a直流电机实验报告4

1、直流电机实验报告课程名：电机学与电力拖动姓名：李静怡学院：电气工程学院班级：电气1108 班学号： 11291240指导老师：郭芳12-2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？4 、如何确定复励发电机是积复励还是差复励？三、实验项目1

2、 、他励发电机实验（ 1）测空载特性 保持 n=nN 使 I L=0，测取 U0=f（ If ）。（ 2）测外特性 保持 n=nN 使 If=I fN ，测取 U=f （ IL ）。（ 3）测调节特性 保持 n=nN 使 U=U N，测取 If =f（ IL ）。2、并励发电机实验（ 1）观察自励过程（ 2）测外特性 保持 n=nN 使 Rf2=常数，测取 U=f （ I L）。3、复励发电机实验积复励发电机外特性保持 n=nN 使 Rf2常数，测取 U f（I L）。四、实验设备及挂件排列顺序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2

3、DJ23-1直流电动机（按他励电动机接线）1台3DJ13直流复励发电机 （他励发电机接线）1台24D31直流电压、毫安、安培表2件5D44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、屏上挂件排列顺序D55-4，D31、 D44、D31、D42、D51五、实验方法1、他励直流发电机（必做）按图 1-2-1 接线。图中直流发电机G 选用 DJ13，其额定值 PN100W， UN 200V， IN0.5A ，nN1600r/min。直流电动机 DJ23-1 作为 G 的原动机（按他励电动机接线）。涡流测功机、发电机及直流电动机由联轴器同轴联接。开关 S 选用 D5

4、1 组件上的双刀双掷开关。 Rf1 选用 D44 的 1800变阻器，Rf2 选用 D42 的 900变阻器，并采用分压法接线。R1 选用 D44 的 180变阻器。 R2为发电机的负载电阻选用D42，采用串并联接法（ 900与 900电阻串联加上900与 900并联），阻值为 2250。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。+励磁电源220V阻R f2I f1 A 1绕组磁A 3 I f励绕励R f1并R 1V 2A 2I LA 4V 1S220V+R 2电枢电源图 1-2-1直流他励发电机接线图3（ 1

5、）测空载特性1）首先将涡流测功机控制箱的“突减载”开关拨至上端位置或将给定调节旋钮逆时针旋转到底，涡流测功机不加载。然后打开发电机G 的负载开关 S，接通控制屏上的励磁电源开关，将Rf2 调至使 G 励磁电流最小的位置（即Rf2 调至最大）。2）使直流电动机M 电枢串联起动电阻R1 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，在观察到直流电动机M 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M ，其旋转方向应符合正向旋转的要求。3）直流电动机M 起动正常运转后，将M 电枢串联电阻R1 调至最小值，将 M 的电枢电源电压调为 220V，调节

6、电动机磁场调节电阻 Rf1，使发电机转速达额定值。4）调节发电机励磁分压电阻 Rf2 ，使发电机空载电压达 U01.2UN 为止。5）在保持 n=nN 1600r/min 条件下，从 U01.2UN 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 If ，直至 If 0（此时测得的电压即为电机的剩磁电压） 。6）测取数据时 U0UN 和 I f0 两点必测，并在 U0 UN 附近测点应较密。7）共测取 78 组数据，记录于表 1-2-1 中表 2-2n=nN 1600r/minIL =0U（V） 2402202102001901801

7、50110705028.80I （mA） 116.790.481.573.16659.442.826.612.96.90f（2）测外特性1）把发电机负载电阻R2 调到最大值，合上负载开关S。2）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 ，UUN，n=nN ，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I fN，记录该组数据。 特别注意， 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。3）在保持 n=nN 和 If IfN 不变的条件下，逐次增加负载电阻R2，即减小发电机负载电流IL

8、 ，从额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U4和电流 IL，直到空载（断开开关，此时L），共取6-7组数据，记录于表1-2-2SI =0中。表 2-3nnN 1600 r/minI f IfN 112.0mAU（V）200210220230235IL（A）0.50.370.270.102 、并励发电机实验（ 1）观察自励过程1）按注意事项使直流电动机M 停机。同时将启动电阻 R1 调回最大值， 磁场调节电阻 Rf1 调到最小值为下次启动做好准备。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1-2-2 所示。 Rf2 选用 D42的 900电阻两只相串联并调至最大阻值

9、，打开开关S。2）按注意事项起动电动机，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。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，此时的转速即为临界转速。励磁电源+ 220VI f1 A 1组绕磁R f1励I fA 3R f2R 1V 2A2IL A4V 1220VS+电枢电源R 25六、注意事项1、直流电动机MG 起

10、动时，要注意须将R1 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，使M 起动运转。起动完毕，应将 R1 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。七、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。U（V） 240220210200190180150110705028.80I （f mA） 116.790.481.573.16659.442.826.612.96.90饱和系数： X%=(Ib/Ia)*10

11、0%=(63/73.1)*100%=86.18%剩磁电压：剩磁电压U=28.8V剩磁电压的百分数%=（U/UN） *100%=（28.8/200 ） *100%=14.4%可以看出，电机的剩磁电压还是比较大的。2、在同一座标纸上绘出他励、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：U %U 0 U N 100% 并分析差异原因。U NU（V）200210220230235IL（A）0.50.370.270.106从图表中可以看出，随着负载电流上升，他励发电机的端电压逐渐下降。计算电压变化率：=（235-200 ）/200*100%=17.5%通常他励发电机的电压调整率为

12、5%到 10%，由于 17.5%大于 10%，此发电机的外特性不够好。八、思考题1、并励发电机不能建立电压有哪些原因？答：电机没有磁路，没有电压，必须通过外加直流电源通电来励磁；励磁绕组接法和电枢方向没有配合好， 最初微小励磁电流产生的磁动势方向与剩磁方向相反；对于某回路有以临街转速，转速低于临界转速也不建立起电压。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？答：负载电流增大时电压下降，而励磁电流没有增加，转速降低，为了保持转速正常运行，应曾江励磁电流，以抵消电枢回路的电压降。72-3 直流并励电动机一 . 实验目的1

13、. 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方法1并励电动机的工作特性和机械特性。8图1-

14、6 直流并励电动机接线图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，检查涡流测功机与 MEL-13是否相连，将 MEL-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，Ia=IN ，n=nN=1600r/min，

15、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。9表 2-7U=UN=220V If=IfN= 67.8mAIF2=100MAIa （A）0.500.400.350.331.20n（ r/min ）16821700171017171600实验数据（ A）0.270.160.110.090.90IFT2（N· m）0.5050.3430.2900.2801.155P2（w）89.1961.2352.

16、0750.48194.04P1（w）124.92102.9291.9287.52278.92计算数据71.40%59.49%56.65%57.68%69.57%（ %） n（ %）5.13%6.25%6.88%7.31%0.00%Ia （ A）1.101.000.900.850.750.65n（ r/min ）160816181625163516481657实验数据0.840.750.650.600.500.40I F（A）T2（ N· m）1.1000.9900.8820.8280.7200.612P2（ w）185.72 168.19 150.49142.15124.59106.

17、48P1（ w）256.92 234.92 212.92201.92179.92157.92计算数据72.29%71.60%70.68%70.40%69.25%67.43%（ %）n（ %）0.50%1.13%1.56%2.19%3.00%3.56%五实验报告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=0.105nT2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= P1 ×100电动机输入电流I =Ia +IfN由工作特性求出转速变化

18、率：10nOnNn=nN× 100Ia （A）0.500.400.350.331.20n（ r/min ）16821700171017171600实验数据0.270.160.110.090.90I （A）FT2（N· m）0.5050.3430.2900.2801.155P2（w）89.1961.2352.0750.48194.04P1（w）124.92102.9291.9287.52278.92计算数据71.40%59.49%56.65%57.68%69.57%（ %） n（ %）5.13%6.25%6.88%7.31%0.00%Ia （A）1.101.000.900.8

19、50.750.65n（ r/min ）160816181625163516481657实验数据0.840.750.650.600.500.40I F（A）T2（N· m）1.1000.9900.8820.8280.7200.612P2（w）185.72168.19150.49142.15124.59106.48P1（w）256.92234.92212.92201.92179.92157.92计算数据72.29%71.60%70.68%70.40%69.25%67.43%（ %） n（ %）0.50%1.13%1.56%2.19%3.00%3.56%11有图表中可以看出，转速n 和转矩

20、 T2 的曲线比较符合理论推测：随着电枢电流的上升，他励电动机转速n 略微下降，负载转矩T2 线性增大，而效率 的曲线偏离较大，找不到明显的线增后降，出现峰值的趋势，可能是实验中操作存在失误导致数据出现偏差， 还有可能是理论与实际情况的电机运行条件不完全吻合，导致实际效率曲线不正确。在图表中沿n =f(Ia)的数据曲线画出趋势线，与坐标轴的交点即为n0，读出n0 =1.08 ，换算成 n0=1.08*1600=1728 ，计算转速变化率：nOn Nn=nN×100 =（ 1728-1600） /1600*100%=8%六思考题1. 并励电动机的速率特性 n=f(Ia) 为什么是略微下

21、降？是否会出现上翘现象？为什么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？答： n=U/Ce-RaTem/CeCT2=n0- Tem，为一条下垂的斜线，由于直流电动机中的 Ra<< CeCT2, 故很小，只是略微下降。当 Ia 增加时，由于电枢反应的去磁作用，导致的减小， E=Ce n 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12高，为什么？答：当 M和 Ua不变时，由 E=Cen 知，减小励磁电流会使 减小，而 E 几乎不变，故 n 升高 .4. 并励