(完整版)电机电机学实验报告

电机学实验报告

实验一直流他励电动机机械特性一．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．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。

2．电机导轨及转速表（MEL-13、MEL-14）

3．三相可调电阻900Ω（MEL-03）

4．三相可调电阻90Ω（MEL-04）

5．波形测试及开关板（MEL-05）

6、直流电压、电流、毫安表（MEL-06）

7．电机起动箱（MEL-09）

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为直流并励电动机M12（接成他励方式），U N=220V，I N=0.55A，n N=1600r/min，P N=80W；励磁电压U f=220V，励磁电流I f＜0.13A。

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220V可调直流稳压电源自带，V2的量程为300V（MEL-06）；

直流电流表mA1、A1分别为220V可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表；

mA2、A2分别选用量程为200mA、5A的毫伏表、安培表（MEL-06）

R1选用900Ω欧姆电阻（MEL-03）

R2选用180欧姆电阻（MEL-04中两90欧姆电阻相串联）

R3选用3000Ω磁场调节电阻（MEL-09）

R4选用2250Ω电阻（用MEL-03中两只900Ω电阻相并联再加上两只900Ω电阻相串联）

开关S1、S2选用MEL-05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S1合向“1”端，S2合向“2”端。

（2）电阻R1至最小值，R2、R3、R4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V1读数为U N=220伏，调节R2阻值至零。

b．分别调节直流电动机M的磁场调节电阻R1，发电机G磁场调节电阻R3、负载电阻R4（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R4及R3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= 0.076 A

d．折掉开关S2的短接线，调节R3，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S2合向“1”端，把R4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R3阻值使阻值逐渐增加，电动机M的转速升高，当A1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R3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。

表5-2 U N=220伏I fN= 0.078 A

因为T2=CMφI2，而CMφ中为常数，则T∝I2，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）R1为MEL-09的3000Ω磁场调节电阻，R2为MEL-03 的900Ω电阻，R3不用，R4不变。

（2）S1合向“1”端，S2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，R1置最小值，R2置300Ω左右，R4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S2含向“1”端。

c．调节R2为900Ω，调节直流电源电压U=U N=220V，调节R1使I f=I fN，保持以上值不变，逐渐减小R4阻值，电机减速直至为零，继续减小R4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R4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、I2，共取5-6组数据记录于表5-3中。

表5-3 R2=900ΩU N=220V I fN= 0.24 A

为简便起见，画n=f（I a），见图5-3。

3．能耗制动特性

图5-1中，R1用3000Ω，R2改为360欧（采用MEL-04中只90Ω电阻相串联），R3采用MEL-03中的900欧电阻，R4仍用2250Ω电阻。

操作前，把S1俣向“2”端，R1、R2置最大值，R3置最大值，R4置300欧（把两只串联电阻调至零位，并用导线短接，把两只并联电阻调在300欧位置），S2合向“1”端。

按前述方法起动发电机G（此时作电动机使用），调节直流稳压电源使U=U N=220伏，调节R1使电动机M的I f=I fN,调节R3使发电机G的I f=80mA，调节R4并先使R4阻值减小，使电机M的能耗制动电流I a接近0.8I aN数据，记录于表5-4中。

表5-4 R2=360ΩI fN= 80 mA

调节R2的180Ω，重复上述实验步骤，测取I a、n，共取6-7组数据，记录于表