《实验二直流并励电动机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验二直流并励电动机（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验二直流并励电动机一. 实验目的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。二. 预习要点1. 什么是直流电动机的工作特性和机械特性？2. 直流电动机调速原理是什么？三. 实验项目1. 工作特性和机械特性保持 U=Un 和 If =IfN 不变，测取 n、T2、n=f(Ia)及 n=f(T2)。2. 调速特性(1) 改变电枢电压调速保持 U=Un、If=IfN =常数，T2 =常数，测取 n=f(Ua)。(2) 改变励磁电流调速保持 U=Un，T2 =常数，R1 =0，测取 n=f(If)。(3) 观察能耗制动过程四. 实验设备及仪器1.
2、NMEL系列电机教学实验台的主控制屏。2. 电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量(NMEL-13)。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(NMEL-06)。5. 直流并励电动机。M03 (UN=220v，IN=1.1A，nN=1600)6. 波形测试及开关板(NMEL-05)。7. 三相可调电阻900Q(MEL-03)。五. 实验方法1. 并励电动机的工作特性和机械特性。实验线路如图1-6所示U：可调直流稳压电源%、Rf：电枢调节电阻和磁场调节电阻， 位于 NMEL-09。UlmA、A、V2：直流毫安、电流、 电压表（NMEL-06）G：涡流测功机IS：
3、涡流测功机励磁电流调节， 位于 NMEL-13。a.将R1调至最大，Rf调 至最小，毫安表量程为200mA,图1-6直流并励电动机接线图电流表量程为2A档，电压表 量程为300V档，检查涡流测 功机与NMEL-13是否相连， 将NMEL-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，打开船形开关，按实验一方法起动直流电源，使 电机旋转，并调整电机的旋转方向，使电机正转。b. 直流电机正常起动后，将电枢串联电阻R1调至零，调节直流可调稳压电源的输出至 220V，再分别调节磁场调节电阻Rf和“转矩设定”电位器，使电动机达到额定值:U=UN=220V， I
4、a=IN，n=nN=1600r/min，此时直流电机的励磁电流If=IfN （额定励磁电流）c. 保持U=UN，If=IfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即逆时针调节“转矩设 定”电位器，测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2，共取数据7-8组填入表1-8中。表U = UN=心VIf=IfN-mA*2=8 -A实 验 数 据Ia (A)1.1421.0150.9060.8010.6960.5000.296n (r/min)1619161916391659168017221784If (A)56.256.056.156.256.256.256.5T2 (N m)0.690.650.560
5、.470.380.290.13计 算 数 据P2 (W)117.297110.49796.37381.87267.03252.43424.351P1 (W)264.780256.603212.624189.419166.214122.89877.814n(%)44.343.145.343.240.342.731.3An (%)5.71.转速和输出功率2.转矩和输出功率P2-T23-电动机效率和电动机电枢输入电流n=f(Ia)电动机效率与4.n=f(T2)n=f(T2)2. 调速特性(1)改变电枢端电压的调速a. 按上述方法起动直流电机后，将电阻R1调至零，并同时调节负载，电枢电压和磁场调节电阻
6、Rf,使电机的U=Un，I=0.5k，k=I两，记录此时的T=N.mfN aN f fN2b. 保持T2不变，If=IfN不变，逐次增加R1的阻值，即降低电枢两端的电压Ua，R1从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和电枢电流Ia，共取7-8组数据填入表 1-9 中。表 1-9If=I应 56.2mA ,T2=0.26 N.mUa (V)221216209202194186179172n (r/min)17161664160015391461138813221258Ia (A)0.5620.5740.5860.6020.6200.6410.6630.6851.n=f(Ua)n=f(
7、Ua)1BOO1BOO12004D0顷（2）改变励磁电流的调速a. 直流电动机起动后，将电枢调节电阻和磁场调节电阻Rf调至零，调节可调直流电源 的输出为220V，调节“转矩设定”电位器，使电动机的U=UN，Ia=0.5IN，记录此时的T2= N.mb. 保持T2和U=UN不变，逐次增加磁场电阻Rf阻值，直至n=1.3nN，每次测取电动机的n、If和Ia，共取7-8组数据填写入表1-10中。表 1-10U=Un=220V，T2=0.45 N.mn (r/min)13601389143414821558161917331813If (mA)99.788.878.771.261.956.147.64
8、3.1Ia (A)0.5550.5640.5730.5820.6000.6110.6340.655n=f (If)能耗制动图1-7直流并励电动机能耗制动接线图按图1一7接线U：可调直流稳压电源R1 Rf：直流电机电枢调节电阻和磁场调节电阻(MEL-09)Rl：采用MEL-03中两只900Q电阻并联。S：双刀双掷开关(MEL-05)a.将开关S合向“1”端，R调至最大，Rf调至最小，起动直流电机。b运行正常后，从电机电枢的一端拨出一根导线，使电枢开路，电机处于自由停机， 记录停机时间。小 RL： 2.8s ,2.9, 2.8s 大 RL： 3.2s ,3.1s,3.3sc. 重复起动电动机，待运
9、转正常后，把S合向“2”端记录停机时间。小 RL： 0.7s ,0.7 s, 0.8s大 RL： 1.9s ,2.2s,2.3sd. 选择不同Rl阻值，观察对停机时间的影响。六. 实验报告1. 由表1-8计算出P2和n,并绘出n、T2、n=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲线。电动机输出功率P2=0.105nT2式中输出转矩T2的单位为Nm，转速n的单位为r/min。电动机输入功率P=UI 1 电动机效率 n= p X100% p 1电动机输入电流1 =Ia +IfN由工作特性求出转速变化率：An= no nN X100%n N 特性曲线见表格后2. 绘出并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)和
10、n=f(If)。分析在恒转矩负载时两种调速的电 枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。答：特性曲线图见表格后。改变电枢端电压的调速时，由公式Tem=CTIa可知，T与If不变时，Tem与中均不变，故 Ia也不变，于此可知Ia在实验中几乎不变改变励磁电流的调速时，由公式Tem=CTIa可知，T不变时，Tem不变，中与If成正相关， 因此可知Ia与If成反相关，当励磁电流减小时，Ia会增加。2种调速方法的优缺点：改变电枢端电压调速：可以连续平滑的无极调速，机械特性硬，对于轻载与重载具有明显的 调速效果。但转速只能从额定转速往下调，初投资大，维护要求高。改变励磁电流调速：在恒转矩负载时，因磁通减小
11、，导致电枢电流Ia增大，电机效率降低， 而且长时间运行会导致电机发热，故弱磁调速适合恒功率场合。弱磁调速可以连续平滑调速， 改变励磁电流控制方便，但转速只能从额定转速往上调，最高转速受机械强度与换向能力的 限制。3. 能耗制动时间与制动电阻Rl的阻值有什么关系？为什么？该制动方法有什么缺点？ 答：由上面数据可以看出：电阻越小，制动电流越大，制动时间越短； 反之，电阻越大，制动电流越小，制动时间越长；能耗制动，在电动机脱离电源之后，在定子绕组上加一个直流电压，即通入直流电流， 产生一静止磁场，利用转子感应电流与静止磁场的作用达到制动的目的。能耗制动的缺点有：在制动过程中，随着转速下降，制动转矩随
12、之减小，制动效果变 差，电机易发热。七. 思考题1. 并励电动机的速率特性n=f(I)为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为什么？a上翘的速率特性对电动机运行有何影响？答：由n=U/Ce-RaT/CeCT2=n0-BT,为一条下垂的斜线，由于直流电动机中的 RaCeCT2，故B很小，只是略微下降。当Ia增加时，由于电枢反应表现为去磁效应，导致中的减小，E=Cen知，n会增加，故可 能出现上翘现象。2. 当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会引起电动机转速降 低？答：当M和If不变时，由E=Cen知，电动机转速会下降3. 当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什 么？答：当M和Ua不变时，由E=Cen知，减小励磁电流会使中减小，而E几乎不变，故n升 高4. 并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”？为什么？ 答：当磁场回路断线时，中值骤减，但由于但由于磁滞效应，仍有剩磁存在，由公式n=U/Ce-RaT/CeCT2 =n0- 3 T可得，n0, B均变得很大，而且Bn0,于是当负 载转矩很小时，可能会导致飞速。
