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1、直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性一、一、 实验目的实验目的了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性二、二、 预习要点预习要点1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。 三、实验项目三、实验项目1、电动及回馈制动状态下的机械特性2、电动及反接制动状态下的机械特性3、能耗制动状态下的机械特性四、实验方法四、实验方法1、实验设备序
2、 号型 号名 称数 量1MET01电源控制屏1 台2DD03不锈钢电机导轨、测速系统及数显转速表1 件3DJ15直流并励电动机1 台4DJ23校正直流测功机1 台5D51波形测试及开关板1 件2、屏上挂件排列顺序D51图 6-1 他励直流电动机机械特性测定的实验接线图3、R2=0 时电动及回馈制动状态下的机械特性按图 6-1 接线，图中图中 M 用编号为用编号为 DJ15 的直流并励电动机的直流并励电动机(接成他励方式接成他励方式)，MG 用用编号为编号为 DJ23 的校正直流测功机，直流电压表的校正直流测功机，直流电压表 V1、V2的量程为的量程为 500V，直流电流表，直流电流表 A1、A
3、3的量程为的量程为 200mA，A2、A4的量程为的量程为 5A。R1选用选用 R1 上的上的 1800 阻值，阻值，R2选用选用 R2 上的上的180 阻值，阻值，R3选用选用 R3 上上 1800 电阻加电阻加 R4 上的上的 180 共共 1980 阻值，阻值，R4选用选用 R5 上的上的1800 加上加上 R 上的上的 650 共共 2450。开关。开关 S1、S2 选用选用 D51 上的双刀双掷开关。上的双刀双掷开关。(1) R1阻值置最小位置，R2、R3及 R4阻值置最大位置。开关 S1、S2选用 D51 挂箱上的对应开关，并将 S1合向 1 电源端，S2合向 2短接端(见图 6-
4、1)。(2) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“启动”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查 R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M 起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V；调节 R2阻值至零位置，调节 R3阻值，使电流表 A3为 100mA。 (3) 调节电动机 M 的磁场调节电阻 R1阻值，和电机 MG 的负载电阻 R4阻值(先调节R5 上 1800 阻值，调至最小后应用导线短接)。使电动机 M 的n=nN=1600r/min，IN=If+Ia=1.2A。此时
5、他励直流电动机的励磁电流 If为额定励磁电流 IfN。保持 U=UN=220V ，If=IfN,校正直流测功机的励磁电流为校正值 100mA。增大 R4 阻值，直至空载(将开关 S2 拨至中间位置),测取电动机 M 在额定负载至空载范围的 n、Ia 数据。共取 8-9 组数据记录于表 6-1 中。(4)在确定在确定 S2处于中间位置的情况下处于中间位置的情况下，把 R4调至零值位置(其中 R5 上 1800 阻值调至零值后用导线短接)，再减小 R3阻值，使 MG 的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在A2V1A4V2A1A3电枢电源励磁电源220VS112R2IaMMGR421S2R1IfR
6、3DJ15 励磁绕组DJ23 励磁绕组开关 S2两端测)，并且极性相同，把开关 S2合向 1端。(5)保持电枢电源电压 U=UN=220V，If=IfN，调节 R3阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当 A2表的电流值为 0A 时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加 R3阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为 1900 r/min，测取 M 的 n、Ia。共取18 组数据记录于表6-2 中。(6) 停机（先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关， 并将开关 S2合向到 2端）。表 6-1 UN=220V IfN= 74.7 mA序 号1.2.3.4.5.6.7.8.9.
7、10.11.Ia（A）1.131.000.90.80.70.60.50.40.30.2800.189n（r/min）16001609161916331648165816781691170717131732表 6-2 UN=220V IfN= 74.5 mA序 号123456789Ia（A）1.1211.000.9400.90.80.70.60.50.4n（r/min）159016041610161216231638164816631678序 号101112131415161718Ia（A）0.30.20.10.050-0.1-0.2-0.3-0.4n（r/min）169817171740175
8、4176817921822185918933、R2=300 时的电动运行及反接制动状态下的机械特性(1) 在确保断电条件下，R1 保持不变，保持不变，R2 用用 R 上的上的 650 电阻并用万用表调定在电阻并用万用表调定在300，R3 选用选用 R2 上的上的 180 电阻，电阻，R4 选用选用 R6 上的上的 1800 电阻加电阻加 R4 和和 R6 上的四个上的四个90 电阻串联共电阻串联共 2160 电阻电阻 (2) S1合向合向 1 端，端，S2合向中间位置，把电机合向中间位置，把电机 MG 电枢的二个插头对调，电枢的二个插头对调，R1调至最小值，调至最小值，R3调至最大。调至最大。
9、R4置最大值。置最大值。(3) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使电动机 M 起动运转，在 S2两端测量测功机 MG 的空载电压是否和“电枢电源”的电压极性相反，若极性相反，检查 R4阻值确在最大位置时可把 S2合向 1端。(4) 保持电动机的“电枢电源”电压 U=UN=220V，If=IfN不变， 逐渐减小 R4阻值（先减小 R5 上 1800 阻值，调至零值后用导线短接） ，使电机减速直至为零。把转速表的正、反开关打在反向位置，继续减小 R4阻值，使电动机进入“反向”旋转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机工作于电势反接制动状态运行，直至电动机 M 的 Ia=IaN，测取电动机在1
10、、4 象限的 n、Ia共取 12 组数据记录于表 6-3 中。(5) 停机( 必须记住先关断“电枢电源”而后关断“励磁电源”的次序，并随手将 S2合向到 2端)。表 6-3 UN=220V IfN= 74.5 mA R2=300序 号123456789101112Ia（A）0.3460.40.450.5010.550.60.6840.750.800.901.001.13n（r/min）893.87526234893622240-196-339-639-956-13884、能耗制动状态下的机械特性(1) 图6-1中， S1合向合向 2 短接端，短接端，S2合向合向 1端，电机端，电机 MG 电枢
11、两个插头换过来。电枢两个插头换过来。R1 电电阻不变并置最大位置，阻不变并置最大位置，R2 用用 R2 上的上的 180 电阻，电阻，R3 选用选用 R3 上的上的 1800 阻值并调最小，阻值并调最小，R4 选用选用 R5 上的上的 1800 电阻加电阻加 R4 和和 R6 上的四个上的四个 90 串联共串联共 2450 并调并调 180。(2) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使校正直流测功机 MG 起动运转，调节“电枢电源”电压为 220V，调节 R1使电动机 M 的 If=IfN，先减少 R4阻值或增加 R3 阻值使电机 M 的能耗制动电流 Ia=0.8IaN, 然后逐次增加
12、R4阻值，其间测取 M 的 Ia、n 共取 8-9 组数据记录于表 6-4 中。(3) 把 R2调定在 90 阻值，重复上述实验操作步骤(2)、(3)，测取 M 的 Ia、n 共取 5-7组数据记录于表 6-5 中。表 6-4 R2=180 IfN= 74.5 mA序 号12345678910Ia（A）-0.904-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10n（r/min）17021478126710698746905093351680表 6-5 R2=90 IfN= 74.5 mA序 号12345678910Ia（A）-0.904-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.10n（r/min）923806693587481380283187940五、实验报告五、实验报告根据实验数据，绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性 n=f(Ia)。六、思考题六、思考题1、回馈制动实验中，如何判别电动机运行在理想空载点？2、直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变，试问电磁转矩的方向是否也不变？为什么？3、直流电动机从第一象限运行到第四象限，其转向反了，而电磁转矩方向不变，为什么？作为负载的 MG，从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变？为什么？
