目的

了解钳形电流表和转速表在三相异步电动机中的使用方法。

二、实验仪器

实验仪器如表2-10所示。

表2-10　实验仪器

三、知识学习及操作步骤

1.钳形电流表

钳形电流表简称钳形表，主要由电流互感器和电流表组成。电流互感器的铁芯设有活动开口，俗称钳口。搬动扳手，开启开口，嵌入被测载流导线，被测载流导线就成了电流互感器的一次绕组，互感器的二次绕组绕在铁芯上，并与电流表串联。当被测导线中有电流时，通过互感作用，二次绕组产生的感生电流流过电流表，使指针偏转，在标度尺上指示出被测导线的电流值。图2-28所示为钳形电流表实物图。

图2.28　钳形电流表实物图

在使用钳形电流表测量电流时，无需剪断电线，便可直接测量电流。而在一般电表测量电流时，则需把电线剪断并把电表连接到被测电路中。所以钳形电流表测量电流最大的益处就是可以测量大电流而不需关闭被测电路。

1）测量方法

（1）指针式钳形电流表测量前需要机械调零。

（2）选择合适的量程，先选大量程，后选小量程或看铭牌值估算。

（3）当使用最小量程测量，其读数还不明显时，可将被测导线绕几匝，匝数要以钳口中央的匝数为准，则读数=

（4）测量完毕，要将转换开关放在最大量程处。

（5）测量时，应使被测导线处在钳口的中央，并使钳口闭合紧密，以减少误差。

2）使用时的注意事项

（1）进行电流测量时，被测载流体的位置应放在钳口中央，以免产生误差。

（2）为了使读数准确，应保持钳口干净无损，如有污垢时，应用汽油擦洗干净后再进行测量。

（3）在测量5A以下的电流时，为了测量准确，应多绕几匝再进行测量。

（4）钳形电流表不能测量裸导线电流，以防触电和短路。在使用前检查被测三相导线是否绝缘。

2.转速表

转速表是机械行业必备的仪器之一，用来测定电动机的转速、线速度或频率。常用于电机、电扇、造纸、塑料、化纤、洗衣机、汽车、飞机、轮船等制造业。大多数用的是手持离心式转速表。

1）转速表的种类

转速表经过多年的发展已经形成了多个种类。转速表按照工作原理和工作方式不同，可以分为离心式转速表、磁性转速表、电动式转速表、磁电式转速表、闪光式转速表和电子式转速表等几个种类。

（1）离心式转速表。

离心式转速表是以离心力和拉力的平衡为原理来测量电动机转速的。离心式转速表的测量精度较低，一般在1～2级，但易于安装、便于使用。离心式转速表的优点是测量直观、读数方便、运行稳定、可靠性好，缺点则是结构复杂。

（2）磁性转速表。

磁性转速表是以旋转磁场为原理来测量电机转速的一类转速表。磁性转速表在测量转速时，会根据转速产生的旋转力大小，与游丝力进行平衡，以指示转速值。磁性转速表的结构简单、使用方便，多用于摩托车和汽车等设备的转速测量。

（3）电动式转速表。(www.daowen.com)

电动式转速表的测量方式，是将小型交流电动机的转速与被测轴的转速保持一致，而磁性转速头又和小型交流电同轴转动，这样磁性转速头所指示的转速就是被测轴的转速。电动式转速表适用于异地安装，有良好的抗震性，多用于柴油机和船舶等设备的转速测量。

（4）磁电式转速表。

磁电式转速表是利用磁阻元件完成转速测量的一种转速表。磁电式转速表的工作原理是磁阻的阻抗值随磁场的强弱而变化，当被测轴的齿轮接近磁电式转速表时，齿轮的齿顶与齿谷会令磁场发生变化，这样磁电式转速表就能通过对电阻变化的测量来反应被测轴的转速。

（5）闪光式转速表。

闪光式转速表是以视觉暂留原理为依据的一种转速表。闪光式转速表的功能比普通转速表更为丰富，除了能测量往复速度以外，还能用于往复运动物体的静像观测，是机械设备运动、工作状态观测的必备仪表之一。

图2.29　手持离心式转速表实物图

（6）电子式转速表。

电子式转速表的测量工作是通过数字电路和电磁式线圈作用来完成的。电子式转速表所接受的信号为数字脉冲信号，在数/模转换电路的转换下，通过数字脉冲信号变成电压信号来控制线圈电流，从而完成指示指针的变化。

在此以手持离心式转速表（图2.29）为例进行介绍。

2）手持离心式转速表的工作原理

当离心器旋转时，由于重锤随着旋转所产生的离心力通过连杆使活动套环向上移动并压缩弹簧。当转速一定时，活动套环向上的作用力与弹簧的反作用力相平衡，套环将停在相应位置上。同时，活动套环的移动通过传动机的扇形齿轮传递给指针，在表盘上指示出被测转速的大小。显然，转速表指针的偏转与被测轴旋转方向无关。

由于离心力F=mrω2，即离心力与旋转角速度的平方成正比，因而离心式转速表的刻度盘是不等分度的。为减小表盘分度的不均匀性，可恰当选取转速表的各种参量及测量范围，充分利用其特性的线性部分，达到使表盘分度尽量均匀的目的。

便携式转速表通常利用变速器来改变转速表的量程。如LZ-30型离心式转速表就具有下列5个量程（r/min）：30～120，100～400，300～1200，1000～4000，3000～12000。在这种转速表的表盘上通常标有两列刻度，如分度盘的外围标有3～12，内圈标有10～40，它分别适用于两组量程。

3）手持离心式转速表的使用方法

（1）转速表在使用前应加润滑油（钟表油），可从外壳和调速盘上的油孔注入。

（2）为适应不同的旋转轴，离心式转速表都配有不同的触头，使用时可进行选择。

（3）合理选择调速盘的挡位，不能用低速挡去测量高转速。若不知被测转速的大致范围，可先用高速挡测量出大概数值，然后再用相应挡位进行测量。

（4）转速表轴与被测转轴接触时，应使两轴心对准，动作要缓慢，以两轴接触时不产生相对滑动为准。同时尽量使两轴保持在一条直线上。

（5）若调速盘的位置在I、Ⅲ、V挡，测得的转速应为分度盘外圈数值再分别乘以10、100、1000；若调速盘的位置在Ⅱ、Ⅳ挡，测得的转速应为分度盘内圈数值再分别乘以10、100。

四、实验内容及要求

（1）检查各电器元件及仪表的质量情况，了解其使用方法。

（2）学会钳形电流表和转速表在三相异步电动机上的使用方法。

（3）学习设计电路，测量三相异步电动机的空载电流及空载转速。

五、思考题

（1）若无法估计电流大小，应如何选择量程开始测量？

（2）若被测电流较小（小于5A）时，应如何进行测量？此时如何计算被测导线实际电流值？

六、实验报告要求

（1）根据实验内容填写表格2-11。

表2-11　实验记录表

（2）记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。