实验一他励直流电动机的起动与调速
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换器件）（三）、按实验前准备的实验步骤实验直流电动机的起动1、取来本次试验所用器件挂置在实验工作台上2、在试验台无电的前提下，按照实验原理图接线3、请老师查看接线，待老师检查所接线路无误、批准后执行以下操作4、用万用表检查线路的通断（三相可调变阻器），检查无误后方可通电5、按动电源总开关，将电源控制屏上的直流电压调制220V左右6、按下“启动”按钮，便接通了直流电源7、搬动励磁、电枢电源按钮，直流电机启动8、逐渐减少R1阻值，电动机达到额定转速（也可通过调节R1来进行调速）9、搬动励磁电源按钮，直流电机能耗制动停车，收线，整理试验台R2直流电动机的起动、调速、制动原理图直流电动机的起动、调速、制动接线图若在实验中发现问题及时的找出问题的原因，排查问题后方可继续进行试验三相可调变阻器的检查：将其与直流电源接通，串入直流电流表，并入直流电压表。
他励直流电动机工作特性的测定
实验一他励直流电动机工作特性的测定一、实验目的1、进一步熟悉他励直流电动机的起动和调速方法。
2、测定他励直流电动机的工作特性和机械特性。
二、预习要点1、做固有特性实验时，为什么首先要找电动机的额定运行点？如何找IfN2、调节同轴的直流发电机的电枢电流与励磁电流，为什么能起到调节电动机电磁转矩的作用？三、实验仪器设备校正过的直流电动机DJ23 一台直流电动机DJ15 一台电机导轨及转速表0～1800 r/min 一套直流毫安表200mA 二块直流安培表5A 二块三相电阻器D41、D42 二台白炽灯组二组注：DJ23的名牌参数：PN =355W、UN=220V、IN=2.2A、nN=1500r/min、UFN=220V、IFN<0.16A DJ15的名牌参数：W185P N =、V220UN=、A06.1IN=、V220UFN=、FNI<A16.0、m in/r1600nN=。
四、实验内容1、观察直流电机的起动和调速1）他励直流电动机的起动方法：按图1-1接线，起动前应将电动机起动电阻1R置最大位置，电动机励磁回路中的可变电阻1fR短接或调到最小位置，以使起动后的转速不至过高，同时由于磁场可变电阻短接或调到最小位置，使较大的励磁电流1fI产生较大的磁通，因而能获得较大的起动转矩，电动机可迅速起动。
2）操作步骤：确保所有接线准确无误，合上电源开关后，先接通“励磁电源”开关，观察有无异常，若正常再接通“电枢电源”开关。
电动机开始起动，这时将起动电阻R1逐步减小直到为0为止。
操作不宜过快，须与电动机加速过程相适应，并注意电枢回路的电流变化情况。
3）将电动机电枢绕组或励磁绕组的出线端对调，重新起动，观察电动机旋转方向的改变。
4）改变他励直流电动机的电枢电压（减小）及调节电枢回路或励磁回路中的可变电阻1R 或1f R ，观察电动机转速的变化情况，以熟悉他励直流电动机的调速方法。
图1-12、他励直流电动机的工作特性和固有机械特性的测定。
实验一 他励直流电动机特性以及调速运行
实验一他励直流电动机特性以及调速运行一、实验目的1.了解他励直流电动机的基本原理和结构；2.掌握他励直流电动机的特性曲线及其调速方法；3.通过实验研究，掌握生产过程中如何实现合理的调速运行。
二、实验原理电动机是将电能转换为机械能的机械装置。
其构成包括定子和转子两个部分。
定子为不可移动部分，包括电控系统和一个磁场。
转子为可动部分，通常包括电枢和磁极，磁极的极性可以根据需要改变。
当通入可变直流电流时，电枢内产生电磁场与磁极产生的磁场相互作用，使电枢开始转动。
2.调速运行原理他励直流电动机的调速可以通过改变电枢电流、定子电流、磁极电流等方式实现。
其调速原理基于电机理论和电气控制原理，根据负载要求设定输出转矩或转速目标值，然后通过电器控制手段，调整电机输出、电机参数变化来完成调速。
三、实验设备数字万用表、直流电动机、直流电源、变阻器、稳压电源、转速计、电阻箱、实验箱、电压表、电流表、按键板等。
四、实验步骤1.将直流电动机与直流稳压电源接通，检测电动机运行状态是否正常。
2.测量电动机的空载电压和空载电流，在此基础上绘制空载特性曲线。
3.通过调节变阻器中的电阻，改变电动机的负载电路，测量电动机各负载点的电流和电压，然后绘制负载特性曲线。
4.利用变阻器调节直流稳压电源输出电压，测量不同电压下电动机转速，并绘制调速特性曲线。
5.掌握电流和电压的比例关系，通过调整调速器中的电阻值，控制稳压电源输出电压，从而控制电动机的转速。
6.掌握电枢电流和输出转矩的关系，通过改变电枢电流改变电动机的输出转矩，进而控制电动机的输出功率。
五、实验结果分析通过实验，我们可以得到电动机的空载特性曲线、负载特性曲线和调速特性曲线。
通过这些特性曲线，我们可以了解该电动机的电流、电压、负载情况和运行状态。
在生产实际中，需要根据实际需要调节电动机输出的功率和转速。
六、实验注意事项1.实验前，需要仔细查看电动机和稳压电源的连接方式及电路图。
2.操作时，需仔细确认电路连接是否正确，不得错误接线。
他励直流电动机调速方法
他励直流电动机调速方法拖动肯定的负载运行，其转速由工作点打算。
假如调整某些参数，则可以转变转速。
n = U / (CeΦ) - [(Ra+Rp) / (CeCTΦ2)]×T = n0L - kT直流电动机的调速方法有三种: (1)转变电枢回路外串电阻Rtj；(2)转变励磁回路外串电阻Rf即转变磁通Φ；(3)转变电枢电压U。
三种调速方法实质上都是转变了电动机的机械特性曲线外形，使之与负载机械特性曲线的交点转变，以达到调速的目的。
一、转变电枢电压调速（设TZ为常数）降低电枢电压时，电动机机械特性平行下移。
负载不变时，交点也下移，速度也随之转变。
优点：调速后，转速稳定性不变、无级、平滑、损耗小。
便于计算机掌握。
缺点：需要特地设备，成本较高。
（可控硅调压调速系统）二、转变励磁电流调速(调整励磁电阻)（设TZ为常数）增大励磁电阻即削减励磁电流时，磁通Φ削减，电动机机械特性n0L 点和斜率增大。
负载不变时，交点也下移，速度也随之转变。
优点：励磁回路电流小约为(1~3)% IN , 损耗小，连续调速，易掌握。
缺点：只能上调，最高转速受机械强度的限制，负载转矩大时调速范围小。
三、电枢回路串入调整电阻调速调整电阻Rp增大时，电动机机械特性的斜率增大，与负载机械特性的交点也会转变，达到调速目的。
优点：设备简洁、操作便利。
缺点：只能在低于固有机械特性的范围内调速，低转速时变化率较大，电枢电流较大，调速过程中有损耗。
四、转变电动机转向的方法要转变电动机转向，就必需转变电磁转矩的方向。
T = CT Φ Ia依据电动机的工作原理，单独转变磁通方向（即通过转变励磁绕组连接）或者单独转变电枢电流的方向，均可以转变电磁转矩的方向。
故转变转向的方法：(1)对于并励电动机，单独将励磁绕组引出端对调。
(2)单独将电枢绕组引出端对调。
对于复励电动机，应将电枢引出端对调或者同时将并励绕组和串励绕组引出段分别对调（维持加复励状态）。
任务3.3 直流电动机的启动、反转、调速与制动
【任务实施】
1.任务实施的内容 直流电动机的启动、反转、调速与制动试验。 2.任务实施的要求 掌握直流电动机的启动、反转方法、调速和制动的方法。 3.设备器材 导轨、测速发电机及转速表，1套；校正直流测功机，1台；他 励直流电动机，1台；直流电压表，2块；直流电流表，3块；可调 电阻器，3只 。 4.任务实施的步骤 (1)他励直流电动机的启动 按图3-37接线。图中他励直流电动机M用DJ15，其额定功率PN ＝185W，额定电压UN＝220V，额定电流IN＝1.2A，额定转速nN＝ 1600r/min，额定励磁电流IfN＜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A1、A2选用200mA挡， A3 、A4选用5A挡。直流电压表V1、V2 选用1000V挡。
3.他励直流电动机的回馈制动 图3-36(a)是电车下坡时正回馈制动机械特性，这时n＞n0，是 电动状态，其机械特性延伸到第二象限的直线。图3-36(b)是带位 能负载下降时的回馈制动机械特性，直流电动机电动运行带动位 能性负载下降，在电磁转矩和负载转矩的共同驱动下，转速沿特 性曲线逐渐升高，进入回馈制动后将稳定运行在F点上。需要指出 的是，此时转子回路不允许串入电阻，否则将会稳定运行在很高 转速上。
(2)直流电动机的反转 将电枢串联启动变阻器R1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，将电枢的两端接线对调后，再按他励电 动机的启动步骤启动电动机，并观察电动机的转向及转速表指针偏 转的方向。 (3)调速特性 ①电枢回路串电阻(改变电枢电压Ua)调速。保持U＝UN、If＝IfN ＝常数，TL＝常数，测取n＝f(Ua)。 按图3-37接线。直流电动机M运行后，将电阻R1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，Ia＝0.5IN，If＝IfN，记下此时MG的IF值。 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Ia，记录于表3.6中。
他励直流电动机实验(1)
22
实验内容—他励直流电动机的机械特性
二、人为机械特性—电枢串电阻 1. 励磁电流调至100mA左右 2. 电枢回路调节至1/3位置（R=30Ω） 3. 电枢电压调至约最小，开始起动电机 4. 电枢电压调至约200V 5. 调节测功机转矩设置钮（小→大），不要超过额
电枢串电阻、降压）。并进行简单分析。 3. 说明电枢回路串接的变阻器和励磁回路串接的
变阻器的作用？起动电机时两个变阻器分别应 调节在什么位置最好？ 4. 说明励磁电源开关和电枢电源开关的开、关顺 序。 5. 如何改变直流电动机的转向？
28
表2-1
U1=UN= 220 V
I（A）
实 验 数 n (r/min) 据
T2（N·m）
计 算
P2（W）
数
据 η（%）
If2= 100 mA
画出机械特性曲线 29
电源+
A
励磁
Rf
励磁调节电阻
电源-
电源+
A
电枢
电源-
Ra
电枢调节电阻
30
数量 1台 1台 1件
1件 1件
9
10
11
他励直流电机实验连线
12
13
PN=80w UN=220v IN=0.55A nN=1500rpm
14
1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的开关按键来实现功 能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按键
PCBA
2. 接通“可调直流稳压电源”开关，按复位开关，可获得 80～250V、3A可调节的直流电压输出，供直流电机电枢绕 组使用。
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。
（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。
直流他励电动机实训报告
一、实验目的1. 了解直流他励电动机的结构和工作原理。
2. 掌握直流他励电动机的起动、调速和制动方法。
3. 通过实验验证直流他励电动机的电磁转矩、转速和效率等基本特性。
4. 培养学生实际操作能力和严谨的科学态度。
二、实验原理直流他励电动机是一种常用的交流电动机，其工作原理是利用电磁感应原理，将电能转化为机械能。
当电枢绕组中通入直流电流时，在磁场中产生电磁转矩，驱动电机旋转。
三、实验设备1. 直流他励电动机 1台2. 直流电源 1台3. 电流表、电压表、转速表各1个4. 负载 1个5. 电阻箱 1个6. 实验架 1个四、实验步骤1. 将直流电源、电流表、电压表、转速表和负载接入直流他励电动机。
2. 调节直流电源，使电机的励磁电流为额定值。
3. 接通电源，观察电机的起动过程，记录起动电流、起动电压和起动时间。
4. 在电机稳定运行后，记录电机的额定电流、额定电压和额定转速。
5. 改变电枢电压，观察电机转速的变化，记录不同电压下的转速。
6. 改变负载，观察电机转速的变化，记录不同负载下的转速。
7. 记录电机的空载电流、空载电压和空载转速。
8. 断开电源，进行制动实验，观察电机的制动效果。
9. 根据实验数据，绘制电机的工作特性曲线。
五、实验结果与分析1. 起动过程：电机在接通电源后，电流逐渐增大，电压逐渐降低，转速逐渐提高。
起动过程中，电流较大，电压较低，转速较高。
2. 额定运行：电机在额定电压、额定电流和额定负载下运行，转速稳定，电流和电压基本不变。
3. 调速实验：当改变电枢电压时，电机转速随之变化。
电压越高，转速越快；电压越低，转速越慢。
4. 负载实验：当改变负载时，电机转速随之变化。
负载越大，转速越低；负载越小，转速越高。
5. 空载实验：电机在空载状态下运行，转速较高，电流和电压较小。
6. 制动实验：电机在制动状态下，转速迅速降低，电流和电压逐渐减小。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了直流他励电动机的结构和工作原理。
他励直流电动机实验报告
一、实验目的1. 理解他励直流电动机的结构和工作原理。
2. 掌握他励直流电动机的接线方法。
3. 学习测量他励直流电动机的起动电流、额定电流和额定电压。
4. 熟悉他励直流电动机的调速方法。
二、实验原理他励直流电动机是一种将直流电能转换为机械能的电动机，其工作原理是基于电磁感应定律。
当直流电源给电动机的电枢绕组供电时，电枢绕组中产生电流，进而产生磁场。
该磁场与固定磁场相互作用，产生电磁转矩，驱动电动机转动。
三、实验器材1. 他励直流电动机一台2. 直流电源一台3. 电流表、电压表各一台4. 电阻器一台5. 导线若干6. 电位计一台四、实验步骤1. 搭建实验电路：将直流电源、电流表、电压表、电阻器、电位计和电动机连接成闭合回路。
2. 调整电阻器阻值：将电阻器串联在电动机电枢回路中，调整电阻器阻值，使电动机电枢回路总电阻约为额定电阻的1/2。
3. 测量起动电流：闭合电路，逐渐增加直流电源电压，观察电流表读数，记录电动机起动电流。
4. 测量额定电流和额定电压：继续增加直流电源电压，当电动机转速稳定时，记录电流表和电压表读数，分别得到电动机的额定电流和额定电压。
5. 调速实验：将电阻器阻值调至较小值，观察电动机转速变化；将电阻器阻值调至较大值，观察电动机转速变化。
6. 改变电动机转向：将电动机电枢接线柱中的一个与直流电源负极相连，另一个与正极相连，观察电动机转向变化。
五、实验结果与分析1. 起动电流：实验中测得起动电流约为额定电流的1.5倍，说明电动机在启动过程中电流较大。
2. 额定电流和额定电压：实验中测得电动机的额定电流为IN，额定电压为UN，符合电动机铭牌参数。
3. 调速实验：实验中发现，减小电阻器阻值，电动机转速增加；增大电阻器阻值，电动机转速降低。
这说明通过改变电枢回路电阻，可以实现对电动机转速的调节。
4. 改变电动机转向：实验中发现，改变电动机电枢接线柱中一个与直流电源负极相连，另一个与正极相连，可以改变电动机转向。
他励直流电动机的调速
摘要随着工业的不断发展，电动机的需求会越来越大，电动机的应用越来越广泛，电动机的操作系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为现代化工业、家庭生活和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且能提供多种应用服务，使人们的生活质量有了大幅度的提高，摆脱了人力劳作的模式。
而电动机主要应用于工业生产的自动化操作中是电动机的主要应用之一，因此本课程设计课题将主要以在工业中电动机调速方法的应用过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为工业生产提供理论依据和实践指导。
关键词：他励直流电动机；调速；机械特性目录1 引言12 直流电动机12.1 直流电动机的介绍12.2 直流电动机的分类13 他励直流电动机23.1 他励直流电动机的基本工作原理23.2 他励直流电动机的机械特性34 他励直流电动机的调速54.1 调速的基本概念54.2 调速的指标64.3 调速的方式84.3.1 电枢串电阻调速84.3.2 改变电枢电源电压调速84.3.3改变励磁电流调速95实例分析106结论12参考文献13 致141 引言现代工业中，有大量的生产机械，要求能改变工作速度。
例如金属切削机床，由于加工工件的材料和精度要求不同，速度也就不同。
又如轧钢机，当轧制不同品种和不同厚度的钢材时，也必须采用不同的最佳速度。
所谓调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为地改变电动机的转速。
这是生产机械经常提出的要求。
调速性能的好坏往往影响到生产机械的工作效率和产品质量。
所以直流电动机的调速在生产工作中起着至关重要的作用。
2 直流电动机2.1 直流电动机的介绍直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。
直流电动机以其结构复杂、价格较贵、体积较大、维护较难而使得其应用受到了影响。
随着交流电动机变频调速系统的发展，在不少应用领域中已为交流电动所取代。
但是直流电动机又以起动转矩大、转速性能好、自动控制方便而著称，因此，在工业等应用领域中仍占有一席之地。
直流他励电动机启动调速和改变转向数据误差分析
直流他励电动机启动调速和改变转向数据误差分析直流他励电动机是一种常用的电动机，广泛应用于各种工业领域。
在启动调速和改变转向过程中，可能会产生数据误差。
1.启动误差分析：
启动时，电动机的实际速度可能与预期速度不完全一致。
这可能是由于电源电压波动、机械负载变化或电机参数误差等原因导致的。
对于启动误差，可以通过采用闭环控制系统、使用编码器进行反馈等方法来减小误差，并提高启动的精度和稳定性。
2.调速误差分析：
在运行过程中，电动机的实际速度与设定速度之间可能存在误差。
这可能是由于负载变化、传感器误差、电机参数变化等原因造成的。
调速误差可以通过采用PID控制算法、使用高精度传感器、进行定期校准等方法来减小。
同时，合理设计控制系统的参数和参数补偿也可以改善调速性能。
3.转向误差分析：
在改变电动机的转向时，可能会出现转向误差，即实际转向角度与预期转向角度之间的差异。
这可能是由于机械结构的松动、传感器精度、控制算法等因素引起的。
为减小转向误差，可以采用精密的机械结构设计、使用高精度的转向传感器、优化控制算法等方法。
此外，定期维护和检查也是减小
转向误差的重要环节。
直流他励电动机启动调速和改变转向过程中的数据误差分析是
一个复杂的问题，需要综合考虑多个因素。
通过合理的控制系统设计、传感器选择和参数优化等方法，可以减小误差，提高电动机的性能和稳定性。
他励直流电机实验报告
他励直流电机实验报告实验目的：通过实验，了解直流电机的基本结构、工作原理与特性，掌握直流电机的运转条件及其调速原理。
熟练掌握测定直流电机电动势、工作特性及调速特性的方法和技术手段。
实验原理：直流电机的基本结构是由电动机主体、电刷、电刷架、转子、轴承、端盖、上下盖板、绕组以及电气接线等部分组成。
直流电机在工作时，电刷将电磁铁磁场中变化的磁通量切割，形成电动势并作用在转子上产生转矩，使直流电机旋转。
直流电机有两种调速方式：1. 增加电源电压，可以使直流电机的转速加快；2. 改变磁通量产生的力矩或者铁心中的磁场分布，调节转矩、速度以改变转速。
实验器材：电动励磁台、电流表、电压表、转速表、直流电机。
实验步骤：1. 将电动励磁台并联某一个稳压稳流电源，计算电路参数，使得直流电机的额定电压和额定电流分别为 $V_r$ 和 $I_r$。
2. 调节电动励磁台电压 $U_e$，使得直流电机的空载转速 $n_0$ 等于设定的转速$n_d$。
a. 直流电机的额定电压 $V_r$；4. 根据实验数据，计算出直流电机的电动势 $E_a$、电枢电阻 $R_a$、电机负载转矩 $T_L$、电机效率 $\eta$ 等物理量，并绘制出电机的负载特性及其调速特性曲线。
实验结果：1. 直流电机的额定电压 $V_r$ 为 $220V$，额定电流为 $2A$。
4. 测得直流电机在不同负载下，电流、电压、转速等物理量如下表所示：| 负载电流 $I_L$ | 负载电压 $V_L$ | 转速 $n$ || --- | --- | --- || 0.3A | 218V | 1415r/min || 0.6A | 215V | 1410r/min || 0.9A | 207V | 1403r/min || 1.2A | 195V | 1387r/min |5. 根据上述数据计算得到直流电机的电动势 $E_a$ 为 $120V$，电枢电阻$R_a$ 为$2.3Ω$，电机负载转矩 $T_L$ 在不同负载下分别为$3.82N·m$、$7.68N·m$、$11.05N·m$、$14.38N·m$，电机效率 $\eta$ 在不同负载下分别为 $66.4\%$、$67.9\%$、$68.1\%$、$67.3\%$。
实验一 直流他励电动机调压调速和调磁调速实验
实验一直流他励电动机调压调速和调磁调速实验一、实验目的1、学习直流电动机的基本工作原理；3、理解直流电动机的调速特性及其影响因素；4、锻炼实验操作和数据处理能力。
二、实验原理直流电动机是利用电磁感应的原理将直流电能转化成机械能的一种电动机。
它的基本构造由电枢、磁极、定子和机壳等部分组成。
其中直流电源用于给电枢供电，磁极用于建立磁场，定子包括电枢绕组、磁场绕组和绕线圈等部分，机壳则起到机械保护和散热作用。
当电枢与磁场相互作用时，电枢上产生电磁势力和电动势，并且在电枢上产生电流，与磁场产生力矩作用，最终将机械能转化成电能。
2、直流电动机调压调速(1)调压：在直流电动机中加入稳压源，由于稳压源的电压值可以控制，所以可以通过控制稳压源的输出电压，来控制电动机的转速。
(2)调速：调速的方法有多种，如增加电枢电源电压、减小磁通量、改变电枢接线、改变定子绕组、改变电机电阻等。
其中改变电枢电源电压是最常用的方法。
由于电枢电源电压与电枢转速之间呈线性关系，所以可以通过改变电枢电源电压的大小来控制电机的转速。
调磁是通过改变磁极电流，改变磁场强度来控制电机的转速，使电机在不同的负载下稳定运行。
在直流电动机中，调磁可以分为增磁和减磁两种方法。
增磁的方法有增大磁通量、加强磁极电流、改变磁极形状等；减磁的方法有减小磁通量、拉长电枢线圈、延长通电时间等。
其中增大磁通量、加强磁极电流是常用的方法。
三、实验仪器设备直流电机、励磁电源、万用表、直流稳压电源、电流表、电位器、开关等。
四、实验过程1、调压调速实验(1)将装备连接好，操作前检查线路是否正常连接。
(2)进行空载测量，将励磁电源开关打开，调整直流稳压电源电压使其与直流电机额定电压相同，记录转速n0和励磁电压Ue0，顺时针旋转电位器逐渐增加励磁电压，记录电机转速n和励磁电压Ue。
(3)计算电机的速度调整量Δn，调整量表示为Δn=(n-n0)/n0*100%。
(3)缩小磁极电流，记录电机转速n和励磁电压Ue，并测定磁极电流I。
他励电动机实训报告
摘要：本报告主要介绍了他在进行他励电动机实训过程中的实践经历、收获与心得。
通过实训，他对他励电动机的结构、工作原理、运行特性及控制方法有了更深入的了解，并掌握了相关的实验技能。
一、实训目的1. 熟悉他励电动机的结构、工作原理及运行特性。
2. 掌握他励电动机的接线方法、启动方法及调速方法。
3. 学会使用他励电动机进行实验，了解实验过程及注意事项。
4. 培养动手能力、实验技能及团队合作精神。
二、实训内容1. 他励电动机的结构与工作原理他励电动机是一种直流电动机，其特点是励磁绕组与电枢绕组分别由不同的电源供电。
他励电动机主要由电枢、励磁绕组、电刷、换向器、支架等组成。
（1）电枢：电枢是电动机的旋转部分，主要由铁芯、线圈等组成。
铁芯由硅钢片叠压而成，线圈绕制在铁芯上。
（2）励磁绕组：励磁绕组是电动机的励磁部分，由一定数量的线圈绕制在磁极上。
励磁绕组通过直流电源供电，产生磁场。
（3）电刷：电刷是连接电枢绕组和励磁绕组的部件，通过电刷与换向器接触，实现电能的传递。
（4）换向器：换向器是电动机的换向装置，由多个铜片组成，通过电刷与换向器接触，实现电枢绕组的换向。
（5）支架：支架是电动机的固定部分，用于支撑电枢、励磁绕组等部件。
2. 他励电动机的接线方法（1）单相励磁：将励磁绕组的一端接到电源的正极，另一端接到电源的负极。
（2）双相励磁：将励磁绕组的两个端点分别接到电源的两个不同相。
3. 他励电动机的启动方法（1）直接启动：将电枢绕组接到电源，励磁绕组接到励磁电源。
（2）降压启动：先对电枢绕组进行降压，待电动机转速接近额定转速时，再将励磁绕组接到励磁电源。
4. 他励电动机的调速方法（1）改变励磁电流：通过改变励磁电流的大小，可以改变电动机的转速。
（2）改变电枢电压：通过改变电枢电压的大小，可以改变电动机的转速。
三、实训过程及心得1. 实训过程在实训过程中，我们首先对电动机的结构进行了了解，然后按照实训指导书的要求进行接线、启动及调速。
他励直流电动机实训报告
一、实验目的1. 了解并掌握他励直流电动机的结构、工作原理和运行特性。
2. 熟悉他励直流电动机的接线方法、起动与调速方法。
3. 通过实验验证他励直流电动机的机械特性，分析其运行规律。
4. 培养动手操作能力和实验数据分析能力。
二、实验原理他励直流电动机是一种直流电动机，其励磁绕组和转子绕组分别由不同的电源供电。
他励直流电动机具有调速范围宽、起动转矩大、响应速度快等优点，广泛应用于各种场合。
三、实验设备1. 他励直流电动机一台2. 交流电源一台3. 直流电源一台4. 调速电阻一组5. 电流表、电压表、转速表各一台6. 导线若干四、实验步骤1. 电动机接线：根据电动机铭牌参数，正确连接励磁绕组和转子绕组，并连接电源、电流表、电压表和转速表。
2. 起动电动机：闭合开关，启动电动机，观察电动机的起动过程，并记录起动电流、起动电压和起动时间。
3. 调速实验：1. 采用电枢串电阻调速：将调速电阻串联在电枢回路中，逐步增加电阻值，观察电动机的转速变化，并记录不同电阻值下的转速、电流和电压。
2. 采用降低电源电压调速：逐步降低电源电压，观察电动机的转速变化，并记录不同电压值下的转速、电流和电压。
4. 机械特性实验：保持电动机的磁通不变，逐步增加负载，观察电动机的转速、电流和电压变化，并记录不同负载下的运行数据。
5. 数据处理与分析：对实验数据进行整理和分析，绘制电动机的机械特性曲线，分析其运行规律。
五、实验结果与分析1. 起动过程：电动机起动时，电流较大，电压较高，转速较低。
随着电动机转速的升高，电流逐渐减小，电压逐渐降低。
2. 调速实验：1. 电枢串电阻调速：随着电阻值的增加，电动机的转速逐渐降低，电流逐渐增大，电压基本保持不变。
2. 降低电源电压调速：随着电源电压的降低，电动机的转速逐渐降低，电流逐渐增大，电压基本保持不变。
3. 机械特性实验：电动机的机械特性曲线呈下降趋势，表明电动机的转速随着负载的增加而降低。
机电传动控制实验指导书
机电传动控制实验指导书2022年3月-1-实验一他励直流电动机（2节）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、掌握他励直流电动机的接线方法，以及启动、换向、调速和制动的方法。
3、掌握使用相关仪器仪表测量他励直流电动机的工作特性和机械特性。
二、实验设备及仪器1、NMEL系列电机教学实验台的主控制屏（NMCL-II）。
2、电机导轨及涡流测功机、转矩/转速调节及测量组件（NMEL-13）。
3、可调直流稳压电源（NMEL-18，含直流电压、电流、毫安表）4、直流电压、毫安、安培表（NMEL-0010）。
5、直流他励电动机（M03）。
6、波形测试及开关板（NMEL-05）。
7、可调电阻箱（NMEL-03/4）三、实验内容及步骤实验电路图1-1M：他励直流电动机（M03）。
U1：可调直流稳压电源（NMEL-18/1），为电枢绕组供电。
Uf：可调直流稳压电源（NMEL-18/2），为励磁绕组供电。
R1：电枢调节电阻（NMEL-03/4）。
-2-＋AR112SRLIaV2M－mA＋RfIf＋U1V1UfUa－－GIRf：励磁调节电阻（NMEL-03/4）。
RL：能耗制动限流电阻（NMEL-03/4中的900Ω可变电阻）。
S：能耗制动开关（NMEL-05）。
V1：可调直流稳压电源自带直流电压表（NMEL-18/1）。
A：可调直流电源自带直流电流表（NMEL-18/1），或量程为2A的直流电流表（NMEL-0010）。
V2：量程300V的直流电压表（NMEL-0010）。
mA：可调直流电源自带直流毫安表（NMEL-18/2），或量程为200mA的直流电流表（NMEL-0010）。
G：涡流测功机，涡流测功机的转矩/转速调节（NMEL-13）。
按实验电路图1-1所示连接好实验设备和线路。
经检查无误后，按以下项目及步骤进行实验，测量实验数据。
根据数据计算分析后完成实验报告。
1、他励直流电动机的启动（先励磁通电，后电枢通电）（1）将R1调至最大，Rf调至最小，将MEL-13“转速控制/转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底(转矩最小)。
直流他励电动机实验
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的启动电阻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。
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
电机学实验指导书
实验一他励直流电动机（认识）实验一、实验目的1、认识DDSZ-1型电机及电气技术实验装置，了解电机拖动实验的基本要求与安全操作规程。
2、认识和了解在电机拖动实验中所用的电源、开关、仪表、挂件、电机等组件及使用方法。
3、熟悉他励直流电动机的接线、起动、（固有、人为）机械特性、改变转向与调速的基本方法。
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?否则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? 若励磁回路因断开造成失磁时,接通电枢电源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电源控制屏及电枢电源、励磁电源、变阻器、直流电压表、电流表、直流测速发电机转速表的使用方法；了解校正直流测功电动机、普通直流电动机的铭牌参数及要求。
2、直流他励电动机的连线、起动准备、起动；测试机械特性直流他励电动机的调速及改变转向。
四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序1、实验设备：DD03-DJ23-DJ15、D31、D42、D31、D44、D51、D55-1。
2、控制屏上挂件排列顺序：D31、D42、D31、D44、D51、D55-1。
五、实验说明及操作步骤1、由指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置面板布置及使用方法。
2、直流他励电动机的机械特性1）直流他励电动机的接线f112图1－1 他励直流电动机接线图断开控制屏上的电源，按图1-1接线。
直流他励电动机用DJ15 (其额定功率PN =185W，额定电枢电压UN=220V，额定电流IN=1.2A,额定转速nN=1600r/min, 额定励磁电压UFN =220V，额定励磁电流IfN＜0.13A)。
校正直流测功机MG作为发电机使用。
TG为测速发电机。
直流电表选用D31（含直流电压表，直流安培表，直流毫安表各一块）。
实验一 直流电动机
实验一 直流电动机一、实验目的1．熟悉他励直流电动机的启动、调速和改变转向的方法。
2．用实验方法测取他励直流电动机的工作特性和机械特性。
3．学习测取他励直流电动机调速特性的方法。
二、实验内容1．他励直流电动机的启动、调速和改变转向的方法。
2．他励直流电动机额定工作点的求取和测取他励直流电动机的工作特性n =f (P 2)、T =f (P 2)、 =f (P 2)，机械特性n =f (T )。
3．测取他励直流电动机调速特性。
4．他励直流电动机的能耗制动实验。
三、实验线路说明：1．为了测量直流电机的转矩和转速大小，转矩/转速测量仪表LDSP 的I a +、I a -必须串接到直流电机的电枢回路，U a +、U a -要并接到直流电机的电枢绕组两端，并且测量仪表的接线正负极性要与使用说明书中的规定一致。
2．接线时注意选择合适量程的仪表。
合 分 + -直流机电枢电源220V/20A 合 分 + -同步机励磁电源40V/4AA1A3A2A4V1M —LDSPV3V2合 分+ - 直流机励磁电源220V/2AG ～实验负荷箱交流接触器WW图1-1 他励直流电动机实验线路原理图四、实验说明在通电实验之前，请仔细阅读附录中有关直流电源和转矩/转速表LDSP的使用说明。
1．他励直流电动机的启动和改变转向实验步骤：（1）请参照实验线路图1-1正确接线。
（2）检查实验台左侧的三个电源箱的开关应在断开位置。
（3）合上总电源开关和操作电源开关，按下操作电源合闸按钮，对应的红色指示灯亮；检查台面上所有的按钮处于断开位置，均为绿灯亮；所有数字表显示无错误。
（4）按下实验台直流机励磁电源（220V/2A）合闸按钮，合上直流机励磁电源箱（220V/2A）的电源开关，点击“增”按钮将直流电动机的励磁电压调到额定值220V；（5）按下实验台直流机电枢电源（220V/20A）合闸按钮，合上直流机电枢电源箱（220V/20A）的电源开关，点击“增”按钮将电枢电源电压从零逐渐升高，观察“LDSP转矩/转速表”上的直流电机转速显示值逐渐上升至空载额定转速（约1500r/min），注意电机转向应与标定转向相同。
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上海开放大学
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：__________________
学生姓名：__________________
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
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。
（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。
取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值
)
(3
1
321a a a a R R R R ++=
表中：
（4）计算基准工作温度时的电枢电阻
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R aref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。
（Ω）。
R a ——电枢绕组的实际冷态电阻。
（Ω）。
θref ——基准工作温度，对于E 级绝缘为75 ℃。
θa ——实际冷态时电枢绕组的温度。
（℃） 3、直流仪表、转速表和变阻器的选择
直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变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1000V 量程档。
（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A 3可选用直流电流表的5A 量程档；额定励磁电流小于0.16A ，电流表A 1选用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R 1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2-2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 f N ＜0.16A 。
)(311312111a a a a R R R R ++=)(3
1
2322212a a a a R R R R ++=)
(313332313a A a a R R R R ++=a
ref a
aref R R θθ++=235235
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。
R 1选用D44的180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻，R 2选用D41的90Ω电阻6只串联和D42的900Ω与900Ω并联电阻相串联作为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。
5、他励直流电动机起动步骤
（1）检查按图1-2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靠。
然后，将电动机电枢串联起动电阻R 1、测功
机MG 的负载电阻R 2、及MG 的磁场回路电阻R f2调到阻值最大位置，M 的磁场调节电阻R f1调到最小位置，断开开关S ，并断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动准备。
（2）开启控制屏上的电源总开关，按下其上方的“开”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R f2使I f2 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）M 起动后观察转速表指针偏转方向，应为正向偏转 ，若不正确，可拨动转速表上正、反向开关来纠正。
调节控制屏上电枢电源‘电压调节’旋钮，使电动机端电压为220伏。
减小起动电阻 R 1阻值，直至短接。
励磁电I +
－
电枢电源
I
（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I F改变，即直流电动机M的输出转矩T2改变（按不同的I F值，查对应于I f2=100mA时的校正曲线T2=f(I 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
分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R1和励磁回路的调节电阻R f1，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R1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指针偏转的方向。
五、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R f1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R1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R1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R1调回到最大值，励磁回路串联的电阻R f1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：100mA，以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。
六、实验报告
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。
答：（1）直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变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。
（2）①电压量程的选择：
如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为1000V量程档。
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可选用直流电流表的5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，电流表A
选用200mA量程
1
档。
2、在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化
答：（1）在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻R1，电机的转速将减小。
（2）增大励磁回路的调节电阻，转速将上升。
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
答：（1）直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器R f1应调到最小位置，使得励磁回路的励磁电流I f为额定电流I N，产生的磁通φ为额定磁通φN。
（2）若励磁回路断开造成失磁时,即励磁电流If =0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻，电动机的转速将迅速上升，造成“飞车”；若电动机负载较重，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，超过电动机的最大电流值，引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。
4、用什么方法可以改变直流电动机的转向
答：将电枢串联起动变阻器R1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，即可改变电动机的转向。