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1、1、直流电动机实验1-1 直流 并励 电动机(必做实 验)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=U和1=1不变，测取n、T、n=f(I)和n=f (T )。N f fN2a22、调速特性( 1)改变电枢电压调速保持U=U、1=1 =常数，T=常数，测取n=f (U )。N f fN2a( 2)改变励磁电流调速保持 U=U ， T =常数，测取 n=f(I)。N 2f( 3 )观察能耗制动过程四、实
2、验方法1 、实验设备序号型号名称数量1DD03-4涡流测功机及导轨1台2D55-4涡流测功机控制箱1台3DJ15直流并励电动机1台4D31直流电压、毫安、电流表2件5D42三相可调电阻器1件6D44可调电阻器、电容器1件7D51波形测试及开关板1件2 、屏上挂件排列顺序D55-4，D31、D44、D51、D423、并励电动机的工作特性和机械特性1）按图 1-1-1 接线。直流并励电动机与涡流测功机由联轴器同轴联接。涡 流测功机用于测量电动机的转速、转矩和输出功率。Rfi选用D44的900Q阻值，并 采用分压法接线。R用D44的180 Q阻值。直流电流表A选用D31的毫安表、A113选用D31的
3、安倍表、V选用D31的电压表。2）首先将涡流测功机给定调节旋钮逆时针旋转到底，然后将涡流测功机的 “控制切换”开关拨至“转矩控制”位置，按下涡流测功机控制箱的调零按钮。将电枢串联起动电阻 R 调至最大值，调节控制屏下边右方的电枢电源开关1使其输出电压最小，并接通电枢电源；调节直流并励电动机 M 的励磁电阻 Rf1使励磁电流 If 为最大位置。电动机旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。3）M 起动正常后，将其电枢串联电阻 R 调至零，调节电枢电源的电压为1220V,调节涡流测功机给定调节旋钮和电动机的磁场调节电阻R，使电动机达f1到额定值：U=U ,1=1 （IN=I N+IfN）, n= n。
4、此时M的励磁电流I即为额定NN N aN fNNf励磁电流I。fN4）保持U=U , I=I，逆时针缓慢调节涡流测功机给定调节旋钮，逐次减N f fN小电动机负载，直至空载状态（即涡流测功机给定调节旋钮逆时针旋转到底或将 “突减载”开关拨至上端位置）。测取电动机电枢电流I,转速n和输出转矩T , a2以及输出功率P2。共取数据9-10组，记录于表1-1-1中。4、调速特性（1）电枢绕组串电阻调速1）直流电动机 M 运行后，将电阻 R1 调至零，调节涡流测功机的给定旋钮、 电动机的电枢电压及磁场电阻只仃，使M的U=UN，1=0.5*, 1厂1扒记下此时M 的转矩值 T2 和 IfN。2）保持转矩
5、值 T2 和 IfN 不变，逐次增加 R1 的阻值，降低电枢两端的电压 Ua，调节涡流测功机的给定调节旋钮和励磁回路电阻只仃，使&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。aa3）共取数据8-9组，记录于表1-1-2中表 1-1-2I =1 = mAT =N m = =U(V)1厶n (r/min)I (A)（2）改变励磁电流的调速1）直流电动机运行后，调节励磁回路电阻Rf，使励磁回路电流If为最大 值，将M的电枢串联电阻R调至零。调节涡流测功机的给定调节旋钮，使电动1机M的U=UN，Ia=0.5IN记下此时对应的转矩值T2值。2）保持电动机M此时的转矩T和电枢端电压
6、不变，逐次减小励磁电流I: 2f直至n=1.3n，每次测电动机的n、I和I。共取7 8组记于表1-1-3中。N f a3）能耗制动表 1-1-3U=U = VT = N m1）按图 1-1-2 接线，将涡流测功机的“突减载”开关拨至上端位置，涡流测功机不加载。图中R用D44的90 Q +90 Q =180 Q阻值,R选用D44的900 Q +900 1 f1Q =1800Q阻值，R用D42上900Q与9000电阻串联加上9000与900Q并联， 阻值为22500。开关S选用D51挂件。2）把M的电枢串联起动电阻R调至最大；M的R调至最小，使电动机的1 f1励磁电流最大。S合向1端（电枢电源位置
7、），然后合上控制屏下方右边的电枢 1电源开关，使电动机起动，3）运转正常后，将开关 S 合上中间位置，使电枢开路。由于电枢开路，电1机处于自由停机，记录停机时间。4）将R调回最大位置，重复起动电动机，待运转正常后，把S快速合向211端（即 R 端），记录停机时间。L5）选择R不同的阻值，观察对停机时间的影响。（注意调节R.及Rl不宜L1L选择太小的阻值，以免大的电流，损坏电机）励磁电源2 2 0 VV2电枢电源R组 绕 励 并功 机 控 制 系 统If a 4J0RL1图 1-1-2 并励电动机能耗制动接线图1、由表1-1-1计算出P和n，并绘出n、T、n = f(I)及n= f (T )的特
8、2 2 a 2 性曲线。电动机输出功率五、实验报告P =0.105nT22f2 F2F式中输出转矩T的单位为N.m (由I及I值，从校正曲线T =f (I )查得), 2转速 n 的单位为 r/minP =UI1I=I +Ia fNP耳=v x 100 %P1输入电流：电动机效率电动机输入功率：n n由工作特性求出转速变化率：An% = T N x 100%nN2、绘出并励电动机调速特性曲线n=f (U )和n=f (I)。分析在恒转矩负 af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。3、能耗制动时间与制动电阻 R 的阻值有什么关系？为什么？该制动方法L有什么缺点？七、思考题1、
9、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a现象？为什么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？2、当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端电压，为什么会引起电动机转速降低？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？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“飞车”？为什么？1-2 直流 串励 电动机(选做实 验)一、实验目的1、用实验方法测取串励电动机工作特性和机械特性2、了解串励电动机起动、调速及改变转向的方法。二、预习要点1 、串励电动机与并励电动机的工作特性有何差别。串励电动机的转速变化 率是怎样定义的
10、？2 、串励电动机的调速方法及其注意问题。三、实验项目1 、工作特性和机械特性在保持U=U的条件下，测取n、T、n = f (I)以及n= f ( T )。N 2 a 22、人为机械特性保持U=U和电枢回路串入电阻R=常数的条件下，测取n=f (T )。N 1 23、调速特性(1) 电枢回路串电阻调速保持U=U和T =常值的条件下，测取n= f ( U )。N 2 a(2) 磁场绕组并联电阻调速保持U=U、T =常数及R =0的条件下，测取n= f (I )。N 21f四、实验线路及操作步骤1、实验设备序号型号名称数量1DD03-4涡流测功机及导轨1台2D55-4涡流测功机控制箱1台3DJ14
11、直流串励电动机1台4D31直流电压、毫安、安培表2件5D41三相可调电阻器1件6D42三相可调电阻器1件7D51波形测试及开关板1件2、屏上挂件排列顺序D55-4、 D31、 D42、 D51、 D31、 D41实验线路如图1-2-1所示，图中直流串励电动机选用DJ14，涡流测功机MG作为电动机的负载，用于测量M的转矩，两者之间用联轴器直接联接。R也f1选用D41的180Q和90Q串联共270Q阻值，R选用D42上1800Q阻值，R用f2 1D41的180 Q阻值，R选用D42上900 Q和900 Q串联再加上900 Q和900 Q并联2共2250 Q阻值，直流电压表、电流表选用D31。SfR
12、组绕励串R2Dr)1a图 1-2-1 串励电动机接线图1 、工作特性和机械特性1）将涡流测功机的突减载开关拨至下端。由于串励电动机不允许空载起动， 因此应调节涡流测功机控制箱上的给定旋钮，使电动机在起动过程中带上负载。2）将控制屏上的电枢电压的电压调节旋钮调至最小位置。调节直流串励电动机M的电枢串联起动电阻R及磁场分路电阻R到最大值，打开磁场分路开 1f1关S，合上控制屏上的电枢电源开关，起动M,并观察转向是否正确。13）M 运转后，调节 R 至零，同时调节涡流测功机控制箱上的给定旋钮，控1制屏上的电枢电压调压旋钮，使M的电枢电压U=U、1=1.21。1 N N4）在保持 U =U ，调节涡流
13、测功机控制箱上的给定旋钮逐次减小电动机的1N负载直至nv1.4n为止，每次测取I、n、T和P2,共取数据6-7组,，记录于表2-2-1N2中。5）若要在实验中使串励电动机M停机，须将电枢串联起动电阻R调回到最大值，断开控制屏上电枢电源开关，使M失电而停止。2 、测取电枢串电阻后的人为机械特性1）保持MG的他励电流I为校正值，调节负载电阻R。断开直流串励电动f2 2机M的磁场分路开关S，调节电枢串联起动电阻R到最大值，起动M （若在上11一步骤1,实验中未使M停机，可跳过这步接着做）。2）调节串入M电枢的电阻R、电枢电源的调压旋钮和校正电机MG的负1载电阻R，使M的电枢电源电压等于额定电压（即U
14、=U）、电枢电流I=I、转2 N N速 n=0.8n 。N3）保持此时的 R 不变和 U=U ，逐次减小电动机的负载，直至 n1.4n 为1 N N止。每次测取I、n、I，共取数据6-7组，记录于表1-2-2中。1F3、绘出串励电动机恒转矩两种调速的特性曲线（1）电枢回路串电阻调速1）电动机电枢串电阻并带负载起动后，将比调至零,If2调至校正值。2）调节电枢电压和校正电机的负载电阻，使U=U , I,记录此时串励NN电动机的n、I和电机MG的I。F3）在保持U=U以及T （即保持I ）不变的条件下，逐次增加R的阻值，N 2 F 1每次测量n、I、U。2（2）磁场绕组并联电阻调速1）接通电源前，打开开关 S ，将 R 和 R 调至最大值。11f12）电动
