实验6 直流他励发电机实验

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1、电机与拖动电机与拖动实验实验 6 直流他励发电机实验直流他励发电机实验 下一实验下一实验 上一实验上一实验 返回主页返回主页 1 1 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 实验实验 6 直流发电机实验直流发电机实验 一、一、一、一、实验目的实验目的实验目的实验目的 掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 通过实验观察通过实验观察直流并励发电机的自励过程和直流并励发电机的自励过程和自励条件自励条件。 二、二、二、二、预习内预习内预习内预习内容容 直流发电机

2、的工作原理和运行特性直流发电机的工作原理和运行特性 直流发电机自励条件直流发电机自励条件 2广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 三、三、三、三、实验设备及仪器实验设备及仪器实验设备及仪器实验设备及仪器 1.1.1.1.电机教学实验台主控制屏；电机教学实验台主控制屏；电机教学实验台主控制屏；电机教学实验台主控制屏；2.2.2.2.电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（NMEL-3NMEL-3NMEL-3NMEL-3）；）；）；）；3.3.3.3

3、.可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）；可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）；可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）；可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）； 4.4.4.4.直流电压、毫安、安培表（直流电压、毫安、安培表（直流电压、毫安、安培表（直流电压、毫安、安培表（NMCL-001NMCL-001NMCL-001NMCL-001）；）；）；）； 6. 6. 6. 6. 直流复励发电机（直流复励发电机（直流复励发电机（直流复励发电机（MO1MO1MO1MO1）；）；）；）； 9. 9. 9. 9. 开关板（开关板（开关板（开关板（NMCL-48NMCL-48）；

4、）；）；）； 7. 7. 7. 7. 三相可调电阻三相可调电阻三相可调电阻三相可调电阻900900（NMEL-03NMEL-03）；）；）；）； 10. 10. 10. 10. 电机起动箱（电机起动箱（电机起动箱（电机起动箱（NMEL-09NMEL-09） 5. 5. 5. 5. 直流并励电动机（直流并励电动机（直流并励电动机（直流并励电动机（MO3MO3MO3MO3）；）；）；）； 8. 8. 8. 8. 三相可调电阻三相可调电阻三相可调电阻三相可调电阻900900（NMEL-04NMEL-04）；）；）；）； 3广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验

5、验验 1.1.1.1.直流他励发电机直流他励发电机直流他励发电机直流他励发电机 (1)(1)(1)(1)空载特性空载特性空载特性空载特性 (2)(2)(2)(2)外特性外特性外特性外特性 (3)(3)(3)(3)调节特性调节特性调节特性调节特性四、四、四、四、实验项目实验项目实验项目实验项目 3.3.3.3.直流复励发电机直流复励发电机直流复励发电机直流复励发电机 积复励发电机外特性积复励发电机外特性积复励发电机外特性积复励发电机外特性 2.2.2.2.直流并励发电机直流并励发电机直流并励发电机直流并励发电机 (1)(1)(1)(1)观察自励过程观察自励过程观察自励过程观察自励过程 (2)(2

6、)(2)(2)测外特性测外特性测外特性测外特性 4广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 1. 1. 他励发电机实验他励发电机实验他励发电机实验他励发电机实验 图图6-1 6-1 直流他励发电机实验接线图直流他励发电机实验接线图五、五、 实验方法实验方法 可调可调直流直流稳压稳压电源电源_+R1+Rf1mAmA1 1_Rf2mAmA2 2A1A2R2S1S25广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 G：直流发电机直流发电机M01M01， M：直流电动机：直流电动机M03M03，按他励接法。，按他励接法。 S

7、1 1、S2 2：双刀双掷开关，位于：双刀双掷开关，位于NMCL-48NMCL-48。 R1 1：电枢调节电阻：电枢调节电阻100/1.22A，位于位于NMEL-09NMEL-09。 Rf1：磁场调节电阻：磁场调节电阻3000/200mA3000/200mA，位于，位于NMEL-09NMEL-09。 Rf2f2：磁场调节变阻器：磁场调节变阻器900 900 ，位于位于NMEL-03NMEL-03最上端最上端. . R2 2：发电机负载电阻，采用：发电机负载电阻，采用NMEL-03NMEL-03中间端和下端变阻器，中间端和下端变阻器，采用串并联接法，阻值为采用串并联接法，阻值为22502250（

8、900900与与900900电阻串联加电阻串联加上上900900与与900900并联）。调节时先调节串联部分，当负载电并联）。调节时先调节串联部分，当负载电流大于流大于0.4A0.4A时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小并用时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小并用导线短接以避免烧毁熔断器。导线短接以避免烧毁熔断器。 mA1 1、A1 1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 U1 1、U2 2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 V2 2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（、：直流毫安、电流、电压

9、表（NMCL-NMCL-001001）。）。6广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 打开发电机负载开关打开发电机负载开关S2 2，合上励磁电源开关，合上励磁电源开关S1 1，接通，接通直流电机励磁电源，调节直流电机励磁电源，调节Rf2f2，使直流发电机励磁电压最小，使直流发电机励磁电压最小，mAmA2 2读数最小。此时，注意选择各仪表的量程。读数最小。此时，注意选择各仪表的量程。 按图按图6-16-1所示电路接好电路。所示电路接好电路。 实验步骤实验步骤 （1）空载特性）空载特性 调节电动机电枢调节电阻调节电动机电枢调节电阻R1 1至最大，磁场调节

10、电阻至最大，磁场调节电阻Rf1f1至最小，起动可调直流稳压电源（先合上对应的船形开关，至最小，起动可调直流稳压电源（先合上对应的船形开关，再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮，表明直再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮，表明直流电压已正常建立），使电机旋转。流电压已正常建立），使电机旋转。7广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则电机先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则电机转向应符合正向旋转的

11、要求。转向应符合正向旋转的要求。 调节电动机电枢电阻调节电动机电枢电阻R1至最小值，可调直流稳压电至最小值，可调直流稳压电源调至源调至220V，再调节电动机磁场电阻，再调节电动机磁场电阻Rf1，使电动机（发，使电动机（发电机）转速达到电机）转速达到1600r/min（额定值），并在以后整个实（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。验过程中始终保持此额定转速不变。 调节发电机磁场电阻调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达，使发电机空载电压达V0=1.2UN（240V）为止。）为止。8广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 在保持

12、电机额定转速（在保持电机额定转速（1600r/min）条件下，从）条件下，从U0=1.2UN开始，单方向调节分压器电阻开始，单方向调节分压器电阻Rf2，使发电机励，使发电机励磁电流逐次减小，直至磁电流逐次减小，直至If2=0。 每次测取发电机的空载电压每次测取发电机的空载电压U0 0和励磁电流和励磁电流If2f2, ,读取读取7-87-8组数据，填入表组数据，填入表6-16-1中，其中中，其中U0 0= =UN N和和If2f2=O=O两点必测，并在两点必测，并在U0 0= =UN N附近测点应较密。附近测点应较密。 表表6-1 6-1 n=nN=1600 r/min1 12345678UO

13、O（V V）If2f2（A A）9广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 打同时调节电动机磁场调节电阻打同时调节电动机磁场调节电阻Rf1，发电机磁场调节，发电机磁场调节电阻电阻Rf2f2和负载电阻和负载电阻R2 2，使发电机的，使发电机的n=nN,U=UN（200V200V），），I= =IN N（0.5A0.5A），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称），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为额定励磁电流If2N= A= A。 在空载实验后，把发电机负载电阻在空载实验后，把发电机负载电阻R2 2调到最大值（把调到最大值（把MEL-

14、03MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载开关开关S2S2。 实验步骤实验步骤 （2）外特性）外特性 10广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 在保持在保持n=nN和和If2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载不变的条件下，逐渐增加负载电阻，即减少发电机负载电流，在额定负载到空载运行点电阻，即减少发电机负载电流，在额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压范围内，每次测取发电机的电压U和电流和电流I，直到空载，直到空载（断开开关（断开开关S2），共取），共取6-8组数据，填入表组数

15、据，填入表6-2中。其中额中。其中额定和空载两点必测。定和空载两点必测。表表6-2 6-2 n=nN=1600 r/min If2=If2n1 12345678U（V）I（A）11广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 在保持发电机在保持发电机n=nN条件下，合上负载开关条件下，合上负载开关S2，调节负载，调节负载电阻电阻R2，逐次增加发电机输出电流，逐次增加发电机输出电流I I，同时相应调节发电机，同时相应调节发电机励磁电流励磁电流If2，使发电机端电压保持额定值，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机，从发电机的空载至额定负载范围内每次测取发

16、电机的输出电流的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流I I和励和励磁电流磁电流If2，共取，共取6-86-8组数据填入表组数据填入表6-36-3中。中。 断开发电机负载开关断开发电机负载开关S2 2，调节发电机磁场电阻，调节发电机磁场电阻Rf2f2，使，使发电机空载电压达额定值（发电机空载电压达额定值（UN N=200V=200V）。）。 实验步骤实验步骤 （3）调整特性）调整特性 12广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 表表6-3 6-3 n=nN=1600 r/min， U=UN=220V1 12345678I（A）If2（A）13广

17、西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 2. 2. 并励直流发电机实验并励直流发电机实验并励直流发电机实验并励直流发电机实验 图图6-2 6-2 直直流流并并励励发发电电实实验验接接线线图图_+R1+Rf1mAmA1 1_Rf2mAmA2 2A1A2R2S1S214广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 S1 1、S2 2：双刀双掷开关，位于：双刀双掷开关，位于NMCL-48NMCL-48。 R1 1：电枢调节电阻：电枢调节电阻100/1.22A，位于位于NMEL-09NMEL-09。 Rf1：磁场调节电阻：

18、磁场调节电阻3000/200mA3000/200mA，位于，位于NMEL-09NMEL-09。 Rf2f2：NMEL-03NMEL-03中两只中两只900900电阻串联电阻串联 ，并调到最大并调到最大. . R2 2：发电机负载电阻，采用：发电机负载电阻，采用NMEL-03NMEL-03中间端和下端变阻器，中间端和下端变阻器，采用串并联接法，阻值为采用串并联接法，阻值为22502250（900900与与900900电阻串联加电阻串联加上上900900与与900900并联）。调节时先调节串联部分，当负载电并联）。调节时先调节串联部分，当负载电流大于流大于0.4A0.4A时用并联部分，并将串联部分

19、阻值调到最小并用时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小并用导线短接以避免烧毁熔断器。导线短接以避免烧毁熔断器。 mA1 1、A1 1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 U1 1、U2 2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 V2 2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（、：直流毫安、电流、电压表（NMCL-NMCL-001001）。）。15广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 （1 1）观察自励过程）观察自励过程 合上开关合上开关S1 1，逐渐减少，逐渐

20、减少Rf2f2，观察发电机电枢两端电，观察发电机电枢两端电压，若电压逐渐上升，说明满足自励条件，如果不能自励压，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。建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。 断开断开S1 1、S2 2，按前述方法（他励发电机空载特性实验），按前述方法（他励发电机空载特性实验）起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速n=nN，用，用直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压，直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改接他励进行充磁。可将并励绕组改接他励进行充磁

21、。 实验步骤实验步骤 16广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 （2 2）外特性）外特性 保证此时保证此时Rf2f2的值和的值和n=nN不变的条件下，逐步减小负不变的条件下，逐步减小负载，直至载，直至I=0I=0，从额定到负载运行范围内，每次测取发电，从额定到负载运行范围内，每次测取发电机的电压机的电压U和电流和电流I，共取，共取6-76-7组数据，填入表组数据，填入表6-46-4中，其中，其中额定和空载两点必测。中额定和空载两点必测。 在并励发电机电压建立后，调节负载电阻在并励发电机电压建立后，调节负载电阻R2 2到最大，到最大，合上负载开关合上

22、负载开关S2 2，调节电动机的磁场调节电阻，调节电动机的磁场调节电阻Rf1f1，发电机，发电机的磁场调节电阻的磁场调节电阻Rf2f2和负载电阻和负载电阻R2 2，使发电机，使发电机n=nN,U=UN，I=II=IN N。 实验步骤实验步骤 17广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 表表6-4 6-4 n=nN=1600 r/min， Rf2= 1 12345678I（A）If2（A）18广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 3. 3. 复励直流发电机实验复励直流发电机实验复励直流发电机实验复励直流发电机

23、实验 图图6-3 6-3 直直流流复复励励发发电电实实验验接接线线图图_+R1+Rf1mAmA1 1_Rf2mAmA2 2A1A2R2S1S219广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 （1 1）积复励和差复励的判别）积复励和差复励的判别 打开短路开关打开短路开关S1 1，在保持发电机，在保持发电机n，Rf2和和R2不变的条不变的条件下，观察发电机端电压的变化，若此电压升高即为积复件下，观察发电机端电压的变化，若此电压升高即为积复励，若电压降低为差复励，如要把差复励改为积复励，对励，若电压降低为差复励，如要把差复励改为积复励，对调串励绕组接线即可。调

24、串励绕组接线即可。 按图接线，先合上开关按图接线，先合上开关S S1 1，将串励绕组短接，使发电机，将串励绕组短接，使发电机处于并励状态运行，按上述并励发电机外特性试验方法，处于并励状态运行，按上述并励发电机外特性试验方法，调节发电机输出电流调节发电机输出电流I=0.5II=0.5IN N ，n=nN,U=UN，。 实验步骤实验步骤 20广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 （2 2）积复励发电机的外特性）积复励发电机的外特性 实验方法与测取并励发电机的外特性相同。先将发电实验方法与测取并励发电机的外特性相同。先将发电机调到额定运行点，机调到额定运

25、行点，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时的在保持此时的Rf2和和n=nN不变的条件下，逐次减小发电机负载电流，直至不变的条件下，逐次减小发电机负载电流，直至I=0I=0。从额定负载到空载范围内，每次测取发电机的电压从额定负载到空载范围内，每次测取发电机的电压U和电流和电流I I，共取，共取6-86-8组数据，记录于表组数据，记录于表6-56-5中，其中额定和空载两点中，其中额定和空载两点必测。必测。 实验步骤实验步骤 表表6-2 6-2 n=nN= r/min Rf2=常数常数1 12345678U（V）I（A）21广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实

26、实验验验验 2 2 2 2做外特性时，当电流超过做外特性时，当电流超过做外特性时，当电流超过做外特性时，当电流超过0.40.40.40.4安时，安时，安时，安时，R R2 2中串中串中串中串联的电阻必须调至零，以免损坏。联的电阻必须调至零，以免损坏。联的电阻必须调至零，以免损坏。联的电阻必须调至零，以免损坏。 1 1起动直流电动机时，先把起动直流电动机时，先把R1 1调到最大，调到最大，Rf2 调到最小，起动完毕后，再把调到最小，起动完毕后，再把R1调到最小。调到最小。 六、注意事项六、注意事项22广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 2 2 2

27、2、在同一张坐标上绘出他励、并励和复励发电机的三条在同一张坐标上绘出他励、并励和复励发电机的三条在同一张坐标上绘出他励、并励和复励发电机的三条在同一张坐标上绘出他励、并励和复励发电机的三条外特性曲线，分别算出三种励磁方式的电压变化率：外特性曲线，分别算出三种励磁方式的电压变化率：外特性曲线，分别算出三种励磁方式的电压变化率：外特性曲线，分别算出三种励磁方式的电压变化率：并分析差异的原因。并分析差异的原因。并分析差异的原因。并分析差异的原因。1 1根据空载实验数据，作出空载特性曲线，由空载特性根据空载实验数据，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。曲线计算出

28、被试电机的饱和系数和剩磁电压的百分数。 七、实验报告七、实验报告3 3绘出他励发电机调整特性曲线，分析在发电机转速不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。须增加励磁电流的原因。 23广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 八、问题讨论八、问题讨论 1、并励发电机不能建立电压有哪些原因？、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、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时，为什么机组的转速会变低？为了保持发电机的转速速n=nN，应如何调节？，应如何调节？ 24广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院 电电电电机机机机学学学学实实实实验验验验 实实 验验 6 6 结结 束束 下一实验下一实验 上一实验上一实验 返回主页返回主页 25广西大学行健文理学院广西大学行健文理学院