他励直流发电机的外特性分析1110610625刘思苑

他励直流发电机的外特性分析
班级：1106106
学号：**********
*名：***
完成时间：2013.11.20
一、实验内容及目的
（1）比较并励和他励两种直流发电机外特性的变化趋势；
（2）了解并励直流发电机外特性的三个特点。

题目：一台他励直流发电机的额定电压为230v，额定电流为10A，电枢电阻r=1.3Ω，电刷压降2△Us=2V，励磁绕组电阻Rf=88Ω，已知在750r/min时的空载特性如下表所示
If 0.4 1.0 1.6 2.0 2.5 3.0 3.6 4.4 5.2
E 44 108 164 210 243 267 289 297 314
二、实验要求及要点描述
（1）采用屏幕图形方式直观显示；
（2）利用matlab编程实现；
（3）他励外特性和并励外特性要在一个屏幕上显示，以作比较；
（4）要给出定性的结论。

三、基本知识及实验方法描述
对于直流发电机来说，在一定的转速下，空载特性就决定了多大的励磁电流能发出多大的电势和输出多高的电压。

当外电路负载逐渐增大时，电压变化的趋势都是下降的。

对他励发电机来说，由于励磁不变，所以是电驱电阻压降和电驱反应的去磁效应引起电压下降。

而对并励发电机来说，电压的下降会导致励磁电流的下降，是电压下降的趋势更明显
图3-1 他励和并励直流发动机外特性的对比
图3-2 并励直流发动机外特性的三个特点
从整体特性来看，并励直流发电机的外特性有三个特点，即： （1）比他励的特性更软； （2）特性有拐角现象；
（3）由于剩磁的存在，短路电流不大。

仿真分析时，对他励发电机，根据额定转速和额定励磁电流求得额定点的电势E N ，外特性就可以表示为：
U = E N - I a Ra = E N - I R a 变化电流在I = (0 ~ 1.2)I N ,就可以得到电压的变化数值。

如果不考虑电驱变化的影响，外特性就是近似线性下降的直线。

3-3并励直流发动机示意图
对并励发电机则比较麻烦一些。

根据如图的连接方式，其电压方程式为：
⎪⎪⎪⎩⎪
⎪⎪⎨⎧=====I
/ U RL If
-Ia I Ra / U)- (Ea Ia Rf If U ) If f(Ea
式中的R L 为外界负载电阻。

按照空载点—额定点—短路点的顺序，一次给出励磁电流I f ，数值由I fN —直变化到零（对应短路点），就可以得到外特性曲线了。

四、实验源程序
clear;
Rf=88;nN=750;R=1.3;
Ifdata=[0.4,1.0,1.6,2.0,2.5,3.0,3.6,4.4,5.2]; Eadata=[44,108,164,210,243,267,289,297,314]; p=polyfit(Ifdata,Eadata,3); If=0:0.01:5.2;
Ea=polyval(p,If);
grid on
U=If*Rf;
Ia=(Ea-U)/R;
I=Ia-If;
plot(I,U)
grid on
hold on
axis([0,100,0,320])
I1=0:0.05:70;
U1=(251-I1*R);
plot(I1,U1,'r')
title('直流发电机外特性');
xlabel('Load current (A)');
ylabel('Output voltage (V)');
text(50,230,'他励外特性','fontsize',11);
text(42,150,'并励外特性','fontsize',11);
五、实验结果
六、心得体会(1.5分)
了解了他励直流发电机的外特性以及并励外特性，对今后的电机学习有巨大的帮助。