实验一 他励直流电动机的起动与调速
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。
通过本次实验，我们加深了对直流电动机降压启动原理的理解，并掌握了一种有效的电动机启动方法。
这对于我们今后在工程实践中的运用具有重要意义。
同时，我们也意识到电动机启动电流对电网的影响，因此在实际应用中需要合理选择启动方法，以确保电动机的正常运行和电网的稳定性。
本次实验通过实际操作和数据分析，深入探究了励磁直流电动机降压启动的原理和过程。
他励直流电动机的调速
T TL
8
他励直流电动机的调速
n02
3、减弱磁通调速 n
C
B A TL
n
I a1 I aN
ia
ia
n2 n01 n1 n0 nN
A’ 2
1 N
n1
n t
9
nN
Tem t=0
他励直流电动机的调速
优点： 由于在电流较小的励磁回路中进行调节，因而
控制方便，能量损耗小，设备简单，调速平滑性好。 弱磁升速后电枢电流增大，电动机的输入功率增大， 但由于转速升高，输出功率也增大，电动机的效率 基本不变，因此经济性是比较好。
ni ni 1
他励直流电动机的调速
1、电枢回路串电阻调速
n n0 n A’ IaN Ra Ra+Rs1 Ra+RS2 TL Tem nN n1 t=0
5
ia
ia
n
t
nN n1
n2
A B C
RS1>RS2
0
他励直流电动机的调速
优点：电枢串电阻调速设备简单，操作方便。
1）由于电阻只能分段调节，所以调速的平 缺点： 滑性差； 2）低速时特性曲线斜率大，静差率大，所 以转速的相对稳定性差； 3）轻载时调速范围小，额定负载时调速范围 一般为D≦2； 4）损耗大，效率低，不经济。对恒转矩负 载，调速前、后因增通不变而使Tem和Ia不变， 输入功率不变，输出功率却随转速的下降而下 降，减少的部分被串联电阻消耗了。
他励直流电动机的调速
弱磁调速时，磁通 是变化的，在不同转速下 若保持电流 I a I N 不变，即电机得到充分利用，容 许输出转矩和功率分别为：
U N I N Ra C2 T Tem CT I N CT Ce n n Tn C2 n C2 P 9550 n 9550 9550
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。
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）。
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。
他励直流电动机启动和调速原理
他励直流电动机启动和调速原理
二、他励直流电动机调速原理 他励直流电动机的调速主要通过改变电枢电压、磁通或电枢回路电阻来实 现，具体方法包括： 1、电枢电压调速：通过改变电枢电压来调节电动机的转速。电压降低，转速 也随之降低。 2、磁场调速：通过改变励磁电流来调节磁通，从而改变电动机的转速。磁通 减小，转速增加。 3、电枢回路串电阻调速：在电枢回路中串联不同阻值的电阻，通过改变电阻 值来调节电动机的转速。电阻增大，转速降低；电阻减小，转速增加。
他励直流电动机启动和调速原理 2024.12.08
他励直流电动机启动和调速原理
他励直流电动机，是指电机的励磁线圈和电枢绕组 是分开的电机，励磁电流单独提供，与电枢电流无关。
一、他励直流电动机的启动原理 他励直流电动机的启动是指从静止状态加速到稳定 运行状态的过程。启动过程中需要注意以下几点： 1、起动转矩和起动电流：在启动瞬间，电磁转矩称 为起动转矩，电枢电流称为起动电流。由于电枢电阻很小，直接启动会导致 很大的起动电流，恶化等问题。因此，一般不允许直接启动，除非是小容量电动机。 2、启动方法：常用的启动方法包括： a、电枢回路串电阻起动：在电枢回路中串联电阻，以限制启动电流。随 着转速上升，逐步切除电阻，直至电动机达到稳定运行状态。 b、降压启动：通过降低启动时的电压来减小电流和电磁转矩，适用于需 要平滑启动的场合。
欢迎指正！
他励直流电动机的调速【精品-PDF】
他励直流电动机的调速【精品-PDF】直流电动机是一种重要的电动机类型，广泛应用于各种机械和工业设备中。
直流电动机有广泛的应用范围，从家用电器到工业机械，都有其使用的市场。
直流电动机的特点是其调速性能非常优越，可以实现比其他电动机更好的速度控制。
因此，在各种应用中，调速技术是直流电动机使用中关键的一个因素。
本文将重点介绍直流电动机的调速技术，包括直流电动机的调速控制器、调速方法以及相关技术应用等方面的内容，以帮助读者了解直流电动机和其调速技术。
一、直流电动机及其调速直流电动机是一种可以将电能转换为机械能、实现运动的电动机，其构造简单，使用方便，广泛应用于各种机械和工业设备中。
直流电动机的转速高、速度调节范围大，并且可以实现快速反应，因此被用于需要精确控制转速的系统中。
直流电动机有以下几个特点：（1）调速性能好：直流电动机的转速可以通过改变电枢电流大小或改变励磁电流大小调节，因此其调速性能非常优越，可以实现比其他电动机更好的速度控制。
（2）启动性能好：直流电机启动时，电枢和励磁电流都比较小，在其转速上升之前可以承受一段时间较大的负载，具有启动性能好的特点。
（3）负载能力强：直流电机的负载能力强，可承受瞬时负载、过载和其他恶劣的工况条件。
（4）电机效率高：直流电机效率高，因为在高负载时，电机磁通强、因而转子铜损耗小，从而水平轴的效率高。
直流电动机可以通过两种方式进行调速：改变电枢电流大小、改变励磁电流大小。
（1）改变电枢电流大小当直流电机的励磁电流保持不变时，电枢电流决定了电机的转矩大小，从而对电机的速度和负载产生影响。
当电枢电流增加时，可以增加电机的转矩和速度，当电枢电流减小时，可以降低电机的转矩和速度。
3.直流电动机的调速控制器为了控制直流电动机的转速，需要使用一个调速控制器。
调速控制器是电子电路装置，以实现直流电动机的调速控制为目的，能够根据需求变化，控制直流电机的运行状态和输出功率。
例如，当直流电机需要解决急剧变化的工作负荷时，调速控制器可以根据工作要求，自动调节电机运行状态，以输出恰当的功率。
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。
直流他励电动机调速方法
直流他励电动机调速方法直流他励电动机是一种常见的电机类型，用于控制其转速以满足不同工况下的需求。
有许多调速方法和技术用于直流他励电动机，本文将对一些常见的调速方法进行详细介绍。
1. 电压调节法电压调节法是直流他励电动机调速的最基本方法之一。
通过调整电源的输出电压来控制电动机的转速。
当电压增大时，电机的转速也相应增加，反之亦然。
这种调速方法简单易行，但能效较低，且难以实现精确的调速控制。
2. 电阻调节法电阻调节法是通过改变电动机的励磁电流来控制电机的转速。
在电机的励磁回路中串联一个可变电阻，通过调节电阻值来改变励磁电流，从而实现调速。
这种方法可以实现较大范围的调速，但同样能效较低，而且需要维护电阻器的散热和稳定性。
3. 电枢调压法电枢调压法是通过改变电动机的电枢电压来实现调速。
在电动机的电枢回路中串联一个变压器或者换流器，通过调节输出电压来控制电动机的转速。
这种方法可以实现较为精确的调速控制，但也有能效低的问题，且对设备和维护要求较高。
4. 电枢反接法电枢反接法是将电动机的电枢端子与电源直接相接，而将励磁回路中串联一个可变电阻或变压器，通过改变励磁电流来控制电动机的转速。
这种方法可以实现较大范围的调速，但同样需要额外的功耗用于调整励磁电流，也存在一定的效率损失。
5. PWM调速法PWM调速法是通过脉宽调制技术来控制电机的转速。
通过改变开关管的通断时间比，即调整脉冲宽度，来控制电机的平均电压和电流，从而实现调速。
这种方法可以实现较为精确的调速控制，且能效较高，是目前较为常用的调速方法之一。
6. 磁场调节法磁场调节法是通过改变电动机的磁场强度来控制电机的转速。
可以通过改变励磁电流或者改变永磁体的磁场强度来实现调速。
这种方法可以实现较大范围的调速，但会影响电机的动态特性和响应速度。
7. 软启动调速法软启动调速法是通过控制电机的起动电压和电流，来实现较为平稳的起动和调速过程。
通过软启动器或者变频器等设备来实现，可以有效降低对电机和设备的冲击和损伤，也可以实现较为平滑的调速过程。
他励直流电动机的调速控制
3.停车及制动控制
按下停止按钮SB1（长按，电机停车后再松开），KM2和KM3线圈 断电释放，主触头断开，切断电动机电枢电路。 紧接着，KM1线圈通电吸合，主触头闭合，通过电阻R接通能耗制 动电路，KM1的辅助常开触头闭合，短接电容器C，使电源电压全 部加在励磁线圈两端，起到强励作用，以加强能耗制动效果。
他励直流电动机改变电枢电压极性正反转控制电路
（二）电气控制原理图设计
4.对电路进行修改完善的步骤如下：
1）原电路中的启动和正反转控制部分保持不变。 2）在励磁回路中增加主令控制器SA，控制正反转和调速。 去掉原电路中的正、反转转行程开关SQ1和SQ2。利用主令 控制器SA手柄在不同位置时能接通不同触点的特性，来换接 电枢回路的正、反向电源，并通过电枢回路分级电阻的接入 与切除进行调速控制。 3）设置电路的保护环节。 ①保留原电路的过电流保护KA1和弱磁保护KA2。 ②用主令控制器SA控制，就要去掉控制按钮与接触器的自锁 环节，这样电路就没有了欠压失压保护功能，需要设置电压 继电器KV做欠压失压保护。主令控制器SA在启动初始位接通 电压继电器KV并自锁，当SA换到其他操作档位时，电压继电 器的自锁环节为KM1、KM2、KM3、KM4提供电源通路。 4）对整个电路进行综合审查。
机为3左右。
一般直流电动机 较好 好
减弱磁通 为1~2左右；变
调速
磁通电动机最大
可达到4。
经济性
调速设备 投资少， 电能损耗 大。
调速设备 投资大， 电能损耗 小。
调速设备 投资少， 电能损耗 小。
应用
对调速性能要求 不高的场合，适 用于与恒转矩负 载配合。
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 $66.4\%$、$67.9\%$、$68.1\%$、$67.3\%$。
3.4直流他励电动机的启动特性&3.5直流他励电动机的调速特性
13
3.5.2 改变电动机电枢供电电压U
因此，直流电动机是不允许直接启动的，即在启 动时必须设法限制电枢电流。
2
限制直流电动机的启动电流的方法： 一是降压启动，即在启动瞬间，降低供电电源电压， 随着转速n的升高，反电势增大，再逐步提高供电电 压，最后达到额定电压UN时，电动机达到所要求的 转速。 二是在电枢回路内串接外加电阻启动，此时启动电 流Ist＝UN／(Ra+Rst)将受到外加启动电阻Rst的限制， 随着电动机转速n的升高，反电势E增大，再逐步切 除外加电阻一直到全部切除，电动机达到所要求的 转速。
9
金属切屑机床，根据工件尺寸、材料的性质、切屑用 量、刀具特性、加工精度等不同，需要选用不同的切削速 度，以保证产品质量和提高生产效率； 电梯类或其他要求稳速运行或准确停止的生产机械， 要求在启动和制动时速度要慢或停车前降低运转速度以实 现准确停止。 实现生产机械的调速可以采用机械的、液压的或电气 的方法。
19
过大的启动电流的危害：
1.过大的启动电流使电动机在换向过程中产生火 花，烧坏整流子； 2.过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引 起绕组的损坏，而且产生与启动电流成正比例的启动 转矩，会在机械系统和传动机构中产生过大的动态转 矩冲击，使机械传动部件损坏； 3.对供电电网来说，过大的启动电流将使保护装 置动作，切断电源造成事故，或者引起电网电压的下 降，影响其他负载的正常运行。
6
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。
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
实验一 他励直流电动机的起动与调速
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12、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。
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12、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)(31321a 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 。
校正)(311312111a a a a R R R R ++=)(312322212a a a a R R R R ++=)(313332313a A a a R R R R ++=aref aaref R R θθ++=235235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、测功图1－2 直流他励电动机接线图机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。
（4）合上校正直流测功机MG 的负载开关S ，调节R 2 阻值，使MG 的负载励磁电源I 电枢电源电流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A1选用200mA量程档。
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。