直流电动机起动实验
实验三---直流电动机
实验三直流电动机
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=U N和I f=I f N不变,测取n、T2、n=f(I a)&n=f(T2)。
2.调速特性
(1)改变电枢电压调速
保持U=U N、I f=I fN=常数,T2=常数,测取n=f(Ua)。
(2)改变励磁电流调速
保持U=U N,T2=常数,R1=0,测取n=f(I f)。
(3)观察能耗制动过程
四.实验设备
1 .直流电动机电枢电源(NMEL-18/1)
2 .直流电动机励磁电源(NMEL-18/2)
3 .可调电阻箱(NMEL-03/4)
4 .电机导轨及测功机、转速转矩测量(NMEL-13)
5 .开关(NMEL-05)
6.直流电压、电流表
7 .直流并励电动机M03
五.实验方法
1.并励电动机的工作特性和机械特性。
实验线路如图1-6所示。
V、A:直流电压表(量程为300V档)、直流电流表(量程为2A档)。
a.将直流电动机励磁电源调至最大,直流电动机电枢电源调至最小。检查涡流测功机与NMEL-13是否相连,将NMEL-13转速控制和转矩控制选择开关拨向转矩控制,转速/转矩设定旋钮逆时针旋到底,使船形开关处于“ON”,按实验一方法起动直流电机,使电机旋转,并调整电机的旋转方向,使电机正转。
动机电枢电流I 、转速n 和转矩T 2,共取数据7-8组填入表1-8中。
表1-8U=U N =220VI f =I fN =73mA
直流电动机启动、调速控制电路实验
实验题目类型:设计型
《电机与拖动》实验报告
实验题目名称:直流电动机启动、调速控制电路
实验室名称:电机及自动控制
实验组号:X组指导教师:XXX
报告人:XXX 学号:XXXXXXXXX 实验地点:XXXX 实验时间:20XX年XX月X日指导教师评阅意见与成绩评定
一、实验目的
掌握直流电动机电枢电路串电阻起动的方法;
掌握直流电动机改变电枢电阻调速的方法;
掌握直流电动机的制动方法;
二、实验仪器和设备
验内
容
(1)电动机数据和主要
实验设备的技术数据
四、实验原理
直流电动机的起动:包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动,降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电,优点是起动平稳,起动过程中能量损耗小,缺点是初期投资较大;增加电枢电阻起动有有级(电机额定功率较小)、无极(电机额定功率较大)之分。是在起动之前将变阻器调到最大,再接通电源,随着转速的升高逐渐减小电阻到零。
直流电动机的调速:改变Ra、Ua和∅中的任意一个使转子转速发生变化。
直流电动机的制动:使直流电动机停止转动。制动方式有能耗制动:制动时电源断开,立即与电阻相连,使电机处于发电状态,将动能转化成电能消耗在电路内。反接制动:制动时让E与Ua的作用方向一致,共同产生电流使电动机转换的电能与输入电能一起消耗在电路中。回馈制动:制动时电机的转速大于理想空转,电机处于发电状态,将动能转换成电能回馈给电网。
五、实验内容
(一)、实验报告经指导教师审阅批准后方可进入实验室实验
(二)、将本次实验所需的仪器设备放置于工作台上并检查其是否正常运行,检验正常后将所需型号和技术数据填入到相应的表内(若是在检验中发现问题要及时调
他励直流电动机降压启动实验报告
他励直流电动机降压启动实验报告
实验目的:
本实验旨在通过使用励磁直流电动机降压启动的方法,探究直流电动机降压启动的原理和过程,并分析实验结果,验证理论知识。
实验原理:
励磁直流电动机降压启动是利用励磁直流电动机的特性,在电动机运行初期降低电源电压,以减小电动机起动过程中的起动电流,达到安全启动电动机的目的。其原理是通过减小电动机的励磁磁通,降低电动机的反电动势,从而降低电动机的起动电流。
实验步骤:
1. 将励磁直流电动机与电源连接,调节电源电压为额定电压。
2. 打开电源,观察电动机的启动情况。记录电动机启动时的电流和电压数值。
3. 在电动机启动过程中,逐渐降低电源电压,直至电动机能够平稳启动。记录此时的电流和电压数值。
4. 关闭电源,结束实验。
实验数据与结果分析:
通过实验观察和记录,我们得到了电动机在不同电源电压下的启动电流和电压数据。根据实验数据,我们可以绘制电动机启动电流随电源电压变化的曲线图。
根据实验数据和曲线图的分析,可以得出以下结论:
1. 随着电源电压的降低,电动机的启动电流逐渐减小。
2. 当电源电压降至一定程度,电动机可以平稳启动。
3. 通过降压启动,可以有效减小电动机起动过程中的起动电流,降低对电网的影响。
实验总结:
本实验通过使用励磁直流电动机降压启动的方法,探究了直流电动机降压启动的原理和过程。实验结果验证了理论知识,并得出了一些有益的结论。通过这个实验,我们深入理解了励磁直流电动机的工作原理,并了解到降压启动对于减小电动机起动电流的重要性。同时,我们也了解到了实际应用中如何通过降压启动来确保电动机的安全运行。
实验二他励直流电动机试运转及直流发电机的运行特性
12 发电机空载特性实验—步骤
(2)按照电路图连接实物;(图中为900Ω滑变,A1为安培表, A2和A3为毫安表)
A1
-
Rf1
-
U1
V1 M
E1
U2
+
R1
+
A2
V2 MG
E2 Rf2
If A3
13 发电机空载特性实验—步骤
(3)调节电枢串联电阻R1至最大值,磁场调节电阻Rf1至最小值, 励磁串联电阻Rf2至使励磁电流最小值位置(保证有励磁); (4)实验系统上电(供电电源开关置于“开”、并将“闭合”按 钮按下), (5)先闭合直流励磁电压源开关,再闭合直流稳压电源及加载箱 电源,调节直流稳压电源输出旋钮,使输出电压达到220V左右, 减小R1至0,增大Rf1使转速达到额定转速; (6)调节Rf2,使空载电压达到1.2UN,微调直流稳压电源,保持 转速在nN=1600rpm不变的条件下,从1.2UN开始,单方向调节励 磁串联电阻Rf2,每次记录发电机空载电压U0、和励磁电流If,直至 励磁电流减小到0;(记录8组)
9 直流电动机试运转实验—步骤
(6)电动机的调速:改变电枢调节电阻器R和磁场电阻调节器Rf 的阻值,均可对电机进行调速:先将R逐渐较小至0(记录6组数 据),再增大Rf的阻值(记录4组数据),分别观察电机转速的变 化情况,注意转速不要超过1700rpm;
第二章直流电机实验
第⼆章直流电机实验
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DD01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
2、控制屏上挂件排列顺序
D31、D42、D51、D31、D44
五、实验说明及操作步骤
1、由实验指导⼈员介绍DDSZ-1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D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调⾄最⼤。A 表选⽤D31上的直流安培表。开关S 选⽤D51挂箱上的双⼑双掷开关。
(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。
实验四、直流电机实验
实验报告
系院电气与电子工程学院专业电气工程及其自动化班级
学生姓名
学号
指导教师
成绩
2020年06月10日
教务处印制
广东···实验报告
系:电气与电子工程学院专业:电气工程及其自动化年级:
姓名:学号:实验时间: 2020.06.10 指导教师签字:成绩:
(2)电流量程的选择
因为直流并励电动机的额定电流为1.2A,测量电枢电流的电表A3可选用直流安培表的5A量程档;额定励磁电流小于0.16A,选用直流毫安表的200mA量程档。
(3)电机额定转速为1600r/min,转速表选用1800r/min量程档。
(4)变阻器的选择
变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大的电流来确定,电枢回路R1可选用D44挂件的1.3A的90Ω与90Ω串联电阻,磁场回路R f1可选用D44挂件的0.41A的900Ω与900Ω串联电阻。
4、直流他励电动机的起动准备
按图4-2接线。图中直流他励电动机M用DJ15,其额定功率P N=185W,额定电压U N=220V,额定电流I N=1.2A,额定转速n N=1600r/min,额定励磁电流I fN<0.16A。校正直流测功机MG作为测功机使用,TG为测速发电机。直流电流表选用D31。R f1用D44的1800Ω阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。R f2选用D42的1800Ω阻值的变阻器作为MG励磁回路串接的电阻。R1选用D44的180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻,R2选用D42上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω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。
直流电动机起动实验
F 实验一直流电动机起动实验
一、实验目的
理解直流电机的工作原理,测试直流电动及直接起动的波形。说明负载转矩、
转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。
二、实验的主要内容
仿真一台直流并励电动机的起动过程。电动机参数为: PN =17kW, U
N
=
220V, n0= 3000r/min,电枢回路电阻R
a
=0. 0870,电枢电感La =0. 0032H,励磁回路电阻R =181.50,电机转动惯量J=0.76 kg •m2。
三、实验的基本原理
直流电动机刚与电源接通的瞬间,转子尚未转动起来时,他励和串励电动机的电枢电流以及并励和复励电动机的输入电流称为起动电流,这时的电
磁转矩称为起动转矩。一般情况下,在额定电压下直接起动时,起动电流可
达电枢电流额定值的10~20倍,起动转矩也能达到额定转矩的10~20倍,这
样的起动电流是换向所不允许的,而且过大的起动转矩会使电动机和它所拖
动的生产机械遭受突然的巨大冲击,以致损坏传动机械和生产机械。由此可见,除了额定功率在数百瓦以下的微型直流电动机,因电枢绕组导线细、枢
电阻大以及转动惯量又比较小,可以直接起动以外,一般的直流电动机是不
允许采用直接起动的。
四、实验步骤
1)建立并激电动机的仿真模型:直流电动机DCmotor 的电枢和励磁并联后由直流电源DC 供电,用Step 模块给定电动机的负载转矩,在DCmotor 的m 端连接了Demux 模块,将m 端输出的4 个信号分为4 路,以便通过示波器Scope
观察,m 端输出的转速单位为rad/s,这里使用了一个放大器(Gain), 将rad/s 转换为习惯的r/min,变换系数为:k=60/2π =9.55。
直流电动机实验报告
直流电动机实验报告
电机
实验报告
课程名称:______电机实验_________指导老师:___ _____成绩:
__________________
实验名称:_______直流并励电动机___________实验类型:________________同组学
生姓名:
一、实验目的和要求
1.掌握用实验方法测取直流并励电机的工作特性和机械特性。
2.掌握直流并励电机
的调速方法。
二、主要仪器设备
D17直流并励电动机,测功机,实验工作台
三、实验步骤与内容
1.记录名牌数据:额定电压220V,额定电流1.1A,额定功率185W,额定转速
1600r/min,
额定励磁电流 <0.16A
特性和机械特性
<1> 电动机启动前,将R1最大,Rf调至最小,测功机常规负载旋钮调至零,直流电
压调至零,各
个测量表均调至最大量程处。
<2> 接通实验电路,将直流电压源调至25伏左右,在电动机转速较慢的情况下,判
断其转向是否
与测功机上箭头所示方向一致。若不一致,则将电枢绕组或励磁绕组反接。
<3> 将R1调至零,调节直流电压源旋钮,使U=220V,转速稳定后将测功机转矩调零。同时调节直
流电源旋钮,测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf,使U=UN=220V,
I=IN=1.1A,n=nN=1600r/min,记录此时励磁电流If,即为额定励磁电流IfN。
<4> 在保持U=UN=220V,If=IfN=0.071A及R1=0不变的条件下,逐次减小电动机的负载,测取电动
机输入电流I,转速n和测功机转矩M,其中必要测量额定点和空载点。
实验一他励直流电动机的起动与调速
实验⼀他励直流电动机的起动与调速
.. . .. . .
开放⼤学
电⽓传动技术及应⽤
实验⼀他励直流电动机的起动与调速
实验报告
分校:_____ _____
班级:__________________
学⽣:__________________
学号:__________________
实验成绩:__________________
批阅教师:__________________
实验⽇期年⽉⽇
实验⼀他励直流电动机的起动与调速
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、改变电机转向与调速的⽅法。
⼆、实验项⽬
1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、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。
三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序
1、实验设备
2、控制屏上挂件排列顺序
D31、D42、D41、D51、D31、D44
四、实验说明及操作步骤
1、由实验指导⼈员介绍DDSZ-1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、⽤伏安法测电枢的直流电阻
图1-1 测电枢绕组直流电阻接线图
(1)按图1-1接线,电阻R⽤D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调⾄最⼤。A表选⽤D31直流、毫安、安培表,量程选⽤5A档。开关S选⽤D51挂箱。
直流电动机实验原理
直流电动机实验原理
直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的设备。它在工业生产、交通运输和家庭生活中都有广泛的应用。本文将从直流电动机的原理、结构和工作过程三个方面进行介绍。
一、直流电动机的原理
直流电动机的工作原理基于洛伦兹力和法拉第电磁感应定律。当直流电流通过电动机中的线圈时,产生的磁场与电动机中的磁场相互作用,产生力矩使电动机转动。这个过程可以用右手定则来描述:将右手的拇指、食指和中指分别指向磁场、电流和力矩的方向,那么这三个方向之间的关系就是直流电动机的工作原理。
二、直流电动机的结构
直流电动机的主要结构包括定子、转子、电刷、换向器和机壳。定子是固定的,由磁极和线圈组成。转子是旋转的,由磁极和电刷组成。电刷与换向器相连,用于改变电流的方向。机壳起到保护电动机的作用,同时也是散热的重要组成部分。
三、直流电动机的工作过程
直流电动机的工作过程可以分为励磁和运行两个阶段。在励磁阶段,通过外部电源给定子线圈施加直流电流,产生磁场。在运行阶段,通过换向器改变电流的方向,使线圈中的磁场与转子中的磁场相互作用,产生力矩使电动机转动。同时,电刷与换向器的工作保证了电流的方向始终与转子的位置相匹配,从而使电动机保持连续转动。
直流电动机的工作原理决定了其有许多优点。首先,直流电动机具有较高的起动转矩和转速调节范围,可以满足不同负载条件下的工作需求。其次,直流电动机的效率较高,能够将电能转化为机械能的比例较高。此外,直流电动机结构简单、可靠性高,维护和维修较为方便。
然而,直流电动机也存在一些缺点。首先,直流电动机的换向器和电刷容易磨损,需要定期更换。其次,直流电动机的电刷摩擦会产生火花,存在火灾和爆炸的安全隐患。此外,直流电动机的成本较高,占用空间较大。
直流电动机的起动仿真
实验五直流电动机的起动仿真
实验目的:
直流电机直接起动时,起动电流很大,可达到额定电流的10-20倍,由此产生很大的冲击转矩,实际运行时不允许直流电机直接起动。通过直接起动和串电阻起动比较它们的区别,起动电流和起动转矩的变化。
实验设备及器件:
计算机,一台(MATLAB)。
实验内容:
建立仿真模型;通过图形验证。
实验要求:
能够正确使用simulink建立仿真模型,并观察分析图形。
1.直流电动机直接起动仿真模型图
图中的模块有直流电源(DC Voltage Source)、理想开关、直流电动机、开关、增益、电阻(RLC branch)、示波器(scope)、信号分离模块(Demux)。仿真模型中通过理想开关模块控制直流电源的接通和断开,使用开关模块控制电机的转矩,使电机在起动过程中的转矩为空载起动,当转速达到设定值后,使电机工作再给定的负载转矩。
直流电机模块参数:
直流电源模块参数:
定时模块:0s时输出为0, 0.5s时输出为1
理想开关:
开关模块:增益模块
常量模块:
电阻设置:
仿真时间为5s
2.直流电动机电枢串电阻起动仿真与图1仿真模型相比较图中增加了电阻控制模块
子模块的建立采用从Simulink中拖入子系统模块(Subsystem)的方法。双击子模块打开在内部按下图增加所需要的模块,如增加输入、输出端口(connection port),子模块的原理图如下图所示。子模块中有阶跃模块(Step)、断路器(Breaker)、阻抗分支(RLC branch)组成。
开关门限的设置:即转速到1400r/min时再投入负载转矩。
实验一他励直流电动机的起动与调速
- - -
开放大学
电气传动技术及应用
实验一他励直流电动机的起动与调速
实验报告
分校:_____ _____
班级:__________________
学生:__________________
学号:__________________
实验成绩:__________________
批阅教师:__________________
实验日期年月日
实验一他励直流电动机的起动与调速
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、改变电机转向与调速的方法。
二、实验项目
1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、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。
三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序
1、实验设备
2、控制屏上挂件排列顺序
D31、D42、D41、D51、D31、D44
四、实验说明及操作步骤
1、由实验指导人员介绍DDSZ-1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、用伏安法测电枢的直流电阻
图1-1 测电枢绕组直流电阻接线图
(1)按图1-1接线,电阻R用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。A表选用D31直流、毫安、安培表,量程选用5A档。开关S选用D51挂箱。
(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1-1中。
直流电动机起动仿真试验
直流电动机起动仿真试验
研究不同励磁方式直流电动机的直接起动过程,观察其中转速、电磁扭矩及电枢电流的变化规律。
1. 问题分析
直接启动是指额定工作电压直接加到电动机电枢绕组两端后电动机的起动方式。根据电机学的知识可知,这种起动方式起动设备简单,起动转矩大、速度快,但起动电流较大,因此适应于小负债起动。另外,起动过程属于电机的动态过程之一,相比M文件函数编程,使用Matlab/Simulink进行可视化仿真更具有优势。
在Matlab/Simulink中选择新建仿真文件,从Simulink/PowerSystem中依次选择直流电源、开关、直流电动机、示波器等模块并按照电路要求进行连接,即可建立仿真模型。
基本模块搭建完毕,同样需要对各模块进行参数设置,重点是其中的直流电机模块。其中参数主要涉及电枢电阻、电抗、励磁电阻、电抗、电枢与励磁之间的互感、初始转动惯量、摩擦系数、空载阻转矩、初始速度等。
2. 演示-他励直流电动机的直接起动模型。
3.实践-降压起动、串电阻起动方式下模型建立,起动特性分析。(提交模型文件、数据分析报告)
Matlab 建模分析
一、直接启动模型
1、直接启动基本电路分析
直接启动就是在他励直流电动机的电枢上直接加以额定电压的启动方式,如图1所示。启动时,先合Q1建立磁场,然后合Q2全压启动。
图1 他励直流电动机的全压启动
启动开始瞬间,由于机械惯性,电动机转速0n = ,电枢绕组感应电动势
a a a U E I R =+,由电动势平衡方程式e C 0a E n Φ==
可知 启动电流N
直流电动机起动仿真试验
直流电动机起动仿真试验
研究不同励磁方式直流电动机的直接起动过程,观察其中转速、电磁扭矩及电枢电流的变化规律。
1. 问题分析
直接启动是指额定工作电压直接加到电动机电枢绕组两端后电动机的起动方式。根据电机学的知识可知,这种起动方式起动设备简单,起动转矩大、速度快,但起动电流较大,因此适应于小负债起动。另外,起动过程属于电机的动态过程之一,相比M文件函数编程,使用Matlab/Simulink进行可视化仿真更具有优势。
在Matlab/Simulink中选择新建仿真文件,从Simulink/PowerSystem中依次选择直流电源、开关、直流电动机、示波器等模块并按照电路要求进行连接,即可建立仿真模型。
基本模块搭建完毕,同样需要对各模块进行参数设置,重点是其中的直流电机模块。其中参数主要涉及电枢电阻、电抗、励磁电阻、电抗、电枢与励磁之间的互感、初始转动惯量、摩擦系数、空载阻转矩、初始速度等。
2. 演示-他励直流电动机的直接起动模型。
3.实践-降压起动、串电阻起动方式下模型建立,起动特性分析。(提交模型文件、数据分析报告)
Matlab 建模分析
一、直接启动模型
1、直接启动基本电路分析
直接启动就是在他励直流电动机的电枢上直接加以额定电压的启动方式,如图1所示。启动时,先合Q1建立磁场,然后合Q2全压启动。
图1 他励直流电动机的全压启动
启动开始瞬间,由于机械惯性,电动机转速0n = ,电枢绕组感应电动势
a a a U E I R =+,由电动势平衡方程式e C 0a E n Φ==
可知 启动电流N
实验项目一:直流电动机的起动及开环调速实验
实验项目一:直流电动机的起动及开环调速实验
实验日期:2020年5月25日
一、实验目的
(1)了解开环环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
二、实验原理
直流电动机的起动:包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动,降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电,优点是起动平稳,起动过程中能量损耗小,缺点是初期投资较大;增加电枢电阻起动有有级(电机额定功率小)、无极(电机额定功率较大)之分。是在起动之前将变阻器调到最大,再接通电源,随着转速的升高逐渐减小电阻到零。
直流电动机的调速:改变Ra、Ua和∅中的任意一个使转子转速发生变化。
三、实验内容
(1)开环环直流调速系统的基本单元的仿真建模与参数设置。
(2)直流电动机开环特性的仿真。
四、实验所需仪器
安装Matlab仿真软件的PC机
五、实验步骤
系统仿真图如下:
图1.1
六、实验结果
图1.2
七、实验小结
通过本次试验不仅对直流电机有了一-定的了解和认识。从仿真结果上看,转速迅速上升,当2s负载由50上升到100时,由于开环无法起到调节作用,转速下降。在整个过程中,思考的问题较少。对三相对称电压源建模和参数设置、三相对称电压源参数设置、晶闸管整流桥的建模和主要参数设置、平波电抗器的建模和参数设置、直流电动机的建模和参数设置等等,还有控制电路的建模与仿真知识的迁移以及应用方面有所欠缺。
八、思考题
1.如何确定三相触发脉冲的相序,主电路输出的三相相序能任意改变吗?
答:确定随机一路为基准,观察其中两路脉冲的位置,以选择基准为参考,固定不动,另一探头分别观察其他两路波形,即可确定三相脉冲相序。不能任意改变。
直流他励电动机实验
直流电动机
§ 直流他励电动机实验
一、实验目的 二、实验内容 三、实验器材及控制屏上挂件排列顺序
1.实验器材 2.控制屏上挂件排列顺序
直流电动机
四、实验线路与操作步骤 1.用伏安法测电枢的直流电阻
测电枢绕组直流电阻接线图
直流电动机
2.直流他励电动机的启动、调速及改变转向
直流他励电动机接线图
直流电动机
五、注意事项
1.直流他励电动机启动时,须将励磁回路串联的电阻Rf1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启动电 阻R1调至最大,然后方可接通电枢电源。使电动机正常起动。启动后, 将启动电阻R1调至零,使电动机正常工作。
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百度文库启动电阻R1调回到最大值,励磁回路 串联的电阻Rf1调回到最小值。给下次启动做 好准备。
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实验一直流电动机起动实验
一、实验目的理解直流电机的工作原理,测试直流电动及直接起动的波形。说明负载转矩、转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。
二、实验的主要内容
仿真一台直流并励电动机的起动过程。电动机参数为: PN =17kW, U N = 220V, n0= 3000r/min,电枢回路电阻R a =0. 0870,电枢电感La =0. 0032H,励磁回路电阻R
F=181.50,电机转动惯量J=0.76 kg ?m2。
三、实验的基本原理直流电动机刚与电源接通的瞬间,转子尚未转动起来时,他励和串励电动机的电枢电流以及并励和复励电动机的输入电流称为起动电流,这时的电磁转矩称为起动转矩。一般情况下,在额定电压下直接起动时,起动电流可达电枢电流额定值的10~20倍,起动转矩也能达到额定转矩的10~20倍,这样的起动电流是换向所不允许的,而且过大的起动转矩会使电动机和它所拖动的生产机械遭受突然的巨大冲击,以致损坏传动机械和生产机械。由此可见,除了额定功率在数百瓦以下的微型直流电动机,因电枢绕组导线细、枢电阻大以及转动惯量又比较小,可以直接起动以外,一般的直流电动机是不允许采用直接起动的。
四、实验步骤
1) 建立并激电动机的仿真模型:直流电动机DCmotor 的电枢和励磁并联后由直流电源DC 供电,用Step 模块给定电动机的负载转矩,在DCmotor 的m 端连接了Demux 模块,将m 端输出的4 个信号分为4 路,以便通过示波器Scope 观察,m 端输出的转速单位为rad/s,这里使用了一个放大器(Gain), 将rad/s 转换为习惯的r/min,变换系数为:k=60/2 π =9.55。
2) 计算电动机参数:
励磁电流
励磁电感在恒定磁场控制时可取“ 0” 电枢电阻
R a =0.0870
电枢电感估算
3)设置仿真参数:在Simulation 菜单栏下选择Simulation parameters, 设置仿真参数,仿真时间取ls,在0. 5s 时加额定负载,仿真算法取ode45,点击菜单栏中的“? ”按钮启动仿真。
4)波形观察:双击Scope 模块,得到电动机的波形。
五、实验结果或数据
说明负载转矩、转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。蓝色曲线:转速红色曲线:电枢电流Ia
紫色曲线:电磁转矩Tem
绿色曲线:励磁电流If
通过图像可得:转速的大小随着时间在增大,并且增大的速度越来越小,最终趋近于一个定值。电枢电流和电磁转矩的变化趋势相同,随着时间在减小,并且减小的速度越来越小,最终趋近于一个定值。励磁电流在0.5s 从0 变1。
并励式直流电动机的励磁绕组与电枢绕组并联,励磁绕组的励磁电压就是电 枢电压,电机的端电流 I 与励磁电流 If 和电枢电流 Ia 的关系为:
转矩特性。并励式直流电动机的转矩特性是指当电动机电枢电压为额定电压, 即
U=UN ,电枢回路不串接外加电阻,励磁电流为额定励磁电流,即 If=IfN 时, 电动机的转矩 Tm 与电枢电流之间的关系,即
如果不考虑电枢反应的去磁影响,由于励磁电流 If=IfN , 因此磁通 φ可认为是与电枢电流无关的常数。
电磁转矩的计算
由上式可见,电磁转矩 Tem 与电枢电流 Ia 为正比关系。所以在示波器的波形 图中,电磁转矩 Tem 与电枢电流 Ia 的变化趋势相同。
T2 ——负载制动转矩, T0 —— 空载损耗转矩。
转速特性
上式即为电动机的转速特性解析表达式。如果不考虑电枢反应的影响,由于 励磁电流 If=IfN ,因此磁通重可认为是与电枢电流无关的常数。由于电动机电 枢电压为额定电压 U=UN, 电枢回路不串接外加电阻,因此,转速特性可表示 为
所以当电枢电流增大,转速变小。
评 语:
I a I f
em
2 p 4 πa I a pZ I 2πa C T I
a T
em Z 2 p 4Z πa I a pZ I 2πa C T I
a T em
T 2 T 0