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1、2-2 直 流发电机一、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？三、实验设备及仪器及在控制屏上的排列顺序1 设备与仪器序号型号名称数量1DD03导轨、转速表1台2DJ23校正直流测功机1台3DJ13直流复励发电机1台4D31直流电压、毫安、安培表2件5D4
2、4可调电阻器、电容器1件6D51波形测试及开关板1件7D42三相可调电阻器1件2.按顺序D31、D44、D31、D42、D51将挂件排列好四、实验方法1 、他励直流发电机实验按图2-3接线。图中直流发电机G选用DJ13,其额定值PN=100W, Un=200V, IN= 0.5A, nN=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和 G由联轴器直接连接。开关S选用D51组件。Rf1选用D44的1800Q变阻器，Rf2选用D42 的900Q变阻器，并采用分压器接法。R1选用D44的180Q变阻器。R2为发电机的负载电阻 选用D42,采用串并联接法（9O0Q与9
3、00Q电阻串联加上900Q与900Q并联），阻值为2250 Q。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。直流 电流表、电压表选用D31、并选择合适的量程。（1）测空载特性，保持n=nN使IL=0,测取U0=f （I/。1） 把发电机G的负载开关S打开，接通控制屏上的励磁电源开关，将调至使G励 磁电压最小的位置。2）使MG电枢串联起动电阻叫阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左边的 励磁电源开关，在观察到 MG 的励磁电流为最大的条件下，再接通控制屏下方右边的电枢 电源开关，起动直流电动机MG，其旋转方向应符合正向旋转的要求。励磁电源电枢电源S220V
4、 ?图 2 3 直流他励发电机接线图3）电动机MG起动正常运转后，将MG电枢串联电阻比调至最小值，将MG的电枢电 源电压调为220V,调节电动机磁场调节电阻Rf1,使发电机转速达额定值，并在以后整个实 验过程中始终保持此额定转速不变。4）调节发电机励磁分压电阻Rf2，使发电机空载电压达U0=1.2Un为止。5）在保持n=nN=1600r/min条件下，从U0=1.2Un开始，单方向调节分压器电阻Rf2 使发电机励磁电流逐次减小，每次测取发电机的空载电压u0和励磁电流f 直至If=O （此 时测得的电压即为电机的剩磁电压）。6）测取数据时UO=UN和If=O两点必测，并在UO=UN附近测点应较密
5、。7）共测取78组数据，记录于表2-2中表 2-2 n=nN= 1600/minIL=OUo (V)If (mA)（2）测外特性，保持n=nN使1=1取，测取U=f （IL）O （负载特性）1）把发电机负载电阻R2调到最大值，合上负载开关So2）同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的分压电阻Rf2和负载电阻R2使发电 机的IL=IN，U=UN，口=入，该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定励磁电流 抵，记录该组数据。表 2-3n= n = 1600r/min I = I = mAU (V)IT (A)3）在保持n=nN和If=IfN不变的条件下，逐次增加负载电阻R2，即减小发电机负
6、载电流 IL，从额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U和电流IL，直到空载（断开开关S,此时IL=O），共取6-7组数据，记录于表2-3中。（3）测调整特性，保持n=nN使卩=%，测取If=f（IL）o1）调节发电机的分压电阻Rf2,保持n=nN，使发电机空载达额定电压。2）在保持发电机n=nN条件下，合上负载开关S,调节负载电阻R2,逐次增加发电机输 出电流il，同时相应调节发电机励磁电流f 使发电机端电压保持额定值u=uN。3）从发电机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流IL和励磁电流f 共 取 5-6 组数据记录于表2-4 中。表 2-4 n=nN=1600r/mi
7、nU=Un=200V,rNIT (A)N IIf (mA)2、并励发电机实验（1）观察自励过程1）按实验2-1六中注意事项2使电机MG停机，在断电的条件下将发电机G的励磁方 式从他励改为并励，接线如图2-4所示。Rf2选用D42的900Q电阻两只相串联并调至最大 阻值，打开开关So2）按实验2-1六中注意事项1起动电动机，调节电动机的转速，使发电机的转速n=nN， 用直流电压表量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改接成他励方式进行 充磁。3）合上开关S逐渐减小Rf2,观察发电机电枢两端的电压，若电压逐渐上升，说明满足 自励条件。如果不能自励建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。
8、4）对应着一定的励磁电阻，逐步降低发电机转速，使发电机电压随之下降，直至电压 不能建立（电压不为0），此时的转速即为临界转速。（2）测外特性，保持n=nN使Rf2=常数，测取U=f （IL）SRf2图 24 直流并励发电机接线图1）按图2-4接线。调节负载电阻R2到最大，合上负载开关So2）调节电动机的磁场调节电阻Rf1、发电机的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2,使发电 机的转速、输出电压和电流三者均达额定值，即n=nN，U=Un，IL=INo3） 保持此时的值和n=nN不变，逐次减小负载，直至IL=0，从额定到空载运彳丁范围 内每次测取发电机的电压U和电流ILo4）共取6-7组数据，采集于表
9、2-5中。五、注意事项1、直流电动机MG起动时，要注意须将叫调到最大，Rf1调到最小，先接通励磁电源， 观察到励磁电流If1为最大后，接通电枢电源，MG起动运转。起动完毕，应将叫调到最小。2、做外特性时，当电流超过0.4A时,R2中串联的电阻调至零并用导线短接，以免电流过 大引起变阻器损坏或保险烧坏。六、实验报告1、 根据空载实验数据,作出空载特性曲线,由空载特性曲线计算出被试电机的饱和系 数和剩磁电压的百分数。并分析差异原因。2、在同一座标纸上绘出他励、磁方式的电压变化率：U UAU % =n 100%UN并励和复励发电机的三条外特性曲线。分别算出三种励3、绘出他励发电机调整特性曲线，分析在发电机转速不变的条件下，为什么负载增加 时，要保持端电压不变，必须增加励磁电流的原因。七、思考题1、并励发电机不能建立电压有哪些原因？2、在发电机一电动机组成的机组中，当发电机负载增加时，为什么机组的转速会变低？为了保持发电机的转速n=nN，应如何调节？
