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電機及電氣技術(shù)實驗裝置直流并勵電動機的實驗

一、實驗?zāi)康?br /> 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(diào)速方法。
二、預(yù)習(xí)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(diào)速原理是什么？
三、實驗項目
1、工作特性和機械特性
保持U=U_N和I_f=I_fN不變，測取n、T₂、η=f（Ia）、n=f（T₂）。
2、調(diào)速特性
（1）改變電樞電壓調(diào)速
保持U=U_N、I_f=I_fN=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=U_N，T₂=常數(shù)，測取n=f（I_f）。
3、觀察能耗制動過程
四、實驗方法
1、實驗設(shè)備

序號	型號	名稱	數(shù) 量
1	DQ03-1	導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表	1套
2	DQ19	校正直流測功機	1臺
3	DQ09	直流并勵電動機	1臺
4	DQ22	直流數(shù)字電壓、毫安、安培表	2件
5	DQ27	三相可調(diào)電阻器	1件
6	DQ29	可調(diào)電阻器、電容器	1件
7	DQ31	波形測試及開關(guān)板	1件

2、屏上掛件排列順序
DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ29
3、并勵電動機的工作特性和機械特性
（1）按圖2-6接線。校正直流測功機 MG按他勵發(fā)電機連接，在此作為直流電動機M的負載，用于測量電動機的轉(zhuǎn)矩和輸出功率。R_f1選用DQ29的900Ω阻值，按分壓法（看第一章可調(diào)電阻器分壓法的介紹）接線。R_f2 選用DQ27的900Ω串聯(lián)900Ω共1800Ω阻值。R₁用DQ29的180Ω阻值。R₂選用DQ27的900Ω串聯(lián)900Ω再加900Ω并聯(lián)900Ω共2250Ω阻值。

圖2-6 直流并勵電動機接線圖
（2）將直流并勵電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻R_f1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動電阻R₁調(diào)至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關(guān)使其起動。
（3）M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R₁調(diào)至零，調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V，調(diào)節(jié)校正直流測功機的勵磁電流I_f2為校正值（100 mA），再調(diào)節(jié)其負載電阻R₂和電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻R_f1，使電動機達到額定值：U＝U_N，I＝I_N，n＝n_N。此時M的勵磁電流I_f即為額定勵磁電流I_fN。
（4）保持U＝U_N，I_f=I_fN，I_f2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載（即增大負載電阻）。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉(zhuǎn)速n和校正電機的負載電流I_F（由校正曲線查出電動機輸出對應(yīng)轉(zhuǎn)矩T₂）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-7中。

表2－7 U＝U_N＝ V I_f=I_fN= mA I_f2=100 mA

實驗數(shù) 據(jù)	Ia（A）
	n（r/min）
	I_F（A）
	T₂（N·m）
計算數(shù) 據(jù)	P₂（W）
	P₁（W）
	η（％）
	Δn（％）

4、調(diào)速特性
（1）電樞繞組串電阻調(diào)速
1）直流電動機M運行后，將電阻R₁調(diào)至零，I_f2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負載電阻R₂、電樞電壓及磁場電阻R_f1，使M的U=U_N，Ia=0.5I_N，I_f＝I_fN記下此時MG的I_F值。
2）保持此時的I_F值（即T₂值）和I_f＝I_fN不變，逐次增加R₁的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R₁從零調(diào)至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。
3）共取數(shù)據(jù)8-9組，記錄于表2-8中
表2－8 I_f＝I_fN＝ mA I_F= A(T₂＝ N·m) I_f2=100mA

Ua（V）
n（r/min）
Ia（A）

（2）改變勵磁電流的調(diào)速
1）直流電動機運行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R₁和磁場調(diào)節(jié)電阻R_f1調(diào)至零，將MG的磁場調(diào)節(jié)電阻I_f2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=U_N，Ia＝0.5I_N記下此時的I_F值。
2）保持此時MG的I_F值（T₂值）和M的U＝U_N不變，逐次增加磁場電阻阻值：直至n＝1.3n_N，每次測取電動機的n、I_f和Ia。共取 7－8組記錄于表2－9中。
表2－9 U＝U_N＝ V I_F= A(T₂＝ N·m) I_f2= 100mA

n（r/min）
I_f（mA）
Ia（A）

5、能耗制動
（1）按圖2-7接線，其中R₁選用DQ29上90Ω串90Ω共180Ω阻值，R_f1選用DQ29上的900Ω串900Ω共1800Ω阻值，R_L選用DQ27上900Ω串900Ω再加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值。

圖2-7并勵電動機能耗制動接線圖
（2）把M的電樞串聯(lián)起動電阻R₁調(diào)至最大，磁場調(diào)節(jié)電阻R_f調(diào)至最小位置。S1合向1端位置，然后合上控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，使電動機起動。
（3）運轉(zhuǎn)正常后，將開關(guān)S1合向中間位置，使電樞開路。由于電樞開路，電機處于自由停機，記錄停機時間。
（4）將R₁調(diào)回最大位置，重復(fù)起動電動機，待運轉(zhuǎn)正常后，把S1合向R_L端，記錄停機時間。
（5）選擇R_L不同的阻值，觀察對停機時間的影響（注意調(diào)節(jié)R₁及R_L不宜太小的阻值，以免產(chǎn)生太大的電流，損壞電機）
五、實驗報告
1、由表2-7計算出P₂和η，并給出n、T₂、η＝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(zhuǎn)矩T₂的單位為N.m（由I_f2及I_F值，從校正曲線T₂=f（I_F）查得），轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。
電動機輸入功率： P₁=UI
輸入電流： I=Ia+I_fN
由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率
2、繪出并勵電動機調(diào)速特性曲線n＝f（Ua）和n=f（I_f）。分析在恒轉(zhuǎn)矩負載時兩種調(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。
3、能耗制動時間與制動電阻R_L的阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動方法有什么缺點？
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行有何影響？
2、當(dāng)電動機的負載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端電壓，為什么會引起電動機轉(zhuǎn)速降低？
3、當(dāng)電動機的負載轉(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？
4、并勵電動機在負載運行中，當(dāng)磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛車”？為什么？

教學(xué)設(shè)備

產(chǎn)品分類

電機及電氣技術(shù)實驗裝置直流并勵電動機的實驗