实验二 并励直流发电机的自励建压

实验二并励直流发电机的自励建压

及空载特性的测定

一、实验目的

1．学习和掌握并励直流发电机的自励条件与方法、观察自励过程。

2．掌握改变直流发电机输出电压极性的方法。

3．掌握并励直流发电机的空载特性的测定方法。

二、实验内容

1．并励直流发电机自励建压。

2．改变直流发电机输出电压的极性。

3．测定直流发电机空载特性。

三、预习要点

1．并励直流发电机自励建压的条件。

2．并励直流发电机不能自励建压时的处理方法。

3．与直流发电机输出电压极性有关的因素。

4．空载特性测定时，励磁电流的调节方法。

四、原理简述

并励直流发电机是一种自励电机。当原动机拖动发电机旋转时，电枢绕组切割剩磁通产生感应剩磁电势。此电势在并励绕组回路中产生一个不大的励磁电流，该电流产生的磁通必须与剩磁方向一致，使气隙磁通增强，从而使电枢电势和端电压升高，励磁电流增加，气隙磁场进一步加强，如此循环激励，直至建立稳定的端电压。稳定点由发电机的空载特性曲线与磁场总电阻线的交点确定。

并励直流发电机的自励，必须满足三个条件：

（1）发电机的主磁极必须有剩磁。

（2）并励绕组两端的极性必须正确配合，使励磁电流所产生的磁势与剩磁方向一致。

（3）励磁回路的总电阻必须小于与电机运行转速相应的临界电阻。

并联直流发电机输出电压的极性取决于发电机的转向及电机主磁场的方向。

直流发电机的空载特性是指发电机转速=常数、负载电流时，空载电压

与励磁电流的关系，即。

空载特性曲线的形状与电机的磁化曲线相似，起始部分基本上是一条直线。当励磁电流

逐渐增加时，磁路逐渐饱和，曲线弯曲，直到高度饱和时，曲线趋近于与横轴平行的直

线。通常额定电压位于空载特性曲线的弯曲部分（称为膝部）。

五、实验方法

1．并励直流发电机自励建压

（1）并励直流发电机G由直流电动机M拖动，接线可参考图2-1-2或2-2-1。

（2）断开发电机负载，正确起动直流电动机（起动方法参见实验一）。

（3）调节直流电动机的励磁电流（减小直流电动机励磁变阻器的阻值），使发电机转

速。

（4）观察直流发电机空载输出电压（剩磁电压）并记录在表2-2-1中。若无输出电压，

则应将发电机励磁绕组改接到直流电源上重新充磁。

（5）增加直流发电机励磁电流，观察发电机电枢两端电压的变化。若输出电压不变或

下降，说明励磁绕组产生的磁通方向与剩磁通方向不符，则应断开电源，将发电机励磁绕组

两端对调，重新起动直流电动机并调节直流发电机励磁电流至发电机电枢电压为额定电压止。

(

a)

(b)

图2-2-1并励直流发电机自励建压

2．并励直流发电机电压极性的改变

（1）正确起动直流电动机，当发电机自励至一定电压时，记下电枢两端的电压极性。

（2）机组停车，改变机组转向，并同时改变发电机并励绕组到电枢绕组的接法，正确起动直流电动机，观察并记录发电机输出电压的极性变化情况。

3．测定并励直流发电机的空载特性

（1）正确起动直流电动机，注意使机组转向与其规定方向一致，记录机组的转速。

（2）调节发电机磁场变阻器阻值，使发电机电枢两端输出电压U=1.25U N。并以此为第一点，逐步增加发电机的励磁变阻器的阻值，使发电机的励磁电流I f逐渐减小，直至I f =0为止，读取电枢两端电压U0及相应的励磁电流I f值（7~9）组（注意在U0= U N附近测试点应较密），记录于表2-2-2中。

（3）为使曲线光滑，励磁回路中的励磁变阻器应保持单一方向变化，不能时增时减。

（4）在描绘曲线时，在弯曲处多测几组数据，使描绘后的曲线更接近理论曲线，便于验证分析。

六、实验设备

根据实验线路及实验室设备条件，正确选用实验设备及仪器，并记入表2-2-3。

七、数据处理

1．根据空载实验测取的数据，作并励直流发电机的空载特性曲线。

2．并励直流发电机自励建压实验记录。

八、思考题

1．并励直流发电机为什么只有同时改变励磁绕组接法和电机转向方可改变发电机电枢电压的极性？

实验考评

指导教师（签名）