直流他勵(lì)電動機(jī)四象限運(yùn)行

1、直流電動機(jī)四象限機(jī)械特性測試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)通過對直流電動機(jī)四象限機(jī)械特性的測試時(shí)學(xué)生對直流電動機(jī)的基本特性以及四象限工作狀態(tài)有更深入的了解，進(jìn)而掌握直流電動機(jī)的認(rèn)為特性及其在調(diào)速國策和那個(gè)中的應(yīng)用方式，同時(shí)鍛煉學(xué)僧的分析問題解決問題能力和獨(dú)立工作的能力。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測試直流電動機(jī)四個(gè)象限的機(jī)械特性，包括設(shè)備選擇，拖動及負(fù)載電動機(jī)的選擇，調(diào)速方式，參數(shù)調(diào)整，接線以及數(shù)據(jù)測試和曲線的繪制等。三實(shí)驗(yàn)要求1） 第一象限固有特性電動狀態(tài)測量4個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)2） 第二象限回饋狀態(tài)（電壓可適當(dāng)降低）測量4個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)3） 第二象限電動勢反接制動（最大電流設(shè)為1.5倍的In）測量3個(gè)工作點(diǎn)4） 第二象限能耗制動

2、（最大電流設(shè)1.5In)測量三個(gè)工作點(diǎn)，可以接反抗性負(fù)載5） 第三象限反向電動狀態(tài)（類同一象限）6） 第四象限能耗制動測量4個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)7） 第四象限倒拉反轉(zhuǎn)測量4個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)8） 要求寫清實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄數(shù)據(jù)四實(shí)驗(yàn)步驟1 第一象限的固有特性1.1 實(shí)驗(yàn)原理在電源電壓U =Un，氣隙磁通 =N，電樞外串電阻R=0時(shí)，n =(T )的機(jī)械特性，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：機(jī)械特性表達(dá)式 固有特性性空載轉(zhuǎn)速 斜率電樞電流：1.2 實(shí)驗(yàn)步驟（）按照實(shí)驗(yàn)接線圖連接號電路，R1：電樞調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）Rf：磁場調(diào)節(jié)電阻（）：直流并勵(lì)電動機(jī)：渦流測功機(jī)：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源：直流電機(jī)勵(lì)磁電源：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶電

3、壓表：直流電壓表，量程為檔，位于（有的時(shí)候其實(shí)不用這個(gè)表，為了 實(shí)驗(yàn)的安全性和調(diào)速還是加上）：測電樞電流的安培表，：毫安表，位于直流電機(jī)勵(lì)磁電源部 （） 檢查M，G之間是否用聯(lián)軸器接好，電機(jī)導(dǎo)軌和MEL-13的連線是否接好，電動機(jī)勵(lì)磁回路接線是否牢靠，儀表的量程，極性是否正確。（） 將直流電樞調(diào)節(jié)電阻R1跳到最大，磁場調(diào)節(jié)電阻跳到最小，轉(zhuǎn)矩設(shè)定器逆時(shí)針調(diào)到底。（） 開啟控制的總電源控制鑰匙開關(guān)至“開”位置，按次序案子啊綠色“閉合”按鈕開關(guān)，打開勵(lì)磁電源船型開關(guān)和可調(diào)直流船形開關(guān)，按下復(fù)位按鈕，此時(shí)，直流電源的綠色工作發(fā)光二極管，指示直流電壓易經(jīng)建立，旋轉(zhuǎn)電壓調(diào)節(jié)電位器，是可調(diào)直流穩(wěn)壓源電源輸出

4、220V電壓。（） 調(diào)節(jié)R1到最小。（） 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩按鈕，調(diào)節(jié)四個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，注意不要超過1.1N.m，記錄此時(shí)的轉(zhuǎn)速和電樞電流，電樞電壓。 第一象限穩(wěn)定工作點(diǎn)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)：電磁轉(zhuǎn)矩（N.m)（經(jīng)計(jì)算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉(zhuǎn)速n/min（測量）穩(wěn)定工作點(diǎn)一 =1.1041.104A220V1600穩(wěn)定工作點(diǎn)二T1=0.9010.901A220V1620穩(wěn)定工作點(diǎn)三T2=0.8250.825A220V1630穩(wěn)定工作點(diǎn)四T3=0.7120.712A220V16421.3數(shù)據(jù)處理 在額定轉(zhuǎn)矩下，額定電壓額定電流額定轉(zhuǎn)下速 根據(jù)公式可以求的，所以=1。所以根據(jù)公式可以算的根據(jù)實(shí)驗(yàn)表

5、格數(shù)據(jù)繪制的特性曲線2 第二象限的回饋狀態(tài)2.1 實(shí)驗(yàn)原理電磁轉(zhuǎn)矩：穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)有：根據(jù)公式得在降低電樞電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速不能突變，電樞電流先是變小而后又變大，最后又回到初始值。在第一象限達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。 這是一種很好的調(diào)速方法，叫降電壓調(diào)速。2.2 實(shí)驗(yàn)步驟 在上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，降低電樞電壓，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓源，然后記錄此時(shí)的轉(zhuǎn)速和電樞電流 。 第二象限回饋狀態(tài) 降電壓 電磁轉(zhuǎn)矩(N.m)（經(jīng)計(jì)算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉(zhuǎn)速n/min（測量）穩(wěn)定工作點(diǎn)一1.1011.101A220Vn1=1600穩(wěn)定工作點(diǎn)二1.2311.231A200Vn2=1433穩(wěn)定工作點(diǎn)三1.2311.2

6、31A190Vn3=1350穩(wěn)定工作點(diǎn)四1.3751.375A180Vn4=12722.3數(shù)據(jù)處理在是實(shí)驗(yàn)中，由于測功機(jī)的原因，它的轉(zhuǎn)矩是隨著轉(zhuǎn)速的變換而變化的，在理論推理中，如果電擊拖動的是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載那到達(dá)穩(wěn)定工作點(diǎn)時(shí)電樞電流是不變的，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果是變的，這就是因?yàn)闇y功機(jī)的原因。根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)繪制的特性曲線 3 第二象限電動勢反接制動 3.1實(shí)驗(yàn)原理 反接制動就是將電源電壓反接，同時(shí)串如一個(gè)保護(hù)電阻，達(dá)到制動的目的，從圖中可以看出，當(dāng)電源電壓反接時(shí)，轉(zhuǎn)速不能突變，電樞電流突然變大，而且反向，這時(shí)必須串如保護(hù)電阻才能是電動機(jī)正常工作，否則電樞電流過大會燒壞電機(jī)。電動機(jī)在第三象限反轉(zhuǎn)。在實(shí)驗(yàn)中

7、，應(yīng)將負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)的盡可能小，這樣在反轉(zhuǎn)的時(shí)候可以轉(zhuǎn)起來。制動電阻最小值：3.2 實(shí)驗(yàn)步驟 1） 接線還是跟上一個(gè)實(shí)驗(yàn)一樣。開始過程與上一個(gè)實(shí)驗(yàn)相同。2） 在電源處利用單刀雙擲開關(guān)設(shè)計(jì)電路，設(shè)計(jì)一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)電源方向切換的開關(guān)3） 安全啟動直流電動機(jī)，逐漸加大電源電壓，同時(shí)調(diào)節(jié)電樞電阻。4） 負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)小，調(diào)節(jié)測功機(jī)的轉(zhuǎn)矩，擰到最小。5） 將電樞電阻調(diào)到最小，通過磁場調(diào)節(jié)電阻使得轉(zhuǎn)速上升。記錄數(shù)值。 6）打開電源調(diào)轉(zhuǎn)速和電樞電阻，使轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值，這樣可以更好的記錄數(shù)據(jù) 7）將開關(guān)打到反接端，飛讀此時(shí)的轉(zhuǎn)速和電樞電流實(shí)驗(yàn)接線圖Rs為串如的電阻，注意電阻保險(xiǎn)絲用1.5A的輸出轉(zhuǎn)矩(N.m)（經(jīng)計(jì)算后

8、得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉(zhuǎn)速n/min（測量）工作點(diǎn)一1.371.37A220Vn1=1750工作點(diǎn)二-0.78-0.78A-220Vn2=929工作點(diǎn)三-0.61-0.61A-220V0 反接制動 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（飛讀）Rs=3.6k3.3數(shù)據(jù)處理在實(shí)驗(yàn)過程中，由于轉(zhuǎn)速降的特別快，所以要飛度數(shù)據(jù)，4 第二象限能耗制動 4.1 實(shí)驗(yàn)原理 能耗型制動，就是將電源電壓切掉，同時(shí)串入保護(hù)電阻，轉(zhuǎn)速不能突變，電流突變，電流變大，且反向。參數(shù)特點(diǎn)：U=0， 電樞回路總電阻R=RaR實(shí)際上是一臺他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)。軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能， 全部消耗于電樞回路的電阻上， 所以稱為能耗制動。IfUNR

9、EaIan 4.2實(shí)驗(yàn)步驟1）按照實(shí)驗(yàn)接線圖來您好電路，檢查電路2）安全啟動電源，按照上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的啟動步驟，調(diào)速，是電動機(jī)速度達(dá)到一定值。輸出轉(zhuǎn)矩(N.m)（經(jīng)計(jì)算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉(zhuǎn)速n/min（測量）工作點(diǎn)一1.11.1A220VnN=1600工作點(diǎn)二-0.43-0.43A-220Vn2=1546工作點(diǎn)三0.060.06A-220V750 能耗制動 Rs=3.6k4.3數(shù)據(jù)處理5 第三象限反向電動狀態(tài)（類同一象限）5.1 實(shí)驗(yàn)原理將實(shí)驗(yàn)一的直流穩(wěn)壓源的正負(fù)兌換，然后再接到電樞回路中去，電動機(jī)的轉(zhuǎn)向變化，同樣如果將磁場電流的方向也改變，則轉(zhuǎn)向也變化5.2實(shí)驗(yàn)步驟接線

10、與實(shí)驗(yàn)一相同，電源方向不一樣，記錄四個(gè)穩(wěn)定工作點(diǎn)電磁轉(zhuǎn)矩（N.m)（經(jīng)計(jì)算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉(zhuǎn)速n/min（測量）穩(wěn)定工作點(diǎn)一 =1.104-1.104A220V-1600穩(wěn)定工作點(diǎn)二T1=-0.900-0.900A220V-1620穩(wěn)定工作點(diǎn)三T2=-0.832-0.832A220V-1630穩(wěn)定工作點(diǎn)四T3=-0.701-0.701A220V-16405.3 數(shù)據(jù)處理 6第四象限倒拉反轉(zhuǎn) 6.1實(shí)驗(yàn)原理他勵(lì)直流電動機(jī)拖動位能型負(fù)載運(yùn)行，如電樞回路串入電阻時(shí)，轉(zhuǎn)速n下降，但是如果電阻值大到一定程度后，就會使轉(zhuǎn)速n<0，工作在第四象限。電磁轉(zhuǎn)矩T>0，本實(shí)

11、驗(yàn)中，我們用一臺直流電動機(jī)做位能型負(fù)載，來模擬實(shí)驗(yàn)。兩臺電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不一樣，方向也不一樣。6.2實(shí)驗(yàn)步驟電動機(jī)（主）位能型（副）1） 準(zhǔn)備兩臺直流他勵(lì)電動機(jī)，用聯(lián)軸器將兩臺電動機(jī)連接起來，兩臺分別用不用的實(shí)驗(yàn)臺控制，檢查連接的牢固性。按照接線圖連線。2） 打開主電動機(jī)，漸漸增大直流穩(wěn)壓源電壓，增加到100v左右。3） 再打開位能型負(fù)載代替裝置，副直流電動機(jī)，注意副電動機(jī)的電源電壓要與主電動機(jī)的反向。4） 觀察此時(shí)的主電動機(jī)，如果轉(zhuǎn)速很低，那就適當(dāng)增加主電機(jī)的直流穩(wěn)壓電源，但是同時(shí)要觀察主電動機(jī)的電樞電流，不要太大，還要注意，此時(shí)只是將副電動機(jī)的電源系統(tǒng)打開，電樞還沒有電流，還沒有按下復(fù)位鍵。5

12、） 當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)到一定程度，按下副電動機(jī)復(fù)位鍵，此時(shí)轉(zhuǎn)速會驟降，主電動機(jī)的電樞電流會變的很大，如果此時(shí)再增加直流穩(wěn)壓源的電壓會使電樞電流更大，所以為了使轉(zhuǎn)速和電壓，電樞電流達(dá)到一個(gè)可以檢測，可以易于實(shí)驗(yàn)的數(shù)值，我們將主電動機(jī)的直流穩(wěn)壓源調(diào)到119V。6） 增大主電動機(jī)的串聯(lián)電阻Rs, 使主電動機(jī)反轉(zhuǎn)。7） 調(diào)節(jié)副電動機(jī)的電樞電流或電阻，觀察記錄主電動機(jī)轉(zhuǎn)速和電樞電流。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄電磁轉(zhuǎn)矩（N.m)（經(jīng)計(jì)算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉(zhuǎn)速n/min（測量）穩(wěn)定工作點(diǎn)一 =1.7741.774A119V583穩(wěn)定工作點(diǎn)二T1=-0.2550.255A119V-224穩(wěn)定工作點(diǎn)三0.28

13、0A119V-449穩(wěn)定工作點(diǎn)四T2=-0.2800.330A119V-692穩(wěn)定工作點(diǎn)五T3=-0.3300.350A119V-7896.3 數(shù)據(jù)處理7 第四象限能耗制動運(yùn)行7.1實(shí)驗(yàn)原理他勵(lì)直流電動機(jī)如果拖動位能型負(fù)載，本來運(yùn)行在正想電動狀態(tài)，突然采用能耗制動。到了0點(diǎn)后，如果不采取其他辦法停車，則由于電磁轉(zhuǎn)矩等于零，小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)會繼續(xù)減速，即反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在c點(diǎn)，這種運(yùn)行狀態(tài)叫能耗制動運(yùn)行。7.2實(shí)驗(yàn)步驟1） 按照電路圖連接，2） 與上一個(gè)實(shí)驗(yàn)類似，位能型負(fù)載依然是通過副電動機(jī)提供的3） 按照上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的步驟使主電動機(jī)的電樞電流，轉(zhuǎn)速達(dá)到一個(gè)有利于實(shí)驗(yàn)記錄的值。4） 將單刀雙擲

14、開關(guān)打到能耗制動狀態(tài)。5） 調(diào)節(jié)副電動機(jī)的電樞電流和電樞電阻，記錄主電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和電樞電流。電磁轉(zhuǎn)矩（N.m)（經(jīng)計(jì)算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉(zhuǎn)速n/min（測量）穩(wěn)定工作點(diǎn)一 =1.5531.553A221V481穩(wěn)定工作點(diǎn)二T1=0.4020.402A0V-343穩(wěn)定工作點(diǎn)三T2=0.4260.426A0V-463穩(wěn)定工作點(diǎn)四T3=0.4710.471A0V-696穩(wěn)定工作點(diǎn)五=0.4940.494A0V-8127.3數(shù)據(jù)處理五，實(shí)驗(yàn)結(jié)論及問題描述他勵(lì)直流電動機(jī)的機(jī)械特性是指n=(T) ，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：在實(shí)驗(yàn)中，我們分析了，變化的U,電樞電阻，轉(zhuǎn)矩，對電動機(jī)機(jī)械特性的影響。1） 第一象限：在機(jī)械特性圖的四個(gè)象限分別有不同的特點(diǎn)，在第一象限，電樞電流為正，正向電動狀態(tài)，電源電壓的變化影響的是空載轉(zhuǎn)速，也就是影響特性線與y軸的交點(diǎn)，不影響斜率，電樞電阻調(diào)節(jié)不影響與y軸的交點(diǎn)，影響特性線的斜率。2） 第二象限：正向回饋，