實習(xí)一直流并勵電動機(jī)

1、實驗一 直流并勵電動機(jī)一.實驗?zāi)康?.掌握用實驗方法測取直流并勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。2.掌握直流并勵電動機(jī)的調(diào)速方法。二.預(yù)習(xí)要點1.什么是直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？答：工作特性：當(dāng)U = UN， Rf + rf = C時，, n ,T分別隨P2 變；機(jī)械特性：當(dāng)U = UN， Rf + rf = C時， n 隨 T 變；2.直流電動機(jī)調(diào)速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ce可知，轉(zhuǎn)速n和U、I有關(guān)，并且可控量只有這兩個，我們可以通過調(diào)節(jié)這兩個量來改變轉(zhuǎn)速。即通過人為改變電動機(jī)的機(jī)械特性而使電動機(jī)與負(fù)載兩條特性的交點隨之改變，從而達(dá)到調(diào)速的目的。三.實驗項目1.工作特性和機(jī)械

2、特性保持U=UN 和If =IfN 不變，測取n=f(Ia)及n=f(T2)。2.調(diào)速特性(1)改變電樞電壓調(diào)速保持U=UN 、If=IfN =常數(shù)，T2 =常數(shù)，測取n=f(Ua)。(2)改變勵磁電流調(diào)速保持U=UN，T2 =常數(shù)，R1 =0，測取n=f(If)。(3)觀察能耗制動過程四實驗設(shè)備及儀器1MEL-I系列電機(jī)教學(xué)實驗臺的主控制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及渦流測功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（MEL-13）、編碼器、轉(zhuǎn)速表。3可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（含直流電壓、電流、毫安表）4直流電壓、毫安、安培表（MEL-06）。5直流并勵電動機(jī)。6波形測試及開關(guān)板（MEL-05）。7三相可調(diào)電阻900（MEL-03）。五實

3、驗方法1 并勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。（1）實驗線路如圖1-6所示U1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源R1、Rf：電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻，位于MEL-09。mA、A、V2：直流毫安、電流、電壓表（MEL-06）G：渦流測功機(jī)IS：渦流測功機(jī)勵磁電流調(diào)節(jié)，位于MEL-13。（2）測取電動機(jī)電樞電流Ia、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T2，共取數(shù)據(jù)7-8組填入表1-8中實驗數(shù)據(jù)Ia（A）1.100.950.800.700.600.500.400.30n（r/min）16001607161816231623164016551669T2（N.m）1.181.050.910.810.710.610.500.39計算數(shù)據(jù)P2（w

4、）198.24177.17154.60138.04120.99105.0486.8968.34P1（w）258.46225.46192.46170.46148.46126.46104.4682.46（%）76.778.680.381.081.583.183.282.9n（%）0.000.441.121.431.432.503.434.31表1-8 U=UN=220V If=IfN=0.0748A Ka= 2 調(diào)速特性（1）改變電樞端電壓的調(diào)速表1-9 If=IfN= 0.0748 A,T2=0.60 N.mUa（V）216205196186177173170161n（r/min）1632153

5、8147513861313128612561185Ia（A）0.550.5470.5410.5570.5670.5630.570.561（2）改變勵磁電流的調(diào)速表1-10 U=UN=220V，T2= 0.60N.mN（r/min）14501546161516501690173917851950If（A）100.580.572.067.763.659.638.147.6Ia（A）0.5520.5950.6050.6300.6440.6650.6720.737 (3)能耗制動按圖1一7接線U1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源R1、Rf：直流電機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）RL：采用MEL-03中兩

6、只900電阻并聯(lián)。S：雙刀雙擲開關(guān)（MEL-05）六注意事項1直流電動機(jī)起動前, 測功機(jī)加載旋鈕調(diào)至零. 實驗做完也要將測功機(jī)負(fù)載鈕調(diào)到零，否則電機(jī)起動時，測功機(jī)會受到?jīng)_擊。2負(fù)載轉(zhuǎn)矩表和轉(zhuǎn)速表調(diào)零.如有零誤差，在實驗過程中要除去零誤差。3為安全起動, 將電樞回路電阻調(diào)至最大, 勵磁回路電阻調(diào)至最小。4轉(zhuǎn)矩表反應(yīng)速度緩慢，在實驗過程中調(diào)節(jié)負(fù)載要慢。5實驗過程中按照實驗要求, 隨時調(diào)節(jié)電阻, 使有關(guān)的物理量保持常量, 保證實驗數(shù)據(jù)的正確性。七實驗數(shù)據(jù)及分析1.由表1-8計算出 P2和，并繪出n、T2、=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲線。電動機(jī)輸出功率P2=0.105nT2式中輸出轉(zhuǎn)矩T2 的

7、單位為N·m，轉(zhuǎn)速n的單位為rmin。電動機(jī)輸入功率：P1=UI電動機(jī)效率=×100電動機(jī)輸入電流：I =Ia +IfN由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：n= ×100解：對第一組數(shù)據(jù)，有：P2=0.105×1600×1.18=198.24w I =Ia +IfN =1.1+0.0748A=1.1748A P1=220×1.1748=258.46w= P2/ P1×100=198.24/258.46=77n=（1600-1600）/1600 ×100=0.00同理可得其他數(shù)據(jù)，見表1-8。轉(zhuǎn)速n的特性曲線如下：轉(zhuǎn)矩T2的特

8、性曲線如下：=f(Ia)的特性曲線如下：n=f(T2)的特性曲線如下：并勵電動機(jī)調(diào)速特性曲線n=f(Ua)如下：并勵電動機(jī)調(diào)速特性曲線n=f(If)如下：2.繪出并勵電動機(jī)調(diào)速特性曲線n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時兩種調(diào)速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點。解：在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時兩種調(diào)速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點為： 調(diào)壓調(diào)速是在基速以下調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法，電壓越小，轉(zhuǎn)速越小。調(diào)壓調(diào)速的優(yōu)點：（1）可實現(xiàn)無級調(diào)速；（2）相對穩(wěn)定性較好；（3）調(diào)速范圍較寬，D可達(dá)10-20；（4）調(diào)速經(jīng)濟(jì)性較好。調(diào)壓調(diào)速的缺點：需要一套可控的直流電源。弱磁調(diào)速是在基速以上調(diào)節(jié)

9、轉(zhuǎn)速的方法，勵磁電流減小，磁通變小，轉(zhuǎn)速升高。弱磁調(diào)速的優(yōu)點：（1）控制方便，能量損耗?。唬?）可實現(xiàn)無級調(diào)速。弱磁調(diào)速的缺點：由于受電動機(jī)機(jī)械強(qiáng)度和換向火花的限制，轉(zhuǎn)速不能太高，調(diào)速范圍窄，一般要與調(diào)壓調(diào)速配合使用。3能耗制動時間與制動電阻RL的阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動方法有什么缺點？能耗制動時間與制動電阻RL的阻值的大小有關(guān)，制動電阻越大，制動過程的時間越長；反之制動時間越短。這是因為在能耗制動過程中，制動時間主要取決于TMn，TMn與制動電阻成正比，所以制動電阻越大，制動過程的時間越長。采用能耗制動方法停車的缺點在于在制動過程中，隨著轉(zhuǎn)速的下降，制動轉(zhuǎn)矩隨著減小，制動效果變差。八問

10、題討論1.并勵電動機(jī)的速率特性n=f(Ia)為什么是略微下降？是否會出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對電動機(jī)運(yùn)行有何影響？答：根據(jù)并勵電動機(jī)的速率特性公式，若忽略電樞反應(yīng) ，當(dāng)電樞回路電流增加時，轉(zhuǎn)速下降；若考慮電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)，磁通下降可能引起轉(zhuǎn)速的上升，即出現(xiàn)上翹現(xiàn)象。這樣的變化與電樞回路電流增大引起的轉(zhuǎn)速降相抵消，對電動機(jī)的影響是使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化很小。2.當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端壓，為什么會引起電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低？答：由直流電動機(jī)機(jī)械特性的表達(dá)式可知，轉(zhuǎn)速與電樞電壓成正比、與磁通量成反比，所以降低電壓時轉(zhuǎn)速下降。3.當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？答：由于磁通與勵磁電流在額定磁通以下時基本成正比，所以勵磁電流減小時，主磁通也隨著減小。由機(jī)械特性的表達(dá)式可知，當(dāng)磁通減小時，轉(zhuǎn)速升高。4.并勵電動機(jī)在負(fù)載運(yùn)行中，當(dāng)磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛速”？為什么？答：不一定。這是因為當(dāng)電動機(jī)負(fù)載較輕時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將迅速上升，造成“