實驗 直流他勵發(fā)電機實驗

實驗直流他勵發(fā)電機實驗第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院2實驗6直流發(fā)電機實驗一、實驗?zāi)康?/p>

掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機的運行特性，并根據(jù)所測得的運行特性評定該被試電機的有關(guān)性能。

通過實驗觀察直流并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。二、預(yù)習內(nèi)容

直流發(fā)電機的工作原理和運行特性直流發(fā)電機自勵條件第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院3三、實驗設(shè)備及儀器

1.電機教學(xué)實驗臺主控制屏；2.電機導(dǎo)軌及渦流測功機、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（NMEL-3）；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（NMCL-001）；6.直流復(fù)勵發(fā)電機（MO1）；

9.開關(guān)板（NMCL-48）；7.三相可調(diào)電阻900Ω（NMEL-03）；10.電機起動箱（NMEL-09）5.直流并勵電動機（MO3）；

8.三相可調(diào)電阻900Ω（NMEL-04）；第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院41.直流他勵發(fā)電機(1)空載特性(2)外特性(3)調(diào)節(jié)特性四、實驗項目

3.直流復(fù)勵發(fā)電機積復(fù)勵發(fā)電機外特性

2.直流并勵發(fā)電機

(1)觀察自勵過程(2)測外特性

第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院51.他勵發(fā)電機實驗

圖6-1直流他勵發(fā)電機實驗接線圖五、實驗方法

可調(diào)直流穩(wěn)壓電源—__—+R1+Rf1mA1__Rf2mA2A1A2R2S1S2第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院6

G：直流發(fā)電機M01，

M：直流電動機M03，按他勵接法。

S1、S2：雙刀雙擲開關(guān)，位于NMCL-48。

R1：電樞調(diào)節(jié)電阻100Ω/1.22A，位于NMEL-09。

Rf1：磁場調(diào)節(jié)電阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。

Rf2：磁場調(diào)節(jié)變阻器900Ω，位于NMEL-03最上端.

R2：發(fā)電機負載電阻，采用NMEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250Ω（900Ω與900Ω電阻串聯(lián)加上900Ω與900Ω并聯(lián)）。調(diào)節(jié)時先調(diào)節(jié)串聯(lián)部分，當負載電流大于0.4A時用并聯(lián)部分，并將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接以避免燒毀熔斷器。

mA1、A1：分別為毫安表和電流表，位于直流電源上。

U1、U2：分別為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源和電機勵磁電源。

V2、mA2、A2、：直流毫安、電流、電壓表（NMCL-001）。第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院7

☆

打開發(fā)電機負載開關(guān)S2，合上勵磁電源開關(guān)S1，接通直流電機勵磁電源，調(diào)節(jié)Rf2，使直流發(fā)電機勵磁電壓最小，mA2讀數(shù)最小。此時，注意選擇各儀表的量程。☆

按圖6-1所示電路接好電路。

實驗步驟（1）空載特性

☆

調(diào)節(jié)電動機電樞調(diào)節(jié)電阻R1至最大，磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1至最小，起動可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（先合上對應(yīng)的船形開關(guān)，再按下復(fù)位按鈕，此時，綠色工作發(fā)光二極管亮，表明直流電壓已正常建立），使電機旋轉(zhuǎn)。第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院8

☆從數(shù)字轉(zhuǎn)速表上觀察電機旋轉(zhuǎn)方向，若電機反轉(zhuǎn)，可先停機，將電樞或勵磁兩端接線對調(diào)，重新起動，則電機轉(zhuǎn)向應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。

☆調(diào)節(jié)電動機電樞電阻R1至最小值，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源調(diào)至220V，再調(diào)節(jié)電動機磁場電阻Rf1，使電動機（發(fā)電機）轉(zhuǎn)速達到1600r/min（額定值），并在以后整個實驗過程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。

☆調(diào)節(jié)發(fā)電機磁場電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達V0=1.2UN（240V）為止。第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院9

☆在保持電機額定轉(zhuǎn)速（1600r/min）條件下，從U0=1.2UN開始，單方向調(diào)節(jié)分壓器電阻Rf2，使發(fā)電機勵磁電流逐次減小，直至If2=0。每次測取發(fā)電機的空載電壓U0和勵磁電流If2,讀取7-8組數(shù)據(jù)，填入表6-1中，其中U0=UN和If2=O兩點必測，并在U0=UN附近測點應(yīng)較密。

表6-1n=nN=1600r/min12345678UO（V）If2（A）第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院10

☆

打同時調(diào)節(jié)電動機磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機的n=nN,U=UN（200V），I=IN（0.5A），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If2N=A?！?/p>

在空載實驗后，把發(fā)電機負載電阻R2調(diào)到最大值（把MEL-03中間和下端的變阻器逆時針旋轉(zhuǎn)到底），合上負載開關(guān)S2。實驗步驟（2）外特性

第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院11

☆在保持n=nN和If2=If2N不變的條件下，逐漸增加負載電阻，即減少發(fā)電機負載電流，在額定負載到空載運行點范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，直到空載（斷開開關(guān)S2），共取6-8組數(shù)據(jù)，填入表6-2中。其中額定和空載兩點必測。表6-2n=nN=1600r/minIf2=If2n12345678U（V）I（A）第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院12

☆

在保持發(fā)電機n=nN條件下，合上負載開關(guān)S2，調(diào)節(jié)負載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流I，同時相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流If2，使發(fā)電機端電壓保持額定值U=UN，從發(fā)電機的空載至額定負載范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機的輸出電流I和勵磁電流If2，共取6-8組數(shù)據(jù)填入表6-3中?！?/p>

斷開發(fā)電機負載開關(guān)S2，調(diào)節(jié)發(fā)電機磁場電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達額定值（UN=200V）。實驗步驟（3）調(diào)整特性

第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院13

表6-3n=nN=1600r/min，U=UN=220V12345678I（A）If2（A）第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院142.并勵直流發(fā)電機實驗

圖6-2直流并勵發(fā)電實驗接線圖—__—+R1+Rf1mA1__Rf2mA2A1A2R2S1S2第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院15

S1、S2：雙刀雙擲開關(guān)，位于NMCL-48。

R1：電樞調(diào)節(jié)電阻100Ω/1.22A，位于NMEL-09。

Rf1：磁場調(diào)節(jié)電阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。

Rf2：NMEL-03中兩只900Ω電阻串聯(lián)，并調(diào)到最大.

R2：發(fā)電機負載電阻，采用NMEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250Ω（900Ω與900Ω電阻串聯(lián)加上900Ω與900Ω并聯(lián)）。調(diào)節(jié)時先調(diào)節(jié)串聯(lián)部分，當負載電流大于0.4A時用并聯(lián)部分，并將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接以避免燒毀熔斷器。

mA1、A1：分別為毫安表和電流表，位于直流電源上。

U1、U2：分別為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源和電機勵磁電源。

V2、mA2、A2、：直流毫安、電流、電壓表（NMCL-001）。第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院16

（1）觀察自勵過程

☆合上開關(guān)S1，逐漸減少Rf2，觀察發(fā)電機電樞兩端電壓，若電壓逐漸上升，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(diào)聯(lián)接即可。☆

斷開S1、S2，按前述方法（他勵發(fā)電機空載特性實驗）起動電動機，調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n=nN，用直流電壓表測量發(fā)電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接他勵進行充磁。實驗步驟第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院17

（2）外特性

☆保證此時Rf2的值和n=nN不變的條件下，逐步減小負載，直至I=0，從額定到負載運行范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表6-4中，其中額定和空載兩點必測?！钤诓畎l(fā)電機電壓建立后，調(diào)節(jié)負載電阻R2到最大，合上負載開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機n=nN,U=UN，I=IN。實驗步驟第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院18

表6-4n=nN=1600r/min，Rf2=?12345678I（A）If2（A）第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院193.復(fù)勵直流發(fā)電機實驗

圖6-3直流復(fù)勵發(fā)電實驗接線圖—__—+R1+Rf1mA1__Rf2mA2A1A2R2S1S2第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院20

（1）積復(fù)勵和差復(fù)勵的判別

☆打開短路開關(guān)S1，在保持發(fā)電機n，Rf2和R2不變的條件下，觀察發(fā)電機端電壓的變化，若此電壓升高即為積復(fù)勵，若電壓降低為差復(fù)勵，如要把差復(fù)勵改為積復(fù)勵，對調(diào)串勵繞組接線即可?！畎磮D接線，先合上開關(guān)S1，將串勵繞組短接，使發(fā)電機處于并勵狀態(tài)運行，按上述并勵發(fā)電機外特性試驗方法，調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電流I=0.5IN，n=nN,U=UN，。實驗步驟第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院21

（2）積復(fù)勵發(fā)電機的外特性☆實驗方法與測取并勵發(fā)電機的外特性相同。先將發(fā)電機調(diào)到額定運行點，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此時的Rf2和n=nN不變的條件下，逐次減小發(fā)電機負載電流，直至I=0。從額定負載到空載范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，共取6-8組數(shù)據(jù)，記錄于表6-5中，其中額定和空載兩點必測。實驗步驟表6-2n=nN=r/minRf2=常數(shù)12345678U（V）I（A）第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院222．做外特性時，當電流超過0.4安時，R2中串聯(lián)的電阻必須調(diào)至零，以免損壞。

1．起動直流電動機時，先把R1調(diào)到最大，Rf2調(diào)到最小，起動完畢后，再把R1調(diào)到最小。

六、注意事項第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期二廣西大學(xué)行健文理學(xué)院232、在同一張坐標上繪出他勵、并勵和復(fù)勵發(fā)電機的三條外特性曲線，分別算出三種勵磁方式的電壓變化率：并分析差異的原因。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)。

七、實驗報告3．繪出他勵發(fā)電機調(diào)整特性曲線，分析在發(fā)電機