直流電機的實驗報告

1、.wd.wd.wd.直流電機的實驗報告2-2直流發(fā)電機一、實驗目的1、掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機的各種運行特性，并根據(jù)所測得的運行特性評定該被試電機的有關性能。2、通過實驗觀察并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。二、預習要點1、什么是發(fā)電機的運行特性在求取直流發(fā)電機的特性曲線時，哪些物理量應保持不變，哪些物理量應測取。2、做空載特性實驗時，勵磁電流為什么必須保持單方向調節(jié)3、并勵發(fā)電機的自勵條件有哪些當發(fā)電機不能自勵時應如何處理 4、如何確定復勵發(fā)電機是積復勵還是差復勵三、實驗工程 1、他勵發(fā)電機實驗1測空載特性 保持n=nN使IL=0，測取U0=fIf。 2測外特性 保持n=nN使If=IfN

2、，測取U=fIL。 3測調節(jié)特性 保持n=nN使U=UN，測取If=fIL。 2、并勵發(fā)電機實驗 1觀察自勵過程 2測外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測取U=fIL。 3、復勵發(fā)電機實驗 積復勵發(fā)電機外特性 保持n=nN使Rf2常數(shù)，測取UfIL。四、實驗設備及掛件排列順序1、實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03-4渦流測功機及導軌1 臺2D55-4渦流測功機控制箱1 臺2DJ23-1直流電動機按他勵電動機接線1 臺3DJ13直流復勵發(fā)電機他勵發(fā)電機接線1 臺4D31直流電壓、毫安、安培表2 件5D44可調電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關板1 件7D42三相可調電阻器1 件2

3、、屏上掛件排列順序D55-4，D31、D44、D31、D42、D51五、實驗方法1、他勵直流發(fā)電機必做按圖1-2-1接線。圖中直流發(fā)電機G選用DJ13，其額定值PN100W，UN200V，IN0.5A，nN1600r/min。直流電動機DJ23-1作為G的原動機按他勵電動機接線。渦流測功機、發(fā)電機及直流電動機由聯(lián)軸器同軸聯(lián)接。開關S選用D51組件上的雙刀雙擲開關。Rf1選用D44的1800變阻器，Rf2 選用D42的900變阻器，并采用分壓法接線。R1選用D44的180變阻器。R2為發(fā)電機的負載電阻選用D42，采用串并聯(lián)接法900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)，阻值為2250。當負載電

4、流大于0.4 A時用并聯(lián)局部，而將串聯(lián)局部阻值調到最小并用導線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇適宜的量程。圖1-2-1直流他勵發(fā)電機接線圖 1測空載特性1首先將渦流測功機控制箱的“突減載開關撥至上端位置或將給定調節(jié)旋鈕逆時針旋轉到底，渦流測功機不加載。然后翻開發(fā)電機G的負載開關S，接通控制屏上的勵磁電源開關，將Rf2調至使G勵磁電流最小的位置即Rf2調至最大。 2使直流電動機M電樞串聯(lián)起動電阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左邊的勵磁電源開關，在觀察到直流電動機M的勵磁電流為最大的條件下，再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關，起動直流電動機M，其旋轉方向應符合正向旋轉的

5、要求。 3直流電動機M起動正常運轉后，將M電樞串聯(lián)電阻R1調至最小值 ，將M的電樞電源電壓調為220V，調節(jié)電動機磁場調節(jié)電阻Rf1，使發(fā)電機轉速達額定值。 4調節(jié)發(fā)電機勵磁分壓電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達U01.2UN為止。 5在保持n=nN1600r/min條件下，從U01.2UN開場，單方向調節(jié)分壓器電阻Rf2使發(fā)電機勵磁電流逐次減小，每次測取發(fā)電機的空載電壓U0和勵磁電流If，直至If0此時測得的電壓即為電機的剩磁電壓。 6測取數(shù)據(jù)時U0UN和If0兩點必測，并在U0UN附近測點應較密。 7共測取78組數(shù)據(jù)，記錄于表1-2-1中表2-2 n=nN1600r/min IL=0U0V24

6、0220210200190180150110705028.8IfmA116.790.481.573.16659.442.826.612.96.902測外特性 1把發(fā)電機負載電阻R2調到最大值，合上負載開關S。 2同時調節(jié)電動機的磁場調節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機的分壓電阻Rf2和負載電阻R2使發(fā)電機的ILIN，UUN，n=nN，該點為發(fā)電機的額定運行點，其勵磁電流稱為額定勵磁電流IfN，記錄該組數(shù)據(jù)。特別注意，當電流超過0.4A時,R2中串聯(lián)的電阻調至零并用導線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。 3在保持n=nN和IfIfN 不變的條件下，逐次增加負載電阻R2，即減小發(fā)電機負載電流IL，從額定負載到空

7、載運行點范圍內，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，直到空載斷開開關S，此時IL=0，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表1-2-2中。表2-3 nnN1600r/min IfIfN112.0mAUV200210220230235ILA0.50.370.270.10 2、并勵發(fā)電機實驗 1觀察自勵過程 1按本卷須知使直流電動機M停機。同時將啟動電阻R1調回最大值，磁場調節(jié)電阻Rf1調到最小值為下次啟動做好準備。在斷電的條件下將發(fā)電機G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖1-2-2所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調至最大阻值，翻開開關S。 2按本卷須知起動電動機，調節(jié)電動機的轉速，使發(fā)電機的轉速

8、n=nN，用直流電壓表量發(fā)電機是否有剩磁電壓，假設無剩磁電壓，可將并勵繞組改接成他勵方式進展充磁。 3合上開關S逐漸減小Rf2，觀察發(fā)電機電樞兩端的電壓，假設電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件。如果不能自勵建壓，將勵磁回路的兩個端頭對調聯(lián)接即可。 4對應著一定的勵磁電阻，逐步降低發(fā)電機轉速，使發(fā)電機電壓隨之下降，直至電壓不能建設，此時的轉速即為臨界轉速。六、本卷須知 1、直流電動機MG起動時，要注意須將R1調到最大，Rf1調到最小，先接通勵磁電源，觀察到勵磁電流If1為最大后，接通電樞電源，使 M起動運轉。起動完畢，應將R1調到最小。 2、做外特性時，當電流超過0.4A時,R2中串聯(lián)的電阻調至零并

9、用導線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。七、實驗報告1、根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù),作出空載特性曲線,由空載特性曲線計算出被試電機的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分數(shù)。U0V240220210200190180150110705028.8IfmA116.790.481.573.16659.442.826.612.96.90飽和系數(shù)：X%=(Ib/Ia)*100%=(63/73.1)*100%=86.18%剩磁電壓：剩磁電壓U=28.8V剩磁電壓的百分數(shù)%=U/UN*100%=28.8/200*100%=14.4%可以看出，電機的剩磁電壓還是比較大的。2、在同一座標紙上繪出他勵、并勵和復勵發(fā)電機的三條外特性曲線。

10、分別算出三種勵磁方式的電壓變化率： 并分析差異原因。UV200210220230235ILA0.50.370.270.10從圖表中可以看出，隨著負載電流上升，他勵發(fā)電機的端電壓逐漸下降。計算電壓變化率：=235-200/200*100%=17.5%通常他勵發(fā)電機的電壓調整率為5%到10%，由于17.5%大于10%，此發(fā)電機的外特性不夠好。八、思考題1、并勵發(fā)電機不能建設電壓有哪些原因答：電機沒有磁路，沒有電壓，必須通過外加直流電源通電來勵磁；勵磁繞組接法和電樞方向沒有配合好，最初微小勵磁電流產(chǎn)生的磁動勢方向與剩磁方向相反；對于某回路有以臨街轉速，轉速低于臨界轉速也不建設起電壓。2、在發(fā)電機一電

11、動機組成的機組中，當發(fā)電機負載增加時，為什么機組的轉速會變低為了保持發(fā)電機的轉速n=nN，應如何調節(jié)答：負載電流增大時電壓下降，而勵磁電流沒有增加，轉速降低，為了保持轉速正常運行，應曾江勵磁電流，以抵消電樞回路的電壓降。2-3直流并勵電動機一.實驗目的1.掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。2.掌握直流并勵電動機的調速方法。二.預習要點1.什么是直流電動機的工作特性和機械特性2.直流電動機調速原理是什么三.實驗工程1.工作特性和機械特性保持U=UN 和If =IfN 不變，測取n、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。2.調速特性(1)改變電樞電壓調速保持U=UN 、If=

12、IfN =常數(shù)，T2 =常數(shù)，測取n=f(Ua)。(2)改變勵磁電流調速保持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方法1并勵電動機的工作特性和機械特性。a將R1調至最大，Rf調至最小，毫安表量程為200mA，電流表量程為2A檔，電壓表量程為300V檔，檢查渦流測功機與MEL-13是否相連，將MEL-13“轉速控制和“轉矩控制選擇開關板向“轉矩控制，“轉矩設定電位器逆時針旋到底，翻開船形開關，按實驗一方法起動直流電源，使電機旋轉，并調整電機的旋轉方向，使電機正轉。b直流電機正常起動后，將電樞串聯(lián)電阻R1調至零，調節(jié)直流可調穩(wěn)壓電源的輸出至220V，再

13、分別調節(jié)磁場調節(jié)電阻Rf和“轉矩設定電位器，使電動機到達額定值：U=UN=220V，Ia=IN，n=nN=1600r/min，此時直流電機的勵磁電流If=IfN額定勵磁電流。c保持U=UN，If=IfN不變的條件下，逐次減小電動機的負載，即逆時針調節(jié)“轉矩設定電位器，測取電動機電樞電流Ia、轉速n和轉矩T2，共取數(shù)據(jù)7-8組填入表1-8中。表2-7 U=UN=220V If=IfN= 67.8mAIF2=100MA實驗數(shù)據(jù)IaA0.50 0.40 0.35 0.33 1.20 nr/min1682 1700 1710 1717 1600 IFA0.27 0.16 0.11 0.09 0.90

14、T2Nm0.505 0.343 0.290 0.280 1.155 計算數(shù)據(jù)P2w89.19 61.23 52.07 50.48 194.04 P1w124.92 102.92 91.92 87.52 278.92 %71.40%59.49%56.65%57.68%69.57%n%5.13%6.25%6.88%7.31%0.00%實驗數(shù)據(jù)IaA1.10 1.00 0.90 0.85 0.75 0.65 nr/min1608 1618 1625 1635 1648 1657 IFA0.84 0.75 0.65 0.60 0.50 0.40 T2Nm1.100 0.990 0.882 0.828

15、0.720 0.612 計算數(shù)據(jù)P2w185.72 168.19 150.49 142.15 124.59 106.48 P1w256.92 234.92 212.92 201.92 179.92 157.92 %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%五實驗報告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。電動機輸出功率P2=0.105nT2式中輸出轉矩T2 的單位為Nm，轉速n的單位為rmin。電動機輸入功率P1=UI電動機效率=100電動機輸入電流I =

16、Ia +IfN由工作特性求出轉速變化率：n= 100實驗數(shù)據(jù)IaA0.50 0.40 0.35 0.33 1.20 nr/min1682 1700 1710 1717 1600 IFA0.27 0.16 0.11 0.09 0.90 T2Nm0.505 0.343 0.290 0.280 1.155 計算數(shù)據(jù)P2w89.19 61.23 52.07 50.48 194.04 P1w124.92 102.92 91.92 87.52 278.92 %71.40%59.49%56.65%57.68%69.57%n%5.13%6.25%6.88%7.31%0.00%實驗數(shù)據(jù)IaA1.10 1.00

17、0.90 0.85 0.75 0.65 nr/min1608 1618 1625 1635 1648 1657 IFA0.84 0.75 0.65 0.60 0.50 0.40 T2Nm1.100 0.990 0.882 0.828 0.720 0.612 計算數(shù)據(jù)P2w185.72 168.19 150.49 142.15 124.59 106.48 P1w256.92 234.92 212.92 201.92 179.92 157.92 %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%有圖表中可以看出

18、，轉速n和轉矩T2的曲線比較符合理論推測：隨著電樞電流的上升，他勵電動機轉速n略微下降，負載轉矩T2線性增大，而效率的曲線偏離較大，找不到明顯的線增后降，出現(xiàn)峰值的趨勢，可能是實驗中操作存在失誤導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，還有可能是理論與實際情況的電機運行條件不完全吻合，導致實際效率曲線不正確。在圖表中沿n=f(Ia)的數(shù)據(jù)曲線畫出趨勢線，與坐標軸的交點即為n0，讀出n0=1.08，換算成n0=1.08*1600=1728，計算轉速變化率：n= 100=1728-1600/1600*100%=8%六思考題1.并勵電動機的速率特性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運