直流并励电机实验报告

实验报告

课程名称： 指导老师： 成绩：__________________

实验名称： 实验01 直流电机实验 实验类型： 同组学生姓名：____ ____ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、 实验目的和要求（必填）

1.掌握用实验方法测取直流并励电机的工作特性和机械特性。

2.掌握直流并励电机的调速方法。

二、 预习要点

1． 什么是直流电动机的工作特性和机械特性?

直流电动机的工作特性是指供给电机额定电压额定励磁电流时，转速与负载电流之间的关系、转矩与负载电流之间的关系及效率与负载电流之间的关系。这三个关系分别称为电动机的转速特性、转矩特性和效率特性。

流电动机的机械特性是指在电动机的电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动机的转速n 与电磁转矩之间的关系

2． 直流电动机调速原理和方法 根据E=C Φn 调速方法有：

（1）改变励磁电流从而改变磁通； （2）改变施加在电枢两端的电压U ； （3）改变串入电枢回路的调节电阻；

三、 主要仪器设备

直流并励电动机，测功机，实验工作台

四、 实验项目

1． 工作特性和机械特性

保持U ＝N U 和fN f I I =不变，测取n 、T2、)(a I f =η、)(2T f n = 2． 调速特性

(1) 改变电枢电压调速

保持U ＝N U 和fN f I I =不变，T2为常值，)(a U f n = (2) 改变励磁电流调速

保持U ＝N U ，T2为常值，0=st R 时，)(f T f n =

五、

操作方法和实验步骤

实验线路如图，直流并励电动机，测功机(请阅测功机使用说明)作为电动机负载。按照实验一方法起动直流并励电动机，其转向从测功机端观察为逆时针方向。 (把电枢电阻调到 最大, Rf 调到最小)

1. 并励电动机的工作特性和机械特性

将电动机电枢调节电阻Rl 调至零，同时调节直流电源调压旋钮、测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf ，调到其电机的额定值U ＝N U 、fN f I I =，n ＝N n ，其励磁电流即为额定励磁电流IfN ，在保持U ＝N U 、fN f I I =不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即将测功机的加载旋钮逆时针转动直至零。测取电动机输入电流I 、转速n 和测功机的转矩T2

实验数据

I/A 1.1 0.96 0.76 0.6 0.43 18 n/(r/min) 1600 1621 1648 1671 1701 759 T2/(N.m) 1.05 0.9 0.69 0.5 0.3 0 计算数据

Ia/A 1.0295 0.8895 0.6895 0.5295 0.3595 0.1095 P2/W 175.84 152.6982 119.0186 87.449 53.4114 0 η/%

0.726612

0.723003

0.711833

0.662492

0.564603

2. 调速特性

(1) 改变电枢端电压的调速

直流电动机起动后，将电阻Rl 调至零，同时调节负载(测功机)、直流电源及电阻Rf 使U ＝N U 、

fN f I I =、T2＝0.5 N ·m ，保持此时的T2的数值和fN f I I =，逐次增加R1的阻值，即降低

电枢两端的电压Ua 。Rl 从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua 、转速n 和输入电流I

(2) 改变励磁电流的调速

直流电动机起动后，将电阻Rl 和电阻Rf 调至零，同时调节直流调压旋钮和测功机加载旋钮，使电动机U ＝N U 、fN f I I =、T2＝0.5 N ·m ，保持此时的T2数值和U ＝N U 的值，逐次增加磁场电阻Rf ，直至n ＝1760r/min ，每次测取电动机的n 、If 和I

六、 实验报告

1) 由实验数据计算出电动机的电枢电流Ia 、P2和η，并绘出电动机的n 、T2、η=f(Ia)及n=f(T2)的

特征曲线

2) 绘出并励电机调速曲线n=f(Ua)以及n=f(If)。分析在恒转矩负载时两种调速方法的优缺点。

在恒转矩负载时，改变电枢端电压的调速，电枢电流变化很小。

优点是可以连续平滑地无级调速，机械特性硬，调速范围大，效率高，无论是轻载还是重载均有明显的调速效果，缺点是只能从额定转速往下调节，初投资大，维护要求高。

在恒转矩负载时，改变励磁电流的调速，转速越高，电枢电流越大

优点是可以连续平滑调速，调节励磁电流方便，缺点是恒转矩负载时电枢电流会由于磁通减小而增大，时间过长会导致发热，是非常不利的，并且此调速方法只能从额定转速向上调节，最高转速受机械强度与换向能力限制。

七、 思考题

1. 当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端压，为什么会引起电动机转速降低?

n C U e a Φ=,当负载转矩和电流都不变，减小电枢端电压时，由于Φe C 不变，Ua 减小从而你减

小。

2. 当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流会引起转速的升高，为什么?

n C U e a Φ=，当电动机的负载转矩和电枢端电压不变，减小励磁电流时，由于Ua 和e C 不变，

当If 减小时，Φ减小，从而导致n 增大。

3. 并励电动机在负载运行中，当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”?为什么？

会。根据n C U e a Φ=，当磁场回路断线时相当于If 瞬间变为零，从而导致Φ变为零，而此时Ua 和e C 不变，则导致n 变得很大，也就出现了飞速现象。