直流电机试验报告(北交)

直流电机实验报告实验名称：直流电机学院：电气工程学院专业：电气信息类班级：电气1209班姓名：王喆学号：12292017组员：王喆、辉尚贵实验台号：8分工：王喆：实验过程中，负责连接发电机的电路，以及调试、运行。完成实验数据的整理，处理，分析，实验报告撰写。辉尚贵：实验过程中，负责电动机的电路连接、调试。完成实验报告的整理，数据分析，规律总结以及实验报告的提交工作。直流他励直流发电机一、实验目的掌握用实验方法测定直流电机的各种特性，并根据运行特性评估电机的相关性能实验内容测空载特性保持n=nN使IL=0，测取U0=f（If）测外特性保持n=nN使If=IfN，测取U=f（IL）实验原理空载运行时电枢电流Ia=0，电枢回路中没有电阻压降，所以空载电压就等于电枢感应电动势，即U0=Ea。又因发电机的转速恒定，故电动势Ea与主磁通Φ0成正比，另一方面因为励磁绕组匝数恒定，故励磁磁动势Ff与励磁电流If成正比，所以空载特性曲线U0=f（If）与磁化曲线Φ0=f(Ff)的形状相似。实验设备矫正直流测功机DJ23作为原动机DJ23参数（国际标准单位）型号DJ23额定电流2.0励磁电流<0.16容量PN350转速1500绝缘等级E电压UN220励磁电压220DJ15作为直流并励发电机DJ15作为直流并励发电机参数（国际单位）型号DJ15电流1.0励磁电流0.1容量PN185转速1600绝缘等级E电压UN180励磁电压220电阻阻值及仪表量程选择：Rf1Rf2R1R2A1A2A3A4U1U21800900180022500.20.25510001000（国际标注单位）五、实验步骤1、他励直流发电机如上图连接好电路，图中直流发电机G选用DJ15，其额定值如上表所示直流电动机DJ23-1作为G的原动机（他励），发电机及直流电动机由联轴器同轴联接。开关S选用D51组件上的双刀双掷开关。Rf1=1800Ω变阻器，Rf2=900Ω变阻器，R1=180Ω变阻器。R2=2250Ω。当负载电流大于0.16A时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。电枢电流表量程为5A，励磁电流表量程选200mA。1.1测空载特性1）首先将涡流测功机控制箱的“突减载”开关拨至上端位置或将给定调节旋钮逆时针旋转到底，涡流测功机不加载。然后打开发电机G的负载开关S，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（即Rf2调至最大）。2）使直流电动机M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左边的励磁电源开关，在观察到直流电动机M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M，其旋转方向应符合正向旋转的要求。3）直流电动机M起动正常运转后，将M电枢串联电阻R1调至最小值，将M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。4）调节发电机励磁分压电阻Rf2，使发电机空载电压达U0＝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减小，每次测取发电机的空载电压U0和励磁电流If，直至If＝0（此时测得的电压即为电机的剩磁电压）。数据记录如表一表（1）n=nN＝1600r/minIa=0U0（V）228226220216201178140855225If（mA）102.5099.5092.1088.7071.3055.0036.0018.107.000.00U0=f（If）根据空载实验数据,作出空载特性曲线,由空载特性曲线计算出被试电机的饱和系数和剩磁电压的百分数。剩磁电压：剩磁电压U=25V实验分析：空载运行时，电枢电流Ia=0,电枢电阻的压降为零，所以，Uo=Ea;发电机转速恒定，所以Ea与主磁通Φo成正比，当励磁电流较小时，磁通较小，铁芯处于不饱和状态，发电机输出电压与励磁电流成正比。当励磁电流增大，铁芯饱和，发电机电压不随励磁电流的变化而变化。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S。2）同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的分压电阻Rf2和负载电阻2250Ω，使发电机的IL＝1A，U＝220V，n=1600r/min，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。特别注意，当电流超过0.4A时,R2中串联的电阻调至零并用导线短接,以免电流过大引起变阻器损坏。3）在保持n=1600r/min和If＝100mA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范围内，每次测取发电机的电压U和电流IL，直到空载（断开开关S，此时IL=0）。数据记录如下表n＝1600r/minIf＝IfN＝112.0mA表2：U（V)180194210215217220224226224228IL（mA）1.000.760.400.320.280.240.170.130.08实验分析：U=Ea-IaRa-△Us随着负载电流的增大，一方面点数反映的去磁作用增大，使得气隙合成磁通略为减小。另一方面随着电枢电流的增大，电枢回路电阻压降增大，使得发电机的端电压下降。六、实验中遇到的问题的分析及解决方案发电机由原动机拖动，输出电压为0分析与解决方案：电机没有磁路，没有电压，须通过外加直流电源通电来励磁；通过用万用表检查励磁回路的连接情况，更换保险丝，重新检查电路当发电机负载增加时，为什么机组的转速会变低？答：负载电流增大时电压下降，而励磁电流没有增加，转速降低，如果要保持原动机的转速恒定，应增加励磁电流，以抵消电枢回路的电压降。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、实验内容1、并励直流电动机工作特性和机械特性：保持U=UN和If=IfN不变，测取n、T2、η=f（Ia）、n=f（T2）三、实验原理四、实验设备DJ15作为并励直流电动机：型号DJ15电流2.0励磁电流<0.16容量PN185转速1600绝缘等级E电压UN220励磁电压220DJ23作为测功机：型号DJ23额定电流2.0励磁电流<0.16容量PN350转速1500绝缘等级E电压UN220励磁电压220电阻阻值及仪表量程选择：Rf1Rf2R1R2A1A2A3A4U1U21800900180022500.20.25510001000四．实验步骤1．并励电动机的工作特性和机械特性。直流电动机接线示意图A．将R1调至最大，Rf调至最小，毫安表量程为200mA，电流表量程为5A档，电压表量程为1000V档，检查涡流测功机与MEL-13是否相连，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底，打开船形开关，按实验一方法起动直流电源，使电机旋转，并调整电机的旋转方向，使电机正转。B．直流电机正常起动后，将电枢串联电阻R1调至零，调节直流可调稳压电源的输出至220V，再分别调节磁场调节电阻Rf和“转矩设定”电位器，使电动机达到额定值：U=UN=220V，Ia=IN，n=nN=1600r/min，此时直流电机的励磁电流If=IfN（额定励磁电流）。C．保持U=UN，If=IfN不变的条件下，逆时针调节电位器，逐次减小电动机的负载，测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2，表3：U=UN=220VIf=67.8mAIf2=100mA、实验数据Ia（A)1.21.10.90.80.70.60.50.40.3n(r/min)159516001620163016451648167216871704IF(A)0.90.860.70.610.520.390.330.240.11T2(N·m)1.3031.1670.9330.8150.6990.5830.4610.3480.249计算数据P2218.22196.06158.70139.49120.73100.8880.9361.6444.55P1264.00242.00198.00176.00154.00132.00110.0088.0066.00η(%)82.66%81.01%80.15%79.25%78.40%76.43%73.58%70.05%67.50%Δn(%)-0.31%0.00%1.25%1.88%2.81%3.00%4.50%5.44%6.50%n=f（Ia）T2=f（Ia）η＝f（Ia）n＝f（T2）电动机输出功率P2=T2Ω=2πn/60T2P2=0.105nT2式中输出转矩T2的单位为N·m，转速n的单位为r／min。电动机输入功率P1=UI电动机效率η=×100％电动机输入电流I=Ia+IfN由工作特性求出转速变化率：Δn=×100％实验结果分析：随着电枢电流的上升，他励电动机转速n略微下降，负载转矩T2线性增大，而效率η的曲线偏差较大，先增后降，出现峰值的趋势不太明显，可能是实验中操作存在失误导致数据出现偏差，还有可能是理论与实际情况的电机运行条件不完全吻合，导致实际效率曲线不正确。在图表中沿n’=f(Ia)的数据曲线画出趋势线，与坐标轴的交点即为n0’，读出n0’=1.08，换算成n0=1.08*1600=1728，计算转速变化率：Δn=×100％=（1728-1600）/1600*100%=8%试验中所遇到的问题的分析和解决方案合上开关烧保险解决方案:在励磁回路中串接更大的限流电阻，使得励磁回路中的电流不至于过大，烧断保险丝。并且更换新的保险丝。关于直流电机实验的收获何感想这次实验持续了4