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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 I f =I fN 不变，测取n、T2 、n=f(Ia) 及 n=f(T 2) 。2. 调速特性(1) 改变电枢电压调速保持 U=U、I=IfN=常数， T=常数，测取 n=f(Ua) 。Nf2(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
2、实验设备及仪器1 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900 （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U1：可调直流稳压电源R1、 Rf：电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于 NMEL-09 。mA 、A 、V 2：直流毫安、 电流、电压表（ NMEL-0
3、6 ）G：涡流测功机IS：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 ，电流表量程为2A 档，电压表量程为 300V档，检查涡流测图1-6直流并励电动机接线图功机与 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
4、位器，使电动机达到额定值： U=U N =220V ， Ia=I N， n=n N=1600r/min ，此时直流电机的励磁电流 I f=I fN （额定励磁电流） 。c保持 U=U N ， If=I fN 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 U N 221VIf=I fN =56.1mAIf2 =1.1A实Ia（ A ）1.1421.0150.9060.8010.6960.5000.296验n（ r/min ）1619161916391659168017221784数
5、IF（A ）56.256.056.156.256.256.256.5据T2（ N m）0.690.650.560.470.380.290.132（W）117.2110.496.3781.8767.0352.4324.35P计979732241算P1（W）264.7256.6212.6189.4166.2122.877.81数8003241914984据（）44.343.145.343.240.342.731.3n（）5.71.转速和输出功率2.转矩和输出功率3. 电动机效率和电动机电枢输入电流 =f(Ia)4.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
6、阻R1 调至零，并同时调节负载，电枢电压和磁场调节电阻 Rf，使电机的 U=U N，I a=0.5I N ，I f=I fN ，记录此时的 T2=N.mb保持 T2 不变， I f=I fN 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I a，共取 7-8组数据填入表1-9 中。表 1-9If =I fN= 56.2mA ,T 2=0.26 N.mU a（V ）221216209202194186179172n（ r/min ） 17161664160015391461138813221258I a（ A ）0.5
7、620.5740.5860.6020.6200.6410.6630.6851.n=f(Ua)（ 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=U N， Ia=0.5IN ，记录此时的 T 2=N.mb保持 T 2 和 U=U N 不变，逐次增加磁场电阻Rf 阻值，直至 n=1.3n N，每次测取电动机的 n、 I f 和 Ia，共取 7-8组数据填写入表1-10 中。表 1-10U=U N=220V， T2=0.45N.mn（ r/min ） 1360138914341482155
8、8161917331813I f（ mA ）99.788.878.771.261.956.147.643.1I a（ A ）0.5550.5640.5730.5820.6000.6110.6340.6551.n=f(If)(3)能耗制动按图 1一 7接线U1：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 900图1-7 直流并励电动机能耗制动接线图电阻并联。S：双刀双掷开关（MEL-05 ）a将开关S 合向“ 1”端， R1 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，
9、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 ，并绘出n、T2、 =f(Ia) 及 n=f(T2) 的特性曲线。电动机输出功率P2=0.105nT 2式中输出转矩T2 的单位为 N m，转速 n 的单位为r min。电动机输入功率P1=UI电动机效率 = P2 100 P1电动机输入电流I=
10、I a +I fN由工作特性求出转速变化率：n=nOn N 100nN特性曲线见表格后2. 绘出并励电动机调速特性曲线 n=f(U a) 和 n=f(I f ) 。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Ia 也不变，于此可知Ia，由公式Tem=CT Ia在实验中几乎不变可知，T 与If不变时，Tem与 均不变，故改变励磁电流的调速时，由公式 Tem=CT Ia 可知，T 不变时， Tem不变， 与 If因此可知Ia 与 If成反相关，当励磁电流减小时，Ia 会增加。成正相关，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
