实验6 直流他励发电机实验
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电 机 学 实 验
表6-3
1 I（A） （ ） If2（A） ） 2 3
n=nN=1600 r/min， U=UN=220V ，
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电 机 学 实 验
从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转， ☆ 从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转， 可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动， 可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则 电机转向应符合正向旋转的要求。 电机转向应符合正向旋转的要求。 调节电动机电枢电阻R 至最小值， ☆ 调节电动机电枢电阻 1至最小值，可调直流稳压电 源调至220V，再调节电动机磁场电阻 f1，使电动机（发 使电动机（ 源调至 ，再调节电动机磁场电阻R 电机）转速达到1600r/min（额定值）， ），并在以后整个实 电机）转速达到1600r/min（额定值），并在以后整个实 验过程中始终保持此额定转速不变。 验过程中始终保持此额定转速不变。 调节发电机磁场电阻R ☆ 调节发电机磁场电阻 f2，使发电机空载电压达 V0=1.2UN（240V）为止。 ）为止。
表6-2
1 U（V） （ ） I（A） （ ） 2 3
n=nN=1600 r/min
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If2=If2n
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电 机 学 实 验
（3）调整特性 ） 实验步骤
断开发电机负载开关S 调节发电机磁场电阻R ☆ 断开发电机负载开关 2，调节发电机磁场电阻 f2， 使发电机空载电压达额定值（ =200V）。 使发电机空载电压达额定值（UN=200V）。 在保持发电机n=nN条件下，合上负载开关 2，调节负 条件下，合上负载开关S ☆ 在保持发电机 载电阻R 逐次增加发电机输出电流I 载电阻 2，逐次增加发电机输出电流I，同时相应调节发电 机励磁电流I 使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电 机励磁电流 f2，使发电机端电压保持额定值 机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流I 机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流I和 励磁电流I 共取6 组数据填入表6 励磁电流 f2，共取6-8组数据填入表6-3中。
电机与拖动
实验 6 直流他励发电机实验
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电 机 学 实 验
实验 6
一、实验目的
直流发电机实验
掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性， 掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所 测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 通过实验观察直流并励发电机的自励过程和自励条件。 通过实验观察直流并励发电机的自励过程和自励条件。 自励条件
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n=nN=1600 r/min
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电 机 学 实 验
（2）外特性 ） 实验步骤
在空载实验后，把发电机负载电阻R 调到最大值（ ☆ 在空载实验后，把发电机负载电阻 2调到最大值（把 MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载 中间和下端的变阻器逆时针旋转到底）， MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载 开关S2 S2。 开关S2。 打同时调节电动机磁场调节电阻R ☆ 打同时调节电动机磁场调节电阻 f1，发电机磁场调节 电阻R 和负载电阻R 使发电机的n=nN,U=UN（200V）， 200V）， 电阻 f2和负载电阻 2，使发电机的 I=IN（0.5A），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称 0.5A），该点为发电机的额定运行点， ），该点为发电机的额定运行点 = 为额定励磁电流I A。 为额定励磁电流 f2N= A。
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电 机 学 实 验
（1）观察自励过程 实验步骤
☆ 断开S 按前述方法（他励发电机空载特性实验） 断开 1、S2，按前述方法（他励发电机空载特性实验） 起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速 起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速n=nN，用 直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压， 直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压， 可将并励绕组改接他励进行充磁。 可将并励绕组改接他励进行充磁。 合上开关S 逐渐减少R ☆ 合上开关 1，逐渐减少 f2，观察发电机电枢两端电 若电压逐渐上升，说明满足自励条件， 压，若电压逐渐上升，说明满足自励条件，如果不能自 励建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。 励建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。
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可调 直流 稳压 电源
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A1 mA1
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Rf1
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图6-1
直流他励发电机实验接线图
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五、 实验方法 1. 他励发电机实验
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电 机 学 实 验
G：直流发电机M01， 直流发电机M01 M01， M：直流电动机M03，按他励接法。 M03， ：直流电动机M03 按他励接法。 双刀双掷开关，位于NMCL 48。 NMCLS1、S2：双刀双掷开关，位于NMCL-48。 R1：电枢调节电阻 电枢调节电阻100 /1.22A，位于NMEL-09。 NMEL，位于NMEL 09。 Rf1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。 磁场调节电阻3000Ω/200mA 位于NMEL 09。 3000Ω/200mA， NMELRf2：磁场调节变阻器900Ω ，位于NMEL-03最上端. 磁场调节变阻器900Ω 位于NMEL 03最上端 NMEL- 最上端. R2：发电机负载电阻，采用NMEL-03中间端和下端变阻 发电机负载电阻，采用NMEL 03中间端和下端变阻 NMEL器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串 采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串 2250Ω 联加上900Ω 900Ω并联）。调节时先调节串联部分 900Ω与 并联）。调节时先调节串联部分， 联加上900Ω与900Ω并联）。调节时先调节串联部分，当负 载电流大于0.4A时用并联部分， 0.4A时用并联部分 载电流大于0.4A时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小 并用导线短接以避免烧毁熔断器。 并用导线短接以避免烧毁熔断器。 mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 U1、U2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（NMCL、：直流毫安 电流、电压表（NMCL直流毫安、 001）。 001）。
二、预习内容
直流发电机的工作原理和运行特性 直流发电机自励条件
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电 机 学 实 验
三、实验设备及仪器
1.电机教学实验台主控制屏； 1.电机教学实验台主控制屏； 电机教学实验台主控制屏 2.电机导轨及涡流测功机 转矩转速测量（NMEL电机导轨及涡流测功机、 2.电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（NMEL-3）； 3.可调直流稳压电源 含直流电压、电流、毫安表）； 可调直流稳压电源（ 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（NMCL-001）； 直流电压、 4.直流电压、毫安、安培表（NMCL-001）； 5. 直流并励电动机（MO3）； 直流并励电动机（MO3）； 直流复励发电机（MO1）； 6. 直流复励发电机（MO1）； 7. 三相可调电阻900 （NMEL-03）； 三相可调电阻900 NMEL-03）； 三相可调电阻900 NMEL-04）； 8. 三相可调电阻900 （NMEL-04）； 开关板（NMCL-48）； 9. 开关板（NMCL-48）； 电机起动箱（NMEL-09） 10. 电机起动箱（NMEL-09）
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电 机 学 实 验
（1）空载特性 ） 实验步骤
按图6 所示电路接好电路。 ☆ 按图6-1所示电路接好电路。 打开发电机负载开关S 合上励磁电源开关S ☆ 打开发电机负载开关 2，合上励磁电源开关 1，接通 直流电机励磁电源，调节R 直流电机励磁电源，调节 f2，使直流发电机励磁电压最 读数最小。此时，注意选择各仪表的量程。 小，mA2读数最小。此时，注意选择各仪表的量程。 调节电动机电枢调节电阻R 至最大， ☆ 调节电动机电枢调节电阻 1至最大，磁场调节电阻 Rf1至最小，起动可调直流稳压电源（先合上对应的船形 至最小，起动可调直流稳压电源（ 开关，再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮， 开关，再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮， 表明直流电压已正常建立），使电机旋转。 ），使电机旋转 表明直流电压已正常建立），使电机旋转。
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四、实验项目
1.直流他励发电机 1.直流他励发电机 (1)空载特性 (1)空载特性 (2)外特性 (2)外特性 (3)调节特性 (3)调节特性 2.直流并励发电机 2.直流并励发电机 (1)观察自励过程 (1)观察自励过程 (2)测外特性 (2)测外特性 3.直流复励发电机 3.直流复励发电机 积复励发电机外特性
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2. 并励直流发电机实验
图 6-2 直 流 并 励 发 电 实 验 接 线 图
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电 机 学 实 验
S1、S2：双刀双掷开关，位于NMCL-48。 双刀双掷开关，位于NMCL 48。 NMCLR1：电枢调节电阻 电枢调节电阻100 /1.22A，位于NMEL-09。 NMEL，位于NMEL 09。 Rf1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。 磁场调节电阻3000Ω/200mA 位于NMEL 09。 3000Ω/200mA， NMELRf2：NMEL-03中两只900Ω电阻串联 ，并调到最大. NMEL-03中两只900Ω电阻串联 中两只900Ω 并调到最大. R2：发电机负载电阻，采用NMEL-03中间端和下端变阻 发电机负载电阻，采用NMEL 03中间端和下端变阻 NMEL采用串并联接法，阻值为2250Ω 900Ω与900Ω电阻串 2250Ω（ 器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串 联加上900Ω 900Ω并联）。调节时先调节串联部分 900Ω与 并联）。调节时先调节串联部分， 联加上900Ω与900Ω并联）。调节时先调节串联部分，当负 载电流大于0.4A时用并联部分， 0.4A时用并联部分 载电流大于0.4A时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小 并用导线短接以避免烧毁熔断器。 并用导线短接以避免烧毁熔断器。 mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 U1、U2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（NMCL、：直流毫安 电流、电压表（NMCL直流毫安、 001）。 001）。
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电 机 学 实 验
在保持n=nN和If2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载 不变的条件下， ☆ 在保持 电阻，即减少发电机负载电流， 电阻，即减少发电机负载电流，在额定负载到空载运行 点范围内，每次测取发电机的电压U和电流 和电流I， 点范围内，每次测取发电机的电压 和电流 ，直到空载 断开开关S ），共取 组数据，填入表6-2中 共取6-8组数据 （断开开关 2），共取 组数据，填入表 中。其中额 定和空载两点必测。 定和空载两点必测。
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在保持电机额定转速（ ☆ 在保持电机额定转速（1600r/min）条件下，从 ）条件下， U0=1.2UN开始，单方向调节分压器电阻 f2，使发电机励 开始，单方向调节分压器电阻R 磁电流逐次减小，直至I 磁电流逐次减小，直至 f2=0。 。 每次测取发电机的空载电压U 和励磁电流I 读取7 每次测取发电机的空载电压 0和励磁电流 f2,读取7-8 组数据，填入表6 其中U =O两点必测 两点必测， 组数据，填入表6-1中，其中 0=UN和If2=O两点必测，并 附近测点应较密。 在U0=UN附近测点应较密。 表6-1
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表6-3
1 I（A） （ ） If2（A） ） 2 3
n=nN=1600 r/min， U=UN=220V ，
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从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转， ☆ 从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转， 可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动， 可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则 电机转向应符合正向旋转的要求。 电机转向应符合正向旋转的要求。 调节电动机电枢电阻R 至最小值， ☆ 调节电动机电枢电阻 1至最小值，可调直流稳压电 源调至220V，再调节电动机磁场电阻 f1，使电动机（发 使电动机（ 源调至 ，再调节电动机磁场电阻R 电机）转速达到1600r/min（额定值）， ），并在以后整个实 电机）转速达到1600r/min（额定值），并在以后整个实 验过程中始终保持此额定转速不变。 验过程中始终保持此额定转速不变。 调节发电机磁场电阻R ☆ 调节发电机磁场电阻 f2，使发电机空载电压达 V0=1.2UN（240V）为止。 ）为止。
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1 U（V） （ ） I（A） （ ） 2 3
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（3）调整特性 ） 实验步骤
断开发电机负载开关S 调节发电机磁场电阻R ☆ 断开发电机负载开关 2，调节发电机磁场电阻 f2， 使发电机空载电压达额定值（ =200V）。 使发电机空载电压达额定值（UN=200V）。 在保持发电机n=nN条件下，合上负载开关 2，调节负 条件下，合上负载开关S ☆ 在保持发电机 载电阻R 逐次增加发电机输出电流I 载电阻 2，逐次增加发电机输出电流I，同时相应调节发电 机励磁电流I 使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电 机励磁电流 f2，使发电机端电压保持额定值 机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流I 机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流I和 励磁电流I 共取6 组数据填入表6 励磁电流 f2，共取6-8组数据填入表6-3中。
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实验 6 直流他励发电机实验
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实验 6
一、实验目的
直流发电机实验
掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性， 掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所 测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 通过实验观察直流并励发电机的自励过程和自励条件。 通过实验观察直流并励发电机的自励过程和自励条件。 自励条件
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（2）外特性 ） 实验步骤
在空载实验后，把发电机负载电阻R 调到最大值（ ☆ 在空载实验后，把发电机负载电阻 2调到最大值（把 MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载 中间和下端的变阻器逆时针旋转到底）， MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载 开关S2 S2。 开关S2。 打同时调节电动机磁场调节电阻R ☆ 打同时调节电动机磁场调节电阻 f1，发电机磁场调节 电阻R 和负载电阻R 使发电机的n=nN,U=UN（200V）， 200V）， 电阻 f2和负载电阻 2，使发电机的 I=IN（0.5A），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称 0.5A），该点为发电机的额定运行点， ），该点为发电机的额定运行点 = 为额定励磁电流I A。 为额定励磁电流 f2N= A。
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（1）观察自励过程 实验步骤
☆ 断开S 按前述方法（他励发电机空载特性实验） 断开 1、S2，按前述方法（他励发电机空载特性实验） 起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速 起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速n=nN，用 直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压， 直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压， 可将并励绕组改接他励进行充磁。 可将并励绕组改接他励进行充磁。 合上开关S 逐渐减少R ☆ 合上开关 1，逐渐减少 f2，观察发电机电枢两端电 若电压逐渐上升，说明满足自励条件， 压，若电压逐渐上升，说明满足自励条件，如果不能自 励建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。 励建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。
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可调 直流 稳压 电源
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R1
A1 mA1
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Rf1
U2
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直流他励发电机实验接线图
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五、 实验方法 1. 他励发电机实验
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G：直流发电机M01， 直流发电机M01 M01， M：直流电动机M03，按他励接法。 M03， ：直流电动机M03 按他励接法。 双刀双掷开关，位于NMCL 48。 NMCLS1、S2：双刀双掷开关，位于NMCL-48。 R1：电枢调节电阻 电枢调节电阻100 /1.22A，位于NMEL-09。 NMEL，位于NMEL 09。 Rf1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。 磁场调节电阻3000Ω/200mA 位于NMEL 09。 3000Ω/200mA， NMELRf2：磁场调节变阻器900Ω ，位于NMEL-03最上端. 磁场调节变阻器900Ω 位于NMEL 03最上端 NMEL- 最上端. R2：发电机负载电阻，采用NMEL-03中间端和下端变阻 发电机负载电阻，采用NMEL 03中间端和下端变阻 NMEL器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串 采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串 2250Ω 联加上900Ω 900Ω并联）。调节时先调节串联部分 900Ω与 并联）。调节时先调节串联部分， 联加上900Ω与900Ω并联）。调节时先调节串联部分，当负 载电流大于0.4A时用并联部分， 0.4A时用并联部分 载电流大于0.4A时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小 并用导线短接以避免烧毁熔断器。 并用导线短接以避免烧毁熔断器。 mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 U1、U2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（NMCL、：直流毫安 电流、电压表（NMCL直流毫安、 001）。 001）。
二、预习内容
直流发电机的工作原理和运行特性 直流发电机自励条件
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三、实验设备及仪器
1.电机教学实验台主控制屏； 1.电机教学实验台主控制屏； 电机教学实验台主控制屏 2.电机导轨及涡流测功机 转矩转速测量（NMEL电机导轨及涡流测功机、 2.电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（NMEL-3）； 3.可调直流稳压电源 含直流电压、电流、毫安表）； 可调直流稳压电源（ 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（NMCL-001）； 直流电压、 4.直流电压、毫安、安培表（NMCL-001）； 5. 直流并励电动机（MO3）； 直流并励电动机（MO3）； 直流复励发电机（MO1）； 6. 直流复励发电机（MO1）； 7. 三相可调电阻900 （NMEL-03）； 三相可调电阻900 NMEL-03）； 三相可调电阻900 NMEL-04）； 8. 三相可调电阻900 （NMEL-04）； 开关板（NMCL-48）； 9. 开关板（NMCL-48）； 电机起动箱（NMEL-09） 10. 电机起动箱（NMEL-09）
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（1）空载特性 ） 实验步骤
按图6 所示电路接好电路。 ☆ 按图6-1所示电路接好电路。 打开发电机负载开关S 合上励磁电源开关S ☆ 打开发电机负载开关 2，合上励磁电源开关 1，接通 直流电机励磁电源，调节R 直流电机励磁电源，调节 f2，使直流发电机励磁电压最 读数最小。此时，注意选择各仪表的量程。 小，mA2读数最小。此时，注意选择各仪表的量程。 调节电动机电枢调节电阻R 至最大， ☆ 调节电动机电枢调节电阻 1至最大，磁场调节电阻 Rf1至最小，起动可调直流稳压电源（先合上对应的船形 至最小，起动可调直流稳压电源（ 开关，再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮， 开关，再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮， 表明直流电压已正常建立），使电机旋转。 ），使电机旋转 表明直流电压已正常建立），使电机旋转。
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四、实验项目
1.直流他励发电机 1.直流他励发电机 (1)空载特性 (1)空载特性 (2)外特性 (2)外特性 (3)调节特性 (3)调节特性 2.直流并励发电机 2.直流并励发电机 (1)观察自励过程 (1)观察自励过程 (2)测外特性 (2)测外特性 3.直流复励发电机 3.直流复励发电机 积复励发电机外特性
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2. 并励直流发电机实验
图 6-2 直 流 并 励 发 电 实 验 接 线 图
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S1、S2：双刀双掷开关，位于NMCL-48。 双刀双掷开关，位于NMCL 48。 NMCLR1：电枢调节电阻 电枢调节电阻100 /1.22A，位于NMEL-09。 NMEL，位于NMEL 09。 Rf1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。 磁场调节电阻3000Ω/200mA 位于NMEL 09。 3000Ω/200mA， NMELRf2：NMEL-03中两只900Ω电阻串联 ，并调到最大. NMEL-03中两只900Ω电阻串联 中两只900Ω 并调到最大. R2：发电机负载电阻，采用NMEL-03中间端和下端变阻 发电机负载电阻，采用NMEL 03中间端和下端变阻 NMEL采用串并联接法，阻值为2250Ω 900Ω与900Ω电阻串 2250Ω（ 器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串 联加上900Ω 900Ω并联）。调节时先调节串联部分 900Ω与 并联）。调节时先调节串联部分， 联加上900Ω与900Ω并联）。调节时先调节串联部分，当负 载电流大于0.4A时用并联部分， 0.4A时用并联部分 载电流大于0.4A时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小 并用导线短接以避免烧毁熔断器。 并用导线短接以避免烧毁熔断器。 mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 U1、U2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源。 V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（NMCL、：直流毫安 电流、电压表（NMCL直流毫安、 001）。 001）。
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在保持n=nN和If2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载 不变的条件下， ☆ 在保持 电阻，即减少发电机负载电流， 电阻，即减少发电机负载电流，在额定负载到空载运行 点范围内，每次测取发电机的电压U和电流 和电流I， 点范围内，每次测取发电机的电压 和电流 ，直到空载 断开开关S ），共取 组数据，填入表6-2中 共取6-8组数据 （断开开关 2），共取 组数据，填入表 中。其中额 定和空载两点必测。 定和空载两点必测。
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在保持电机额定转速（ ☆ 在保持电机额定转速（1600r/min）条件下，从 ）条件下， U0=1.2UN开始，单方向调节分压器电阻 f2，使发电机励 开始，单方向调节分压器电阻R 磁电流逐次减小，直至I 磁电流逐次减小，直至 f2=0。 。 每次测取发电机的空载电压U 和励磁电流I 读取7 每次测取发电机的空载电压 0和励磁电流 f2,读取7-8 组数据，填入表6 其中U =O两点必测 两点必测， 组数据，填入表6-1中，其中 0=UN和If2=O两点必测，并 附近测点应较密。 在U0=UN附近测点应较密。 表6-1