电机拖动实验指导书

1、目录第一章 实验设备及安全操作规程介绍 . 11- 1 电机及电气技术实验平台介绍 11- 2 电机实验的基本要求 51- 3 电机实验的安全操作规程 7第二章 直流电机实验 82- 1认识实验 . 82- 2直流 并励 电动机 . 112- 3直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性 152-4直流 发电 机 21第三章 变压器实验 253- 1单相变 压器 253- 2三相变压器 303- 3单相变压器的并联运行 39第四章 异步电机实验 . 424- 1三相鼠笼异步电动机的工作特性 424- 2三相异步电动机的起动与调速 504- 3 三相异步电动机在各种运行状态下的机械特性 524-4

2、三相异步电动机的 M-S曲线测绘 584-5 单相电容起动异步电动机 63第一章 实验设备及安全操作规程介绍1- 1 电机及电气技术实验平台介绍一）实验电源管理器操作说明定时器与报警记录仪是为帮助老师更好的管理学生， 便于教学而设置的。 老师可以设定 定时时间，到定时时间能自动断开电源，保证考核时间的正确性，又可累计操作过程中误操 作并会报警提示，并记录下误操作次数，以考察学生的实验质量。另外还设置了密码上电功 能，限止学生私自上电操作，面板还有一个标准时间显示，老师可以随意调整该时间，该时 间当装置失电也不会遗失。报警器的功能有电路漏电报警、高压电源过载报警、定时报警三部分，记录显示的次数

3、即以上三项报警次数的累加。功能操作：1、密码输入：输入密码（初始密码： 123）正确时装置才能开机，否则不能开机。按功能 键使面板最右边显示“ 1”，按确认键右边显示三位“一” ，按数位键左边位闪烁，按数据键 加数调整，再按数位键移位并闪烁，再按数据键调整，如此反复至正确密码，再按确认键确 认，实验台自动上电，面板返回时钟状态。2、定时设置：按功能键使最右边位为“ 2”，如要调整定时时间按确认键，按数位键低位 闪烁，按数据键调整好后，再按数位键移位，如此反复移至最高位，如不正确可反复按数位 键移位，按数据键调整数据至最高位再按确认键确认，系统返回时钟状态。3、时钟设置：能修改面板标准时间；标准

4、时间一般为时间，可根据老师需要自行调整； 按功能键使最右边显示为“ 3”，按确认键低位闪烁，按数据键数据上升调整，再按数位键移 位，再按数据键调整，如此反复调至左边最高位后，如正确，按确认键，返回时钟状态。4、定时查看：按功能键使最右边显示为“ 4”，按确认键即可查看定时设置的时间，再按 确认键返回时钟状态。5、报警查看：查看报警次数；按功能键使最右边显示为“ 5”，按确认键右边显示两位数 据，最高为“ 99”，再按确认键返时钟状态。6、密码修改：修改系统密码；按功能键使最右边显示为“ 6”，按确认键，如需要新输入 密码则按确认键，此时右边三位显示“ 0”，按数位键高位闪烁，按数据键调整，再按

5、数位键 移位闪烁，反复操作直至最右位按确认键确认，系统返回时钟状态。7、报警复位：擦除报警记录；按功能键使最右边显示为“ 7”，按确认键擦除报警记录， 并返回时钟状态。8、查看密码：该功能是为了防止操作者忘记密码；按功能键使最右边显示“8”，按确认键右边显示三位系统密码，在按确认键返回时钟状态。9、复位键：按一下复位键，系统复位；需要重新输入密码才可开机。二）交流及直流电源操作说明1. 开启三相交流电源的步骤 ：1、开启电源前。要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关（右下方） 及“励磁电源”开关（左下方）都须在关断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必 须在零位，即必须将它向逆

6、时针方向旋转到底。2、检查无误后开启“电源总开关” ，“停止”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到 电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。3、按下“启动”按钮，“启动”按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔 U、V 、 W 及 N 上已接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可适当旋转调压器旋钮用导线 从三相四线制插孔中取得。输出线电压为 0430V 可调并由控制屏上方的三只交流电压表指 示。当电压表下面左边的“指示切换”开关拨向“三相电网电压”时，它指示三相电网进线 的线电压；当“指示切换”开关拨向“三相调压电压”时，它指示三相四线制插孔U、 V 、W

7、和 N 的输出端的线电压。4、实验中如果需要改接线路，必须按下“停止”按钮以切断交流电源，保证实验操作 安全。实验完毕，还需关断“电源总开关” ，并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回 到零位。将“直流机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到关断位置。2. 开启直流电机电源的操作：1、直流电源是由交流电源变换而来，开启直流电机电源 ” 必须先完成开启交流电源， 须开启“电源总开关 ”并按下“启动”按钮。2、在此之后，接通“励磁电源“开关，可获得约为 220V、 0.5V 不可调的直流电源输 出。接通”电枢电源“开关，可获得 0220V、3A可调的直流电源输出。3、励磁电源电压及电枢

8、电源电压都可由控制屏下方的一只直流电压表指示。当将该电 压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时，指示电枢电源电压，当将它拨向“励磁 电压”时，指示励磁电源电压。但“励磁电源”与“电枢电源” ，可独立使用。4、“电枢电源”是采用 PWM 型开关式稳压电源，部设有软启动保护电路，所以从电枢 电源开关闭合到直流电压输出有几秒钟的延时，这是正常的，电枢电源调节有滞后性，到目 标电压值附近时，应该缓慢调节。5、在做直流电动机实验时，要注意开机时需先开“励磁电源” ，后开“电枢电源” ；在 关机时，则要先关“电枢电源”而后关“励磁电源”的次序。同时要注意电枢电路中串联电 阻以防止电源过流保护。其操作

9、要严格遵照实验指导书中有关容的说明。（三）智能单、三相功率、功率因数表的使用方法 仪表由单片机、高精度A/D转换芯片和LED数字显示电路构成。 主要功能：A、测量功率时，输入电压、电流的围为：5V450V, 200mA5A。为保证测量准确，仪表部分八个量程段，测量时能根据输入信号的大小自动切换量程B、能测量功率因数（cos?值），并能自动判别负载性质（L或C）。C、可测输入信号的频率。测量围为 1.0 099.00Hz。 使用方法：（ 1 ）接线：电压输入端与被测对象并联，电流输入端与被测对象串联。（2）开启电源后，显示器各位将依次显示“ P”，表明仪表已处于正常状态，亦即初始 状态。（ 3）

10、“功能”键用来选择测试项目。连续按动此键，会依次显示以下项目：U :电压； I:电流； P:功率；COS:功率因数及负载性质；FUC:频率；SAUE:数据保存；DISP:数据查询。使用时，根据需要用“功能”键选定一项。对于前五项，选定项目后，按“确认”键， 只要输入端接有相应的信号，即显示相应的测量值。测量单位为：电压V，电流A，功率W， 频率 Hz。（4）数据保存。此功能只能保存 COS和P二项的数据。操作方法如下：用“功能”和“确认”键先后测量P或COS二项数据，待测得的数据稳定后，再按“功 能”键，选定SAUE，按“确认”键。这时会显示保存数据的序号（共可保存16组数据，序号为09, A

11、F），并保存该组数据。如要查询该组数据，按“功能”键，选定DISP，按“确认”键，即找到该组存储的数据。先显示功率因数值，再按一下“确认”键显示功率 值。注意: P 和 COS 二项的数据是作为一组同时保存的。也可各自单独保存，但这时是作 为二组数据保存的。在查询时，每组数据中没测的那项数据为乱码。要让微机采集和保存负载的 U、 I 数据并显示其波型和相位差别，必须至少保存一组 P、 COS数据。（四）变阻器的接线与保护装置中用到的三相变阻器分为 90 欧和 900欧两种。每相有两只电阻。每只电阻可调围 为0900欧（或090欧），允许电流为0.4A （或1.3A）。两只电阻作为可变电阻使用时

12、可有 串联和并联两种接法。接法介绍以下图为例:串联：A3接线柱不用，A1与A2两接线柱之间电阻的可调围为 02X 90欧。并联：将 A1 和 A2 短接， A1 和 A3 之间两接线柱之间电阻的可调围为 045欧。由于实验的需要，变阻器除了做可变电阻使用外，还可采用电位器接法做分压器用。例如 他励直流发电机励磁电压调节就是采用电位器接法。 做分压器时可以单只使用， 也可以并联 使用。分压器接法为： 固定电压接在A2和X2之间，而可变电压可以从 A3和A2 （或A3 和A4）端引出。注意：可变电阻使用时，请不要用 A3和X2 （或X1 ）作为可调电阻的两个端子，应为该端子没有经过保险丝。对变阻器

13、的保护很重要。比如，旋钮手柄调到最大及最小位置附近时， 不要用力过大， 否则可能使接触碳刷超位，损坏变阻器；在变阻器的使用中，一定要保证流过变阻器的电流 小于它的额定值，否则将烧断电阻丝。(五)校正直流测功机的校正曲线采用校正过的直流电机来测定转矩是工程上常用的一种方法。所谓直流电机的校正曲线是指用高精度的测功设备实测直流电机在指定状态下的转矩一电流关系的特性曲线T=f( la )。实验中，把直流校正测功机的励磁电流调整到校正值 If2=ioo mA,根据测功机的电枢电 流laG大小查找待测电动机的输出转矩 T2。出于方便考虑，下面给出了在If2=100 mA的情 况下的T2= f( laG

14、)的数据表，可直接查表找出对应的 T2值，T2和laG基本上成线性关系， 没对应的数据可就近进行估值。实验者可也根据数据表自行绘制校正曲线。laG（A）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0T2（ N.M）0.1830.2920.3960.5060.6130.7210.8290.9351.0451.1571.267laG(A)1.11.21.31.41.51.61.71.81.92.02.1T2（ N.M）1.3761.4841.5891.6911.7901.8881.9872.0802.1722.2532.3401- 2 电机实验的基本要求电机实验课的目的在于培养学生

15、掌握基本的实验方法与操作步骤。 培养学生学会根据实 验目的，实验容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测定所需数据， 进行分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力，及 时认真做好实验。对实验过程提出下列基本要求：一、实验前的准备实验前应复习教材中有关的章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法及 步骤，明确实验过程中应注意的问题，并按照实验项目准备记录抄表等。实验前应写好预习报告，经指导教师检查确认作好了实验前的准备，方可开始做实验。 认真做好实验前的作准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实 验设备都是很重要的。二、实验

16、的进行1、建立小组，合理分工每次实验都以小组为单位进行，每组由 34人组成。实验进行中的接线、调节负载、保持电压或电流、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作协调，数据记录准 确可靠。2、选择组件和仪表实验前先熟悉该次实验所用的组件， 记录电机铭牌和选择仪表量程， 然后依次排列组件 和仪表便于测取数据。3、安图接线根据实验线路图及所需要的组件、仪表、安图接线，线路力求简单明了，按接线原则是 先串联主回路，再接并联支路。为查找线路方便，每路可用相同颜色的导线或插头。4、起动电机，观察仪表在正式实验开始之前，先熟悉仪表刻度，并记录下倍率，然后按一定规起动电动机，观 察所有仪表是否正常（如

17、指针正、反向是否超满量程等） 。如果出现异常，应立即切断电源， 并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。5、测取数据预习时对电机的实验方法及所测数据的大小做到心中有数。 正式实验时， 根据实验步骤 逐次测取数据。6、认真负责，实验有始有终 实验完毕，须将数据交指导教师审阅。经指导教师认可后，才允许拆线并把实验所有组 件、导线及仪器等物品整理好。三、实验报告实验报告是根据实测数据和实验中观察和发现的问题， 经过自己分析研究或分析讨论后 写出的心得体会。实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。 实验报告包括以下容：1、实验名称、专业班级、学好、 、实验日期等2、列出实验中所用组件的名

18、称及编号，电机铭牌数据等。3、列出实验项目并绘出实验所用的线路，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号 等。4、数据的整理和计算5、 按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，图纸尺寸不小于8cmx 8cm，曲线要用曲 线尺或曲线板连成光滑曲线，不在曲线上的点仍按实际数据标出。6、根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提 出一些自己的见解并最后写出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。7、每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。1- 3 电机实验的安全操作规程为了按时完成电机实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全 操作规程

19、：1、实验时，人体不可接触带电线路。2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。3、学生独立完成接线或改接线路后必须经实验指导教师检查和允许，并使组其他同学 引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故 障后，才能继续进行实验。4、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导 人员允许后方可操作，不得自行合闸。第二章直流电机实验2- 1认识实验一、实验目的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。3、熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机

20、转向与调速的方 法。二、预习要点1、如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表电流表的量程。2、 直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器？不串接会产生什么 严重后果？3、 直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁 回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？4、直流电动机调速及改变转向的方法。三、实验项目1、了解电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正直流测功机、变阻器、多量程直流 电压表、电流表及直流电动机的使用方法。2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序1、

21、实验设备序号型号名称数量1DQ03-1导轨、1024旋转编码器及数显转速 表1套2DQ19校正直流测功机1台3DQ09直流并励电动机1台4DQ22直流数子电压、毫安、安培表2件5DQ27三相可调电阻器1件6DQ29可调电阻器、电容器1件7DQ31波形测试及开关板1件2、控制屏上挂件排列顺序DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ29五、实验说明及操作步骤1由实验指导人员介绍SYDQ-1C型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法, 讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。2、用伏安法测电机电枢的直流电阻图2-1测电枢绕组直流电阻接线图（1）按图2-1接线，电阻R用DQ29上1800Q

22、和180Q串联共1980Q阻值并调至最大。 A表选用DQ22上的直流安培表。开关S选用DQ31挂箱上的双刀双掷开关Q3。（2）经检查无误后接通电枢电源，并调至 220V。调节R使电枢电流达到0.2A （如果 电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于 接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压 U和电流I。将电机转子分别旋转 三分之一和三分之二周，同样测取 U、I三组数据列于表2-1中。表中:1 (Ra313Ra1 ( Ra11 Ra12Ra13 )Rj2_ (Ra21Ra22Rj23)33(4)计算基准工作温度时的电枢电阻（3）增大R使电流分别达

23、到0.15A和0.1A，用同样方法测取六组数据列于表 2-1中。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值序号U (V)I (A)R （平均）（Q）Ra (Q)Raref (Q)1Ra11 =Ra1 =Ra12=Ra13=2Ra21 =Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31 =Ra3=Ra32=Ra33=表 2-1Ra3(Ra1Ra2 Ra3)室温 CRa3Ra32Ra33)由实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换 算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：式中：Raref2355refRaref换算到基准工作温度时电枢绕组电阻（Q）。Ra电枢绕组的实际冷态电阻（Q）

24、。9 ref 基准工作温度，对于 E级绝缘为75 C。9 a实际冷态时电枢绕组的温度C）3、直流仪表、电阻器的选择直流仪表是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，电阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。（1）电压表量程的选择如测量电动机两端为 220V 的直流电压，选用直流电压表为 300V 量程档。（2）电流表量程的选择因为直流并励电动机的额定电流为 1.1 A，测量电枢电流的电表A3可选用量程为5A的 直流安培表；额定励磁电流小于 0.16A，选用直流毫安表的200mA量程档。（ 3）电阻器的选择 电阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最

25、大的电流来确定， 电枢回路R1可选用DQ29挂件的1.3A的90Q与90Q串联电阻，磁场回路Rfi可选用DQ29挂件的0.41A 的900Q与900Q串联电阻。4、直流他励电动机的起动准备按图2-2接线。图中直流他励电动机 M用DQ09，其额定功率Pn=185W，额定电压 Un=220V,额定电流In=1.1 A,额定转速nN=1500r/min,额定励磁电流IfN v0.16A。校正直流测 功机MG作为测功机使用，TG为1024旋转编码器。直流电流表选用 DQ22。Rfi用DQ29 的1800Q阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。Rf2选用DQ27的1800Q阻值的变阻器作为MG励磁回

26、路串接的电阻。Ri选用DQ29的180Q阻值作为直流他励电动机的起动 电阻，R2选用DQ27上的900Q串900Q加上900Q并900Q共2250Q阻值作为 MG的负载 电阻。接好线后，检查M、MG及TG之间是否用联轴器直接联接好。图 2 2 直流他励电动机接线图5、他励直流电动机起动步骤（1）检查按图 2-2的接线是否正确，电表的极性、量程选择是否正确， 电动机励磁回路 接线是否牢固。然后，将电动机电枢串联起动电阻 Ri、测功机MG的负载电阻R2、及MG 的磁场回路电阻Rf2调到阻值最大位置，M的磁场调节电阻Rfi调到最小位置，断开开关 S, 并确认断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动

27、准备。（2）开启控制屏上的钥匙开关，按下其上方的“启动”按钮，接通其下方左边的励磁电 源开关，观察M及MG的励磁电流值，调节Rf2使If2等于校正值（100mA）并保持不变， 再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使 M 起动。（3）调节控制屏上电枢电源 “电压调节”旋钮，使电动机电枢端电压为 220伏。减小起动 电阻 R1 阻值，直至短接。(4) 合上校正直流测功机 MG的负载开关S,调节R2阻值，使MG的负载电流If改 变，即直流电动机M的输出转矩T2改变(调不同的If值，查对应于lf2=100mA时的校正曲 线表T2=f(|F)，可得到M不同的输出转矩T2值)。(5) 调节他励电动机的转速分

28、别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻Ri和励磁回路的调节电阻Rfi，观察转速 变化情况。(6) 改变电动机的转向将电枢串联起动变阻器 Ri 的阻值调回到最大值，先切断控制屏上的电枢电源开关，然 后切断控制屏上的励磁电源开关， 使他励电动机停机。 在断电情况下， 将电枢(或励磁绕组) 的两端接线对调后， 再按他励电动机的起动步骤起动电动机， 并观察电动机的转向及转速表 显示的转速。六、注意事项1、 直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻 Rfi调至最小，先接通励磁电源, 使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻 Ri调至最大，然后方可接通电枢电源。使电动 机正常起动。起动后，将起动电阻

29、Ri 调至零，使电机正常工作。2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时必须将电 枢串联的起动电阻Ri调回到最大值，励磁回路串联的电阻Rfi调回到最小值。给下次起动作 好准备。3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。4、若要测量电动机的转矩 T2 ，必须将校正直流测功机 MG 的励磁电流调整到校正值： i00mA，以便从校正曲线中查出电动机 M的输出转矩。七、实验报告i画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻Ri和磁场调节电阻 Rfi 应调到什么位置 ?为什么 ?2、在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转速

30、如何变化？增 大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？3、用什么方法可以改变直流电动机的转向？4、在他励直流电动机启动时，为什么要先加励磁电源后加电枢电源？5、为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢固？起动时电枢回路必须串联起动 变阻器？2- 2 直流 并励电 动 机一、实验目的1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。2、掌握直流并励电动机的调速方法。二、预习要点1什么是直流电动机的工作特性和机械特性？2、直流电动机调速原理是什么？三、实验项目1工作特性和机械特性保持 U=Un 和 lf=lfN不变，测取 n、T2、n =f (la)、n=f (T2)。2、调速特性(1)

31、改变电枢电压调速保持 U=Un、|f=|fN=常数，T2=常数，测取 n=f ( Ua)。(2) 改变励磁电流调速保持U=Un, T2=常数，测取n=f (If)。3、观察电机能耗制动过程四、实验方法1实验设备序号型号名称数量1DQ03-1导轨、1024旋转编码器及数显转速表1套2DQ19校正直流测功机1台3DQ09直流并励电动机1台4DQ22直流数子电压、毫安、安培表2件5DQ27三相可调电阻器1件6DQ29可调电阻器、电容器1件7DQ31波形测试及开关板1件2、屏上挂件排列顺序DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ293、并励电动机的工作特性和机械特性(1) 按图2-3接线。校正直流

32、测功机 MG按他励发电机连接，在此作为直流电动机 M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。Rfi选用DQ29的900Q阻值，按分压法接线。Rf2选用DQ27的900Q串联900Q共1800Q阻值。Ri用DQ29的180Q阻值。R2选用 DQ27的900Q串联900Q再加900Q并联900Q共2250Q阻值。a电宝的4曲観謝l甌思电彝1+220V-图2-3直流并励电动机接线图（2） 将直流并励电动机 M的磁场调节电阻Rfi调至最小值，电枢串联起动电阻 Ri调至 最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动。（3） M起动正常后，将其电枢串联电阻 Ri调至零，调节电枢电源的电压为 220V，

33、调节 校正直流测功机的励磁电流If2为校正值（100 mA），再调节其负载电阻R2和电动机的磁场 调节电阻Rfi，使电动机达到额定值：U = Un，1= In， n=nN。此时M的励磁电流If即为额 定励磁电流IfN。（4）保持U = Un, lf=lfN，If2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载（即增大负 载电阻）。测取电动机电枢输入电流la,转速n和校正电机的负载电流If （由校正曲线查出 电动机输出对应转矩T2）。共取数据9-10组，记录于表2-2中。表 2 2U = Un =VIf=IfN=mAlf2=100 mA实 验 数 据la (A)n (r/min)If (A)T2 (N

34、 m)计 算 数 据P2 ( W )P1 (W)n(%) n (%)4、调速特性（1）电枢绕组串电阻调速1）直流电动机M运行后，将电阻Ri调至零，If2调至校正值，再调节负载电阻 R2、电 枢电压及磁场电阻Rf1,使M的U=Un, la=0.5lN, If = IfN记下此时MG的If值。2） 保持此时的If值（即T2值）和If = IfN不变，逐次增加R1的阻值，降低电枢两端的 电压Ua,使R1从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua,转速n和电枢电流la。3）共取数据8-9组，记录于表2-3中表 2 3If = IfN =mAIf=A(T2= N m)lf2=100mAUa (V)n (

35、r/min)Ia (A)(2)改变励磁电流的调速1)直流电动机运行后，将 M的电枢串联电阻Ri和磁场调节电阻Rfi调至零，将MG 的磁场调节电阻If2调至校正值，再调节M的电枢电源调压旋钮和 MG的负载，使电动机M 的U=Un，la= 0.5IN记下此时的If值。2)保持此时MG的If值(T2值)和M的U = Un不变，逐次增加磁场电阻阻值：直至 n= 1.3nN，每次测取电动机的n、If和la。共取7 8组记录于表2 4中。表 2 4U = Un=VIf=A(T2= N m)If2= 100mAn (r/min)If (mA)Ia (A)5、能耗制动(1) 按图2-4接线，其中R1选用DQ2

36、9上90Q串90Q共180Q阻值，Rf1选用DQ29 上的900Q串900Q共1800Q阻值，Rl选用DQ27上900Q串900Q再加上900Q并900Q共 2250 Q阻值。图2 4并励电动机能耗制动接线图(2) 把M的电枢串联起动电阻R1调至最大，磁场调节电阻 Rf调至最小位置。S1合向1 端位置，然后合上控制屏下方右边的电枢电源开关，使电动机起动。(3) 运转正常后，将开关S1合向中间位置，使电枢开路。由于电枢开路，电机处于自由 停机，记录停机时间。(4) 将R1调回最大位置，重复起动电动机，待运转正常后，把 S1合向Rl端，记录停机 时间。(5)选择Rl不同的阻值，观察对停机时间的影响

37、(注意调节Ri及Rl不宜太小的阻值，以免产生太大的电流，损坏电机)五、实验报告1、由表2-7计算出P2和n,并给出n、T2、n = f (la )及n = f (T2)的特性曲线。电动机输出功率：P2 = 0.105 nTz式中输出转矩T2的单位为N.m (由If2及If值，从校正曲线T2=f (If)查得)，转速n 的单位为r/min。电动机输入功率：输入电流：电动机效率：n0 nNPi=UII=Ia+I fNP2 -100%Pi由工作特性求出转速变化率：n% -一 100%nN2、 绘出并励电动机调速特性曲线 n = f (Ua)和n=f (If)。分析在恒转矩负载时两种调 速的电枢电流变

38、化规律以及两种调速方法的优缺点。3、能耗制动时间与制动电阻Rl的阻值有什么关系？为什么？该制动方法有什么缺点？六、思考题1、 并励电动机的速率特性 n = f (Ia)为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为什 么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？2、当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端电压，为什么会引起电动机转 速降低？3、当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什 么？4、并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞车”？为什么？2- 3直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性实验目的了解和测定他励直流电动机在各种运转状态下的机械特

39、性预习要点1改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电 动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。三、实验项目1电动及回馈制动状态下的机械特性2、电动及反接制动状态下的机械特性3、能耗制动状态下的机械特性四、实验方法1实验设备序号型号名称数量1DQ03-1导轨、1024旋转编码器及数显转速表1件2DQ09直流并励电动机1件3DQ19校正直流测功机1件4DQ22直流电压、毫安、安培表2件5DQ26三相可调电阻器1件6DQ27三

40、相可调电阻器1件7DQ29可调电阻器、电容器1件8DQ31波形测试及开关板1件2、屏上挂件排列顺序DQ31、DQ22、DQ27、DQ26、DQ22、DQ29图2-5他励直流电动机机械特性测定的实验接线图按图2-5接线，图中M用编号为DQ09勺直流并励电动机（接成他励方式）,MG用编号为 DQ19勺校正直流测功机，直流电压表Vi、V2的量程为300V,直流电流表A、的量程为200mA A、A的量程为5A。R、艮、R、及R依不同的实验而选不同的阻值。3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性（1）Ri、R分别选用DQ29的1800Q和180Q阻值，R选用DQ27上 4只900Q串联共3600 Q

41、阻值，R选用DQ27上 1800Q再加上DQ261 6只90Q串联共2340Q阻值。（2）Ri阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置。开关 Si、S2选用DQ31挂箱上 的对应开关，并将Si合向1电源端，S2合向2'短接端（见图2-5）。（3）开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“开”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查 R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V;调节R2阻值至零位置，调节 R3 阻值，使电流表A3

42、为100mA。 调节电动机M的磁场调节电阻R1阻值，和电机 MG的负载电阻R4阻值（先调节 DQ27上1800Q阻值，调至最小后应用导线短接）。使电动机M的n=nN=1500r/min, lN=lf+la=1.1 A。此时他励直流电动机的励磁电流 If为额定励磁电流IfN。保持U=Un=220V ， If=IfN，A3 表为100mA。增大R4阻值，直至空载（拆掉开关S2的2'上的短接线），测取电动机M在额定 负载至空载围的n、Ia，共取8-9组数据记录于表2-5中。(5) 在确定9上短接线仍拆掉的情况下，把R4调至零值位置(其中DQ27上1800Q阻值 调至零值后用导线短接)，再减小

43、R3阻值，使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在 开关S两端测)，并且极性相同，把开关S2合向1'端。 保持电枢电源电压U=Un=220V, lf=lfN，调节R3阻值，使阻值增加，电动机转速升 高，当A2表的电流值为0A时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1800 r/min，测取M的n、la。共取89组数据记录于表2-6中。(7)停机(先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关，并将开关S2合向到2'端)。表 2-5Un=220VIfN=mAIa (A)n( r/min)表 2-6Un=220VIf

44、N=mAIa (A)n( r/min)3、R2=400Q时的电动运行及反接制动状态下的机械特性(1) 在确保断电条件下，改接图2-5, R阻值不变，R用DQ27的900Q与900Q并联并用 万用表调定在400Q, R用DQ29的180 Q阻值，F4用DQ27上 1800Q阻值加上 DQ26上 6只 90Q电阻串联共2340Q阻值。(2) S1合向1端，S合向2'端(短接线仍拆掉)，把电机MG电枢的二个插头对调，R、 R置最小值，F2置400Q阻值，R4置最大值。(3) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使电动机M起动运转，在S2两端测量 测功机MG的空载电压是否和“电枢电源”的电

45、压极性相反，若极性相反，检查 R4阻值确 在最大位置时可把S2合向1'端。 保持电动机的“电枢电源”电压 U=Un=220V, If=IfN不变，逐渐减小R4阻值(先 减小DQ29上1800Q阻值，调至零值后用导线短接)，使电机减速直至为零。继续减小 R4 阻值，使电动机进入“反向”旋转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机工作于电势反接 制动状态运行，直至电动机 M的Ia=IaN，测取电动机在1、4象限的n、Ia共取1213组数 据记录于表2-7中。(5)停机(必须记住先关断“电枢电源”而后关断“励磁电源”的次序，并随手将S2合向到2'端)。表 2-7 Un=220VlfN=m

46、AR2=400QIa ( A)n (r/min)4、能耗制动状态下的机械特性(1) 图2-5中，R阻值不变，R用DQ2啲180Q固定阻值，R用DQ27勺1800Q可调电阻，R 阻值不变。(2) S合向2短接端，Ri置最大位置，F3置最小值位置，R调定180Q阻值，S合向1' 端。(3) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使校正直流测功机MG起动运转，调节 “电枢电源”电压为220V，调节R1使电动机M的If=IfN，调节R3使电机MG励磁电流为100mA，先减少R4阻值使电机M的能耗制动电流Ia=0.8IaN,然后逐次增加R4阻值，其间测 取M的la、n共取8-9组数据记录于表2

47、-8中。把R2调定在90 Q阻值，重复上述实验操作步骤、，测取M的la、n共取5-7 组数据记录于表2-9中。当忽略不变损耗时，可近似认为电动机轴上的输出转矩等于电动机的电磁转矩T=C mIa，他励电动机在磁通不变的情况下，其机械特性可以由曲线n= f(Ia)来描述。表 2-8R2=180 QIfN= AIa (A)n (r/min)表 2-9R2=90 QIfN=mAIa (A)n (r/min)五、实验报告根据实验数据，绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及 能耗制动状态下的机械特性n=f(l a)(用同一座标纸绘出)。六、思考题1、回馈制动实验中，如何判别电动机运

48、行在理想空载点？2、直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变，试问电磁转矩的方向是 否也不变？为什么？3、直流电动机从第一象限运行到第四象限，其转向反了，而电磁转矩方向不变，为什 么？作为负载的 MG ，从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变？为什么？2-4直流发电机一、实验目的1掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，并根据所测得的运行特性评定该 被测电机的有关性能。2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。二、预习要点1什么是发电机的运行特性？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持不 变，哪些物理量应测取。2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调

49、节？3、并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？4、如何确定复励发电机是积复励还是差复励？三、实验项目1他励发电机实验（1）测空载特性 保持n=nN使Il=O，测取Uo=f （If）。（2） 测外特性 保持n=nN使lf=lfN，测取U=f （ Il）。（3）测调节特性 保持n=nN使U=U n，测取lf=f （Il）。2、并励发电机实验（1）观察自励过程（2） 测外特性 保持n=nN使Rf2=常数，测取U=f （ Il）。3、复励发电机实验积复励发电机外特性 保持n=nN使Rf2二常数，测取U = f （Il）。四、实验设备及挂件排列顺序1实验设备序号型号名称数量1DQ03

50、-1导轨、1024旋转编码器及数显转速表1套2DQ19校正直流测功机1台3DQ07直流复励发电机1台4DQ22直流数子电压、毫安、安培表2件5DQ29可调电阻器、电容器1件6DQ31波形测试及开关板1件7DQ27三相可调电阻器1件2、屏上挂件排列顺序DQ22、DQ29、DQ22、DQ27、DQ31五、实验方法1他励直流发电机按图2-6接线。图中直流发电机 G选用DQ07，其额定值Pn= 100W，Un = 200V，In =0.5A，nN = 1600r/min。校正直流测功机 MG作为G的原动机（按他励电动机接线）。MG、G及TG由联轴器直接连接。开关S选用DQ31组件。Rfi选用DQ29的

51、1800Q变阻器，Rf2选 用DQ27的900Q变阻器，并采用分压器接法（分压器接法见第一章相关部分）。Ri选用DQ29 的180Q变阻器。R2为发电机的负载电阻选用 DQ27，采用串并联接法（900Q与900Q电阻 串联加上900Q与900Q并联），阻值为2250Q左右。当负载电流大于0.4 A时用并联部分， 而将串联部分阻值调到最小并 用导线短接。直流电流表、电压表选用 DQ22、并选择合适的 量程。（1）测空载特性1） 把发电机G的负载开关S打开，接通控制屏上的励磁电源开关，将Rf2调至使G励 磁电流最小的位置。2） 使MG电枢串联起动电阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方

52、左边的 励磁电源开关，在观察到MG的励磁电流为最大的条件下，再接通控制屏下方右边的电枢电 源开关，起动直流电动机 MG,其旋转方向应符合正向旋转的要求。图2-6直流他励发电机接线图3） 电动机MG起动正常运转后，将 MG电枢串联电阻R1调至最小值，将MG的电枢 电源电压调为220V，调节电动机磁场调节电阻Rf1，使发电机转速达额定值，并在以后整个 实验过程中始终保持此额定转速不变。4）调节发电机励磁分压电阻 Rf2，使发电机空载电压达 U°= 1.2Un为止。5） 在保持n=nN= 1600r/min条件下，从U0= 1.2Un开始，单方向调节分压器电阻 Rf2 使发电机励磁电流逐次

53、减小，每次测取发电机的空载电压 U0和励磁电流If，直至lf= 0 （此 时测得的电压即为电机的剩磁电压）。6）测取数据时U0= Un和1= 0两点必测，并在U0= Un附近测点应较密。7）共测取78组数据，记录于表2-10中表 2-10n=nn= 1600r/minIl=0U0 (V)If (mA)（2）测外特性1）把发电机负载电阻R2调到最大值，合上负载开关 S2） 同时调节电动机的磁场调节电阻Rfi，发电机的分压电阻Rf2和负载电阻R2使发电 机的Il= In , U = Un, n=nN,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IfN，记录该组数据。3） 在保持n=nN和|f= IfN不变的条件下，逐次增加负载电阻 R2,即减小发电机负载电 流Il，从额定负载到空载运行点围，每次测取发电机的电压 U和电流II,直到空载（断开 开关S,此时Il=0）,共取6-7组数据，记录于表