直流他励电动机机械特性.

实训三直流他励电动机机械特性

自动化0933班徐林

一．实验目的

了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性

二．预习要点

1．改变他励直流电动机械特性有哪些方法？

2．他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？

3．他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。

三．实验项目

1．电动及回馈制动特性。

2．电动及反接制动特性。

3．能耗制动特性。

四．实验设备及仪器

1．实验台主控制屏。

2．电机导轨及转速表

3．三相可调电阻900Ω（NMEL-03）

4．三相可调电阻90Ω（NMEL-04）

5．旋转指示灯及开关板（NMEL-05B）

6、直流电压、电流、毫安表（NMEL-06A）

7．电机起动箱（NMEL-09）

8．直流电机仪表、电源（含在主控制屏左下方，MMEL-18）

五．实验方法及步骤

1．电动及回馈制动特性

接线图如图5-1

M为直流发电机M01作电动机使用（接成他励方式）。

G为直流并励电动机M03（接成他励方式），U N=220V，I N=1.1A，n N=1600r/min;

直流电压表V1为MMEL-18中220V可调直流稳压电源自带，V2的量程为300V （NMEL-06A）；

直流电流表mA 1、A 1分别为MMEL-18中220V 可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表； mA 2、A 2分别选用量程为200mA 、5A 的毫伏表、安培表。 R 1选用900Ω欧姆电阻（NMEL-03）

R 2选用180欧姆电阻（NMEL-04中两90欧姆电阻相串联） R 3选用3000Ω磁场调节电阻（NMEL-09） R 4选用2250Ω电阻（用

NMEL-03中两只900Ω电阻相

并联再加上两只900Ω电阻相串联）

开关S 1、S 2选用

NMEL-05B 中的双刀双掷开关。 按图5-1接线，在开启电源前，检查开关、电阻等的设置； （1）开关S 1合向“1”端，S 2合向“2”端。

（2）电阻R 1至最小值，R 2、R 3、R 4阻值最大位置。 （3）直流励磁电源船形开

关和220V 可调直流稳压电源船形开关须在断开位置。

实验步骤。 a ．按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船

型开关和220V 电源船形开关，

使直流电动机M 起动运转，调

节直流可调电源，使V 1读数为U N =220伏，调节R 2阻值至零。

b ．分别调节直流电动机M 的磁场调节电阻R 1，发电机G 磁场调节电阻R 3、负载电阻R 4（先调节相串联的900Ω电阻旋钮，调到零用导线短接以免烧毁熔断器，再调节900Ω电阻相并联的旋钮），使直流电动机M 的转速n N =1600r/min ，I f +I a =I N =0.55A ，此时I f =I fN ，记录此值。

c ．保持电动机的U=U N =220V ，I f =I fN 不变，改变R 4及R 3阻值，测取M 在额定负载至空载范围的n 、I a ，共取5-6组数据填入表中。

表5-1 U N =220伏 I fN = 0.075 A

I a （A ）

0.4

0.37 0.34 0.30 0.28 0.26 n （r/min ） 1782

1802

1807

1813

1818

1818

d ．折掉开关S 2的短接线，调节R 3，使发电机G 的空载电压达到最大（不超过220伏），并且极性与电动机电枢电压相同。

e ．保持电枢电源电压U=U N =220V ，I

f =I fN ，把开关S 2合向“1”端，把R 4值减小，直至为零（先调节相串联的900Ω电阻旋钮，调到零用导线短接以免烧毁熔断器）。再调节R 3阻值使阻值逐渐增加，电动机M 的转速升高，当A 1表的电流值为0时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R 3阻值，则电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至电流接近0.8倍额定值（实验中应注意电动机转速不超过2100转/分）。

测取电动机M 的n 、I a ，共取5-6组数据填入表5-2中。

电动及回馈制动特性

图5-2 直流他励电动机I 图5-1 直流他励电动机机械特性测定接线图R 直

流电

机

励磁

电

源

R 1U 可调直

流稳压

电

源

S V 11

112f R 32S A G M A I a 21V 22

R 421直流电动机M01同步发电机M08mA 2mA 1

表5-2 U N =220伏 I fN = A I a （A ） 0.10 0.11 0.12 0.19 0.33 0.35 n （r/min ）

因为T 2=CMφI 2，而CMφ中为常数，则T ∝I 2，为简便起见，只要求n=f （I a ）特性，

见图5-2。

2．电动及反接制动特性。

在断电的条件下，对图5-1作如下改动： （1）R 1为NMEL-09的3000Ω磁场调节电阻，R 2为NMEL-03 的900Ω电阻，R 3不用，R 4不变。

（2）S 1合向“1”端，S 2合向“2”端（短接线拆掉），把发电机G 的电枢二个插头对调。

实验步骤：

a ．在未上电源前，R 1置最小值，R 2置300Ω左右，R 4置最大值。

b ．按前述方法起动电动机，测量发电机G 的空载电压是否和直流稳压电源极性相反，若极性相反可把S 2含向“1”端。

c ．调节R 2为900Ω，调节直流电源电压U=U N =220V ，调节R 1使

I f =I fN ，保持以上值不变，逐渐减小R 4阻值，电机减速直至为零，继续减小R 4阻值，此时电动机工作于反接制动状态运行（第四象限）； d ．再减小R 4阻值，直至电动机M 的电流接近0.8倍I N ，测取电动机在第1、第4象限的n 、I 2，共取5-6组数据记录于表5-3中。

表5-3 R 2=900Ω U N =220V I fN = A

I 2（A ）

0.10

0.11 0.12 0.19 0.33 0.35 0.38 n （r/min ） 18

57

-42

-235

-388

-593

为简便起见，画n=f （I a ），见图5-3。

六．实验注意事项

调节串并联电阻时，要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻，防止电阻过流烧毁熔断丝。

七．实验报告

根据实验数据绘出电动机运行在第一、第二、第四象限的制动特性n=f （I a ）及能耗制动特性n=f （I a ）。

八．思考题

1．回馈制动实验中,如何判别电动机运行在理想空载点? 2．直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变,试问电磁转矩的方向是否也不变? 为什么?

3．M ，G 实验机组,当电动机M 从第一象限运行到第四象限,其转向反了,而电磁转矩方向不变,为什么? 作为负载的G,从第一到第四象限其电磁矩方向是否改变? 为什么?

电动及反接制动特性

图5-3 直流他励电动机