实习一：直流并励电动机
实习一：直流并励电动机
实验一直流并励电动机一.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？答：工作特性：当U = UN ， Rf+ rf= C时，η, n ,T分别随P2变；机械特性：当U = UN ， Rf+ rf= C时， n 随 T 变；2.直流电动机调速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。
即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。
三.实验项目1.工作特性和机械特性保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。
2.调速特性(1)改变电枢电压调速保持U=UN、If=IfN=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，R1 =0，测取n=f(If)。
(3)观察能耗制动过程四．实验设备及仪器1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）、编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板（MEL-05）。
7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
五．实验方法1．并励电动机的工作特性和机械特性。
（2）测取电动机电枢电流I a 、转速n 和转矩T 2，共取数据7-8组填入表1-8中表1-8 U =U N =220V I f =I f N =0.0748A K a = Ω 2．调速特性（1）改变电枢端电压的调速表1-9 I f =I fN = 0.0748 A,T 2=0.60 N.m（2）改变励磁电流的调速(3)能耗制动一7接线 直流电机电枢调节电（MEL-09） MEL-03中两只900双刀双掷开关）六．注意事项1．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。
4直流发电机和并励电动机实验
第一章直流电机实验1-1 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。
四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序2、控制屏上挂件排列顺序D31、D42、D41、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。
（3）增大R 使电流分别达到0.15A 和0.1A ，用同样方法测取六组数据列于表1-1中。
直流并励电动机机械特性(精)
直流并励电动机机械特性一、实验目的练习和掌握测定直流并励电动机的固有和人工机械特性的方法。
二、实验内容1、 测定直流并励电动机的固有机械特性。
2、 测定电枢回路串6Ω电阻时的人工机械特性。
3、 测定改变励磁电路时的人工机械特性。
三、实验设备1、 MCL －Ⅱ型实验台主控制屏2、 电机导轨及测功机3、 三相可调电阻器MEL －044、 直流电压电流表MEL －065、 电机启动电阻箱MEL －096、 电机M037、 万用表四、实验步骤按图一接线。
将R f 、R 放在零位置。
1、 固有机械特性的测定：闭合直流稳压电源开关，按下复位按钮使电动机启动。
如果转速表显示为负，则断开电源开关，改变励磁接线，重新启动电动机。
调节电源电压、励磁电阻和负载，使电机工作于额定工作点U ＝U N ，I ＝I N ，n ＝n N ，其励磁电流即为额定励磁电流I fN 。
在保持U ＝U N ，I f ＝I fN 不变的条件下，逐次减小电动机的负载。
测取电动机电枢电流I a ，转速n 和转矩T 2，共取5－6组数据，记录于表一中。
2、 测定电枢回路串6Ω电阻时的人工机械特性：在获得固有机械特性的基础上，停止电动机，断开电机电枢回路，用万用表测量调节电枢电阻至R 至6Ω。
重新连接电枢回路，启动电动机，调节I f ＝I fN 。
逐渐增加负载，最后达到额定电流I ＝I N ，测取电动机电枢电流I a ，转速n 和转矩T 2，共取5－6组数据，记录于表二中。
图一 直流并励电动机机械特性接线图3、 测定改变励磁电路时的人工机械特性：去掉负载，将R 调到零位置，调节R f 使电动机转速为1800r/min ，记录I f 值。
逐渐增加负载，最后达到额定电流I N ，测取电动机电枢电流I a ，转速n 和转矩T 2，共取5－6组数据，记录于表三中。
表二I fN ＝五、实验报告1、 实验目的2、 实验设备3、 实验线路及数据4、 根据测量数据，通过计算，画出三种情况下的机械特性曲线n ＝f （T 2）于同一坐标系上。
直流并励电动机实验
课程实验报告2018 - 2019 学年第一学期课程名称：电机拖动与运动控制系统I实验名称：直流并励电动机实验班级： *********实验小组: **** 组长: ***** 实验日期: 2018.10.15 地点: ******* 指导教师: ***成绩评定: 批改日期:***工程学院制一、实验目的1、对直流并励电动机的工作特性和机械特性的测试和验证。
2、对直流并励电动机的调速特性的测试。
二、实验项目1、直流并励电动机工作特性和机械特性的测试实验保持N U U =、、fN f I I =不变，测取n 、2T 、)(a I f =η、)(2T f n = 2、直流并励电动机调速特性的测试实验（1）改变电枢电压调速保持N U U =、fN f I I ==常数、2T =常数，测取)(a U f n =（2）改变励磁电流调速保持N U U =、2T =常数，测取)(f I f n =设备名称数量设备名称数量 导轨、测速发电机及转速表（DD03）1台 校正直流测功机（DJ23）1台直流并励电动机（DJ15） 1台 直流数字电压、毫安、安培表（D31）2件 三相可调电阻器（DJ12） 1件 可调电阻器、电容器（D44） 1件 波形测试及开关板（D51） 1件四、实验线路简图及基本操作步骤 实验线路简图:操作步骤：1、直流电动机工作特性测试：调节R f2阻值，把 I f2调到100mA ，再调节负载电阻R 2和电动机的磁场调节电阻R f1，使电机满足额定值U=U N ，I=I N （I 为电机的输入电流，I=I a +I f ），n=n N ，其励磁电流为额定励磁电流I fN ，在保持U=U N 和I f =I fN 不变的条件下，逐次减小电动机的负载，先调小两个900Ω串联电阻的阻值，观察A 4使其不超过0.5A 。
当串联部分为0后，减小并联部分电阻，当I a 为0.25A 时记录下n 、I f 的数值，依次增大I a （步进为0.1A ），记录n 、I f 的值于表1中。
电机学实验一 并励直流电动机
Coefficients (with 95% confidence bounds):
a = 2.823e+005 (-2.114e+005, 7.759e+005)
b = -1.581 (-2.052, -1.111)
c = 1285 (1203, 1368)
Goodness of fit:
RMSE: 5.187
由图像可以看出，电枢端电压下降后，理想空载转速降低，人为特性曲线与固有特性曲线平行。端电压下降，转速下降。
优点：可以连续平滑的调速，对于轻载与重载具有明显的调速效果。
缺点：转速只能从而定转速往下调，初投资较大，维护要求高。
（6）改变励磁电流调速
General model Power2:
0.500
1680
0.43
0.43
75.85
80.00%
5.00%
0.409
1690
0.34
0.34
60.33
80.66%
5.63%
0.369
1700
0.27
0.30
48.20
73.02%
6.25%
0.322
1710
0.22
0.25
39.50
70.97%
6.88%
0.255
1720
0.14
0.19
25.28
Goodness of fit:
SSE: 0.003952
R-square: 0.9128
Adjusted R-square: 0.8994
RMSE: 0.01744
由图像我们可以看出，电机的效率随着电枢电流的增大而不断增大，在起动之后的电机效率基本趋于稳定，维持在80%左右，可以近似看做电机效率随电枢电流的增长，呈现对数增长模式。
并励直流电机实验报告
Δn=（1600-1600）/1600×100％=0.00％
同理可得其他数据，见表1-8。
转速n的特性曲线如下：
转矩T2的特性曲线如下：
η=f(Ia)的特性曲线如下：
n=f(T2)的特性曲线如下：
并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)如下：
U3V1.3W1
U3W1.3U1
I3U10
I3V10
I3W10
PO1
P02
1
30
27
29
0.07
0.05
0.07
-0.57
2.11
28.67
0.063
1.54
L0.492
2
39
37.5
42.5
0.12
0.08
0.11
-1.46
4.17
39.67
0.103
2.71
L0.383
3
50
46
47.5
0.13
2.直流电动机调速原理是什么？
答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。
三.实验项目
1.工作特性和机械特性
保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。
通过这次实验，我们基本掌握了用实验的方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性，知道直流电动机的调速原理并掌握了直流并励电动机的调速方法。使我们更进一步认识了直流电动机。
实验三 三相变压器
一、实验目的
直流并励电动机实验原理
直流并励电动机实验原理直流并励电动机是一种常见的电动机类型，它具有结构简单、价格低廉以及调速性能优良的特点，在工业生产和日常生活中得到了广泛应用。
直流并励电动机的原理基于摩擦能转换为电能的基本原理，通过电磁力的作用将电能转化为机械能。
它由电枢、励磁组和分配机构组成。
首先，我们来看电枢部分。
电枢由一组绕在铁芯上的电线圈组成，通电后产生磁场。
其中，直流电源的正极连接电枢上的一个接线柱，电源的负极连接电枢上的另一个接线柱。
通过这种连接方式，电流会通过电枢形成一个磁场。
这个磁场会在电枢的轴线方向上产生一个极性，并向着相反的方向形成两个极。
接下来是励磁组的部分。
励磁组通常由励磁线圈和励磁磁极组成。
励磁线圈绕在励磁磁极上，通过连接到外部电源，提供所需的励磁电流。
当励磁线圈通电时，产生的磁场会使励磁极上的磁场与电枢的磁场相互作用，进而形成一个磁极。
最后是分配机构的部分。
分配机构通常由刷子和换向器组成。
刷子与电枢的正、负极接触，使励磁组和电枢之间的电路实时连接。
换向器则根据电枢和励磁极的相对位置，实现电流的方向变换，从而实现正反转。
当直流电源连接到电动机的电枢上时，电流通过电枢产生磁场，同时励磁线圈的磁场与电枢的磁场相互作用，使电动机形成一个旋转磁场。
根据电动机的工作原理，通过刷子和换向器，将电流反复改变方向，从而使产生的磁场不断改变方向。
根据洛伦兹力的原理，当电流通过电枢和励磁线圈时，会产生一个力对电枢和励磁线圈施加作用力，使整个电机产生转动力矩。
而要实现电动机的转速调节，可以通过改变电流的大小或者改变励磁线圈的励磁电压来实现。
当电流增大时，电枢和励磁线圈产生的磁场也增大，力的大小也会增大，从而使电机的转速加快。
相反，当电流减小时，电机的转速会减慢。
另外，直流并励电动机还具有多种保护措施。
例如，可以通过使用熔断器或过电流继电器等装置，以保护电机不受过电压或过流的损害。
此外，还可以使用温度传感器来监测电机的温度，当温度超过设定值时，会及时切断电源，以避免电机因温度过高而受损。
直流并励电机的特性测试实验原理
直流并励电机的特性测试实验原理
直流并励电机的特性测试实验主要通过改变电机的负载和输入电压来研究电机的性能特性。
实验原理包括以下几个方面：
1. 电机的基本特性：通过改变电机的负载来研究电机的转速-负载特性曲线。
通过改变电机的转速和输入电压来研究电机的转速-电压特性曲线。
2. 电机的效率特性：通过测试电机的输入功率和输出功率，计算电机的效率，研究电机的负载-效率特性曲线。
3. 电机的起动特性：通过改变电机的输入电压和负载，观察电机的起动情况，研究电机的起动特性。
实验步骤一般如下：
1. 将电机连接到电源，并通过速度变调器调节电机的输入电压。
2. 测量电机的转速和输入电压，记录下转速-电压的数据。
3. 改变电机的负载，测量电机的转速和负载，记录下转速-负载的数据。
4. 测量电机的输入功率和输出功率，计算电机的效率。
5. 改变电机的输入电压和负载，观察电机的起动情况，并记录下起动的电压和负载。
通过以上的实验步骤和数据记录，可以得到电机的转速-负载特性曲线、转速-电压特性曲线、负载-效率特性曲线，以及起动的电压和负载范围等特性。
这些特性数据可以用来评估电机的性能，并为电机的使用和控制提供参考。
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实验一直流并励电动机
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？
答：工作特性：当U = U
N ， R
f
+ r
f
= C时，η, n ,T分别随P
2
变；
机械特性：当U = U
N ， R
f
+ r
f
= C时， n 随 T 变；
2.直流电动机调速原理是什么？
答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。
即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。
三.实验项目
1.工作特性和机械特性
保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。
2.调速特性
(1)改变电枢电压调速
保持U=UN、If=IfN=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，R1 =0，测取n=f(If)。
(3)观察能耗制动过程
四．实验设备及仪器
1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）、编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）
4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
I
S
：涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。
（2）测取电动机电枢电流I
a 、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=220V I f=I f N=K a=Ω
2．调
速
特
性
（1）
改变
电枢
端电
压的调速
f fN2
（2）改变励磁电流的调速
2=
一7接线
MEL-09）
MEL-03中两只900Ω电阻
MEL-05）
．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。
2．负载转矩表和转速表调零.如有零误差，在实验过程中要除去零误差。
3．为安全起动, 将电枢回路电阻调至最大, 励磁回路电阻调至最小。
4．转矩表反应速度缓慢，在实验过程中调节负载要慢。
5．实验过程中按照实验要求, 随时调节电阻, 使有关的物理量保持常量, 保证实验数据的正确性。
七．实验数据及分析
1.由表1-8计算出 P2和η，并绘出n 、T2、η=f(I a )及n=f(T 2)的特性曲线。
电动机输出功率
P 2=
式中输出转矩T 2 的单位为N ·m ，转速n 的单位为r ／min 。
电动机输入功率：P 1=UI 电动机效率 η=
1
2
P P ×100％ 电动机输入电流：I =I a +I fN 由工作特性求出转速变化率： Δn=
N
N
O n n n ×100％ 解：对第一组数据，有：P 2=×1600×=
I =I a +I fN =+0.0748A=1.1748A P1=220×=
η= P 2/ P 1×100％==77％
Δn=（1600-1600）/1600 ×100％=％ 同理可得其他数据，见表1-8。
转速n 的特性曲线如下： 转矩T 2的特性曲线如下： η=f(I a )的特性曲线如下： n=f(T 2)的特性曲线如下： 并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)如下：
并励电动机调速特性曲线n=f(I f )如下：
2.绘出并励电动机调速特性曲线n=f(U a )和n=f(I f )。
分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。
解：在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点为：
调压调速是在基速以下调节转速的方法，电压越小，转速越小。
调压调速的优点：（1）可实现无级调速；（2）相对稳定性较好；（3）调速范围较宽，D 可达10-20；（4）调速经济性较好。
调压调速的缺点：需要一套可控的直流电源。
弱磁调速是在基速以上调节转速的方法，励磁电流减小，磁通变小，转速升高。
弱磁调速的优点：（1）控制方便，能量损耗小；（2）可实现无级调速。
弱磁调速的缺点：由于受电动机机械强度和换向火花的限制，转速不能太高，调速范围窄，一般要与调压调速配合使用。
3．能耗制动时间与制动电阻R L 的阻值有什么关系？为什么？该制动方法有什么缺点？
能耗制动时间与制动电阻R L 的阻值的大小有关，制动电阻越大，制动过程的时间越长；反之制动时间越短。
这是因为在能耗制动过程中，制动时间主要取决于T Mn ，T Mn 与制动电阻成正比，所以制动电阻越大，制动过程的时间越长。
采用能耗制动方
法停车的缺点在于在制动过程中，随着转速的下降，制动转矩随着减小，制动效果变差。
八．问题讨论
1.并励电动机的速率特性n=f(I
)为什么是略微下降？是否会出现上翘现象？为
a
什么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？
答：根据并励电动机的速率特性公式，若忽略电枢反应，当电枢回路电流增加时，转速下降；若考虑电枢反应的去磁效应，磁通下降可能引起转速的上升，即出现上翘现象。
这样的变化与电枢回路电流增大引起的转速降相抵消，对电动机的影响是使电动机的转速变化很小。
2.当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会引起电动机转速降低？
答：由直流电动机机械特性的表达式可知，转速与电枢电压成正比、与磁通量成反比，所以降低电压时转速下降。
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？
答：由于磁通与励磁电流在额定磁通以下时基本成正比，所以励磁电流减小时，主磁通也随着减小。
由机械特性的表达式可知，当磁通减小时，转速升高。
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“飞速”？为什么？
答：不一定。
这是因为当电动机负载较轻时，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；但若电动机的负载为重载时，则电动机的电磁转矩将小于负载转矩，使电动机转速减小，但电枢电流将飞速增大，超过电动机允许的最大电流值，烧毁电枢绕组。
九、实验体会
通过这次实验，我们基本掌握了用实验的方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性，知道直流电动机的调速原理并掌握了直流并励电动机的调速方法。
使我们更进一步认识了直流电动机。