实验直流他励发电机实验实用教案

1、广西大学行健(xn jin)文理学院1 掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 通过实验观察通过实验观察直流并励发电机的自励过程和直流并励发电机的自励过程和自励条件自励条件。 容容 直流发电机的工作原理和运行特性直流发电机的工作原理和运行特性 直流发电机自励条件直流发电机自励条件 第1页/共25页第一页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院2第2页/共25页第二页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院3 第3页/共25页第三页，共25页。

2、广西大学行健(xn jin)文理学院4图图6-1 6-1 直流他励发电机实验直流他励发电机实验(shyn)(shyn)接线图接线图五、五、 实验方法实验方法 可调直流稳压电源2UM_1V1U+R1+Rf1mAmA1 1G_Rf2mAmA2 22VA1A2R2S1S2第4页/共25页第四页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院5 G：直流发电机M01， M：直流电动机M03，按他励接法。 S1、S2：双刀双掷开关，位于NMCL-48。 R1：电枢调节电阻100/1.22A，位于NMEL-09。 Rf1：磁场调节电阻3000/200mA，位于NMEL-09。 Rf2：磁场调节变阻器900

3、 ，位于NMEL-03最上端. R2：发电机负载电阻，采用NMEL-03中间端和下端(xi dun)变阻器，采用串并联接法，阻值为2250（900与900电阻串联加上900与900并联）。调节时先调节串联部分，当负载电流大于0.4A时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小并用导线短接以避免烧毁熔断器。 mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 U1、U2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（NMCL-001）。第5页/共25页第五页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院6 打开发电机负载开关S2，合上励磁电源开关S1，接通

4、直流电机励磁电源，调节Rf2，使直流发电机励磁电压最小，mA2读数(dsh)最小。此时，注意选择各仪表的量程。 按图6-1所示电路(dinl)接好电路(dinl)。 实验步骤实验步骤 （1）空载特性）空载特性 调节电动机电枢调节电阻调节电动机电枢调节电阻R1 1至最大，磁场调节电阻至最大，磁场调节电阻Rf1f1至至最小，起动可调直流稳压电源（先合上对应的船形开关，再最小，起动可调直流稳压电源（先合上对应的船形开关，再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮，表明直流电按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮，表明直流电压已正常建立），使电机旋转。压已正常建立），使电机旋转。第6页/共25页第六

5、页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院7 从数字从数字(shz)(shz)转速表上观察电机旋转方向，若电转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新机反转，可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则电机转向应符合正向旋转的要求。起动，则电机转向应符合正向旋转的要求。 调节电动机电枢电阻调节电动机电枢电阻(dinz)R1(dinz)R1至最小值，可调直至最小值，可调直流稳压电源调至流稳压电源调至220V220V，再调节电动机磁场电阻，再调节电动机磁场电阻(dinz)Rf1(dinz)Rf1，使电动机（发电机）转速达到，使电动机（发电机）转速达到

6、1600r/min1600r/min（额定值），并在以后整个实验过程中始终保持此额定（额定值），并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。转速不变。 调节发电机磁场电阻调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达，使发电机空载电压达V0=1.2UN（240V）为止。）为止。第7页/共25页第七页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院8 在保持电机额定转速在保持电机额定转速(zhun s)(zhun s)（1600r/min1600r/min）条）条件下，从件下，从U0=1.2UNU0=1.2UN开始，单方向调节分压器电阻开始，单方向调节分压器电阻Rf2Rf2，使，使发电机励磁电流

7、逐次减小，直至发电机励磁电流逐次减小，直至If2=0If2=0。 每次测取发电机的空载电压每次测取发电机的空载电压U0U0和励磁电流和励磁电流If2,If2,读取读取7-87-8组数组数据，填入表据，填入表6-16-1中，其中中，其中(qzhng)U0=UN(qzhng)U0=UN和和If2=OIf2=O两点必测，并两点必测，并在在U0=UNU0=UN附近测点应较密。附近测点应较密。 表表6-1 6-1 n=nN=1600 r/min1 12345678UO O（V V）If2f2（A A）第8页/共25页第八页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院9 打同时调节电动机磁场调节电阻(

8、dinz)Rf1，发电机磁场调节电阻(dinz)Rf2和负载电阻(dinz)R2，使发电机的n=nN,U=UN（200V），I=IN（0.5A），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定励磁电流If2N= A。 在空载(kn zi)实验后，把发电机负载电阻R2调到最大值（把MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载开关S2。 实验步骤实验步骤 （2）外特性）外特性 第9页/共25页第九页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院10 在保持在保持n=nNn=nN和和If2=If2NIf2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载不变的条件下，逐渐增加负载电阻，即减少发电机负载

9、电流，在额定负载到空载运行点电阻，即减少发电机负载电流，在额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压范围内，每次测取发电机的电压U U和电流和电流I I，直到空载（断，直到空载（断开开关开开关S2S2），共取），共取6-86-8组数据，填入表组数据，填入表6-26-2中。其中中。其中(qzhng)(qzhng)额定和空载两点必测。额定和空载两点必测。表表6-2 6-2 n=nN=1600 r/min If2=If2n1 12345678U（V）I（A）第10页/共25页第十页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院11 在保持发电机n=nN条件下，合上负载开关S2，调节负载电阻R

10、2，逐次增加发电机输出(shch)电流I，同时相应调节发电机励磁电流If2，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出(shch)电流I和励磁电流If2，共取6-8组数据填入表6-3中。 断开发电机负载开关S2，调节(tioji)发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达额定值（UN=200V）。 实验步骤实验步骤 （3）调整特性）调整特性 第11页/共25页第十一页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院12 表表6-3 6-3 n=nN=1600 r/min， U=UN=220V1 12345678I（A）If2（A）第12页/共25页第十二

11、页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院13图图6-2 6-2 直直流流并并励励发发电电(f(fdidin)n)实实验验接接线线图图2UM_1V1U+R1+Rf1mAmA1 1G_Rf2mAmA2 22VA1A2R2S1S2第13页/共25页第十三页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院14 S1、S2：双刀双掷开关，位于：双刀双掷开关，位于NMCL-48。 R1：电枢调节电阻：电枢调节电阻100/1.22A，位于，位于NMEL-09。 Rf1：磁场：磁场(cchng)调节电阻调节电阻3000/200mA，位于，位于NMEL-09。 Rf2：NMEL-03中两只中两只900

12、电阻串联电阻串联 ，并调到最大，并调到最大. R2：发电机负载电阻，采用：发电机负载电阻，采用NMEL-03中间端和下端变阻器，采用中间端和下端变阻器，采用串并联接法，阻值为串并联接法，阻值为2250（900与与900电阻串联加上电阻串联加上900与与900并联）。调节时先调节串联部分，当负载电流大于并联）。调节时先调节串联部分，当负载电流大于0.4A时用并时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小并用导线短接以避免烧毁熔断联部分，并将串联部分阻值调到最小并用导线短接以避免烧毁熔断器。器。 mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 U1、U2：分

13、别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（、：直流毫安、电流、电压表（NMCL-001）。）。第14页/共25页第十四页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院15 （1）观察自励(z l)过程 合上开关合上开关S1S1，逐渐减少，逐渐减少Rf2Rf2，观察发电机电枢两端电压，观察发电机电枢两端电压，若电压逐渐上升，说明满足自励条件，如果不能自励建压，将若电压逐渐上升，说明满足自励条件，如果不能自励建压，将励磁回路的两个端头对调励磁回路的两个端头对调(dudio)(dudio)联接即可。联接即可。 断开

14、断开S1 1、S2 2，按前述方法（他励发电机空载特性实验）起动，按前述方法（他励发电机空载特性实验）起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速电动机，调节电动机转速，使发电机的转速n=nN，用直流电压表，用直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改接他励进行充磁。接他励进行充磁。 实验步骤实验步骤 第15页/共25页第十五页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院16 （2）外特性(txng) 保证此时保证此时Rf2Rf2的值和的值和n=nNn=nN不变的条件下，逐步减小负载，不变的条件下，逐步减小负载，直至

15、直至I=0I=0，从额定到负载运行范围内，每次测取发电机的电压，从额定到负载运行范围内，每次测取发电机的电压(diny)U(diny)U和电流和电流I I，共取，共取6-76-7组数据，填入表组数据，填入表6-46-4中，其中额定中，其中额定和空载两点必测。和空载两点必测。 在并励发电机电压建立后，调节负载电阻在并励发电机电压建立后，调节负载电阻R2 2到最大，合到最大，合上负载开关上负载开关S2 2，调节电动机的磁场调节电阻，调节电动机的磁场调节电阻Rf1f1，发电机的磁场，发电机的磁场调节电阻调节电阻Rf2f2和负载电阻和负载电阻R2 2，使发电机，使发电机n=nN,U=UN，I=II=I

16、N N。 实验步骤实验步骤 第16页/共25页第十六页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院17 表表6-4 6-4 n=nN=1600 r/min， Rf2= 1 12345678I（A）If2（A）第17页/共25页第十七页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院18图图6-3 6-3 直直流流复复励励发发电电(f(fdidin)n)实实验验接接线线图图2UM_1V1U+R1+Rf1mAmA1 1G_Rf2mAmA2 22VA1A2R2S1S2第18页/共25页第十八页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院19 （1）积复励和差复励的判别(pnbi) 打开打开(

17、d ki)(d ki)短路开关短路开关S1S1，在保持发电机，在保持发电机n n，Rf2Rf2和和R2R2不变的条件下，观察发电机端电压的变化，若此电不变的条件下，观察发电机端电压的变化，若此电压升高即为积复励，若电压降低为差复励，如要把差复压升高即为积复励，若电压降低为差复励，如要把差复励改为积复励，对调串励绕组接线即可。励改为积复励，对调串励绕组接线即可。 按图接线，先合上开关按图接线，先合上开关S S1 1，将串励绕组短接，使发电机处，将串励绕组短接，使发电机处于并励状态运行，按上述并励发电机外特性试验方法，调节于并励状态运行，按上述并励发电机外特性试验方法，调节发电机输出电流发电机输出

18、电流I=0.5II=0.5IN N ，n=nN,U=UN，。 实验步骤实验步骤 第19页/共25页第十九页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院20 （2）积复励发电机的外特性(txng) 实验方法与测取并励发电机的外特性相同。先将发电机调到额定( dng)运行点，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时的Rf2和n=nN不变的条件下，逐次减小发电机负载电流，直至I=0。从额定( dng)负载到空载范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，共取6-8组数据，记录于表6-5中，其中额定( dng)和空载两点必测。 实验步骤实验步骤 表表6-2 6-2 n=nN= r/min Rf2=常数常数1 12345678U（V）I（A）第20页/共25页第二十页，共25页。广西大学行健(xn jin)文理学院211 1起动直流电动机起动直流电动机(dngj)(dngj)时，先把时，先把R1R1调到最大，调到最大，Rf2 Rf2 调到最小，起动完毕后，再把调到最小，起动完毕后，再把R1R1调到最小。调到最小。 六、注意事项六、注意事项第21页/共25页第二十一页，共25页。广西大学行健(x