直流他励发电机实验
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V2
R2
S1 mA2
Rf2
2020/6/30
电力工程技术（china-dianli）
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+
图 6-2 直 流 U2 并 励 发 电 实 验 接 线 图
14
S1、S2：双刀双掷开关，位于NMCL-48。 R1：电枢调节电阻100Ω/1.22A，位于NMEL-09。 Rf1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。 Rf2：NMEL-03中两只900Ω电阻串联 ，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 器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻
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U（V）
I（A）
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电力工程技术（china-dianli）
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六、注意事项
1．起动直流电动机时，先把R1调到最大，Rf2 调到最小，起动完毕后，再把R1调到最小。
2．做外特性时，当电流超过0.4安时，R2中串 联的电阻必须调至零，以免损坏。
电力工程技术（china-dianli）
上一实验
下一实验
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（2）外特性
实验步骤
☆ 在并励发电机电压建立后，调节负载电阻R2到最大， 合上负载开关S2，调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机 的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机n=nN,U=UN， I=IN。
☆ 保证此时Rf2的值和n=nN不变的条件下，逐步减小负 载，直至I=0，从额定到负载运行范围内，每次测取发电 机的电压U和电流I，共取6-7组数据，填入表6-4中，其 中额定和空载两点必测。
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表6-3
n=nN=1600 r/min， U=UN=220V
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I（A）
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2. 并励直流发电机实验
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R1
Rf1
A1 mA1
U1
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_M_
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S2
A2
G__
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☆ 在保持n=nN和If2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载电 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I，直到空载（断 开开关S2），共取6-8组数据，填入表6-2中。其中额定和 空载两点必测。
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
电力工程技术（china-dianli）
2
三、实验设备及仪器
1.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-3）； 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）； 5. 直流并励电动机（MO3）； 6. 直流复励发电机（MO1）； 7. 三相可调电阻900Ω（NMEL-03）； 8. 三相可调电阻900Ω（NMEL-04）； 9. 开关板（NMCL-48）； 10. 电机起动箱（NMEL-09）
☆ 打开短路开关S1，在保持发电机n，Rf2和R2不变的条 件下，观察发电机端电压的变化，若此电压升高即为积复 励，若电压降低为差复励，如要把差复励改为积复励，对 调串励绕组接线即可。
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（2）积复励发电机的外特性
实验步骤
☆ 实验方法与测取并励发电机的外特性相同。先将发电
串联加上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，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。
mA1、A1：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。 V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（NMCL001）。
电力工程技术（china-dianli）
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八、问题讨论
1、并励发电机不能建立电压有哪些原因？
2、在发电机一电动机组成的机组中，当发电机负载增加 时，为什么机组的转速会变低？为了保持发电机的转 速n=nN，应如何调节？
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实验6 结束
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直流他励发电机实验 电力工程技术（china-dianli）
返回主电页力工程技上术一（实ch验ina-dian下li）一实验
1
实验 6 直流发电机实验
一、实验目的
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。
通过实验观察直流并励发电机的自励过程和自励条件。
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☆ 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，则电机 转向应符合正向旋转的要求。
☆ 调节电动机电枢电阻R1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Rf1，使电动机（发电 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。
R2
Rf1
mA2 Rf2
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图 6-3 直 流 U2 复 励 发 电 实 验 接 线 图
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（1）积复励和差复励的判别
实验步骤
☆ 按图接线，先合上开关S1，将串励绕组短接，使发电 机处于并励状态运行，按上述并励发电机外特性试验方法， 调节发电机输出电流I=0.5IN ，n=nN,U=UN，。
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七、实验报告
1．根据空载实验数据，作出空载特性曲线，由空载特性 曲线计算出被试电机的饱和系数和剩磁电压的百分数。
2、在同一张坐标上绘出他励、并励和复励发电机的三条 外特性曲线，分别算出三种励磁方式的电压变化率：
U
U0 UN UN
100 0 0
并分析差异的原因。
3．绘出他励发电机调整特性曲线，分析在发电机转速不 变的条件下，为什么负载增加时，要保持端电压不变，必 须增加励磁电流的原因。
表6-2
n=nN=1600 r/min If2=If2n
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（3）调整特性
实验步骤
☆ 断开发电机负载开关S2，调节发电机磁场电阻Rf2，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S2，调节负载 电阻R2，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If2，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机 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If2，共取6-8组数据填入表6-3中。
Rf1
直流
U1
V1
U2
稳压
M__
—
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电源
S2
A2
S1 mA2
G__
R2
V2
Rf2
图6-1 直流他励发电机实验接线图
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G：直流发电机M01，
M：直流电动机M03，按他励接法。
S1、S2：双刀双掷开关，位于NMCL-48。 R1：电枢调节电阻100Ω/1.22A，位于NMEL-09。 Rf1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。 Rf2：磁场调节变阻器900Ω ，位于NMEL-03最上端. R2：发电机负载电阻，采用NMEL-03中间端和下端变阻 器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻
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（1）观察自励过程
实验ห้องสมุดไป่ตู้骤
☆ 断开S1、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， 可将并励绕组改接他励进行充磁。
☆ 合上开关S1，逐渐减少Rf2，观察发电机电枢两端电 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。
机调到额定运行点，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时的Rf2 和n=nN不变的条件下，逐次减小发电机负载电流，直至 I=0。从额定负载到空载范围内，每次测取发电机的电压U
和电流I，共取6-8组数据，记录于表6-5中，其中额定和空
载两点必测。
表6-2
n=nN=
r/min Rf2=常数
1
2
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☆ 调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达 V0=1.2UN（240V）为止。
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☆ 在保持电机额定转速（1600r/min）条件下，从 U0=1.2UN开始，单方向调节分压器电阻Rf2，使发电机励 磁电流逐次减小，直至If2=0。
每次测取发电机的空载电压U0和励磁电流If2,读取7-8 组数据，填入表6-1中，其中U0=UN和If2=O两点必测， 并在U0=UN附近测点应较密。
串联加上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，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。
mA1、A1：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。
V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（NMCL-
001）。
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（1）空载特性
实验步骤
☆ 按图6-1所示电路接好电路。
☆ 打开发电机负载开关S2，合上励磁电源开关S1，接通 直流电机励磁电源，调节Rf2，使直流发电机励磁电压最 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R1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。
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3
四、实验项目
1.直流他励发电机 (1)空载特性 (2)外特性 (3)调节特性
2.直流并励发电机 (1)观察自励过程
(2)测外特性
3.直流复励发电机 积复励发电机外特性
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五、 实验方法 1. 他励发电机实验
+
+
可调
R1 A1 mA1
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表6-4
n=nN=1600 r/min， Rf2= Ώ
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3. 复励直流发电机实验
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V1
R1
A1 mA1
_M_
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S1 S2
A2
G__
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表6-1
n=nN=1600 r/min
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UO（V）
If2（A）
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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R2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 载开关S2。
☆ 打同时调节电动机磁场调节电阻Rf1，发电机磁场调节 电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机的n=nN,U=UN（200V）， I=IN（0.5A），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流 称为额定励磁电流If2N= A。
R2
S1 mA2
Rf2
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图 6-2 直 流 U2 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。 R1：电枢调节电阻100Ω/1.22A，位于NMEL-09。 Rf1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。 Rf2：NMEL-03中两只900Ω电阻串联 ，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 器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻
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六、注意事项
1．起动直流电动机时，先把R1调到最大，Rf2 调到最小，起动完毕后，再把R1调到最小。
2．做外特性时，当电流超过0.4安时，R2中串 联的电阻必须调至零，以免损坏。
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上一实验
下一实验
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（2）外特性
实验步骤
☆ 在并励发电机电压建立后，调节负载电阻R2到最大， 合上负载开关S2，调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机 的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机n=nN,U=UN， I=IN。
☆ 保证此时Rf2的值和n=nN不变的条件下，逐步减小负 载，直至I=0，从额定到负载运行范围内，每次测取发电 机的电压U和电流I，共取6-7组数据，填入表6-4中，其 中额定和空载两点必测。
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表6-3
n=nN=1600 r/min， U=UN=220V
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2. 并励直流发电机实验
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☆ 在保持n=nN和If2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载电 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I，直到空载（断 开开关S2），共取6-8组数据，填入表6-2中。其中额定和 空载两点必测。
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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2
三、实验设备及仪器
1.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-3）； 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）； 5. 直流并励电动机（MO3）； 6. 直流复励发电机（MO1）； 7. 三相可调电阻900Ω（NMEL-03）； 8. 三相可调电阻900Ω（NMEL-04）； 9. 开关板（NMCL-48）； 10. 电机起动箱（NMEL-09）
☆ 打开短路开关S1，在保持发电机n，Rf2和R2不变的条 件下，观察发电机端电压的变化，若此电压升高即为积复 励，若电压降低为差复励，如要把差复励改为积复励，对 调串励绕组接线即可。
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（2）积复励发电机的外特性
实验步骤
☆ 实验方法与测取并励发电机的外特性相同。先将发电
串联加上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，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。
mA1、A1：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。 V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（NMCL001）。
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八、问题讨论
1、并励发电机不能建立电压有哪些原因？
2、在发电机一电动机组成的机组中，当发电机负载增加 时，为什么机组的转速会变低？为了保持发电机的转 速n=nN，应如何调节？
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实验 6 直流发电机实验
一、实验目的
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。
通过实验观察直流并励发电机的自励过程和自励条件。
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☆ 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，则电机 转向应符合正向旋转的要求。
☆ 调节电动机电枢电阻R1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Rf1，使电动机（发电 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。
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（1）积复励和差复励的判别
实验步骤
☆ 按图接线，先合上开关S1，将串励绕组短接，使发电 机处于并励状态运行，按上述并励发电机外特性试验方法， 调节发电机输出电流I=0.5IN ，n=nN,U=UN，。
22
七、实验报告
1．根据空载实验数据，作出空载特性曲线，由空载特性 曲线计算出被试电机的饱和系数和剩磁电压的百分数。
2、在同一张坐标上绘出他励、并励和复励发电机的三条 外特性曲线，分别算出三种励磁方式的电压变化率：
U
U0 UN UN
100 0 0
并分析差异的原因。
3．绘出他励发电机调整特性曲线，分析在发电机转速不 变的条件下，为什么负载增加时，要保持端电压不变，必 须增加励磁电流的原因。
表6-2
n=nN=1600 r/min If2=If2n
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（3）调整特性
实验步骤
☆ 断开发电机负载开关S2，调节发电机磁场电阻Rf2，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S2，调节负载 电阻R2，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If2，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机 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If2，共取6-8组数据填入表6-3中。
Rf1
直流
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图6-1 直流他励发电机实验接线图
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G：直流发电机M01，
M：直流电动机M03，按他励接法。
S1、S2：双刀双掷开关，位于NMCL-48。 R1：电枢调节电阻100Ω/1.22A，位于NMEL-09。 Rf1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。 Rf2：磁场调节变阻器900Ω ，位于NMEL-03最上端. R2：发电机负载电阻，采用NMEL-03中间端和下端变阻 器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻
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（1）观察自励过程
实验ห้องสมุดไป่ตู้骤
☆ 断开S1、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， 可将并励绕组改接他励进行充磁。
☆ 合上开关S1，逐渐减少Rf2，观察发电机电枢两端电 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。
机调到额定运行点，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时的Rf2 和n=nN不变的条件下，逐次减小发电机负载电流，直至 I=0。从额定负载到空载范围内，每次测取发电机的电压U
和电流I，共取6-8组数据，记录于表6-5中，其中额定和空
载两点必测。
表6-2
n=nN=
r/min Rf2=常数
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☆ 调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达 V0=1.2UN（240V）为止。
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☆ 在保持电机额定转速（1600r/min）条件下，从 U0=1.2UN开始，单方向调节分压器电阻Rf2，使发电机励 磁电流逐次减小，直至If2=0。
每次测取发电机的空载电压U0和励磁电流If2,读取7-8 组数据，填入表6-1中，其中U0=UN和If2=O两点必测， 并在U0=UN附近测点应较密。
串联加上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，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。
mA1、A1：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。
V2 、mA2、A2、：直流毫安、电流、电压表（NMCL-
001）。
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（1）空载特性
实验步骤
☆ 按图6-1所示电路接好电路。
☆ 打开发电机负载开关S2，合上励磁电源开关S1，接通 直流电机励磁电源，调节Rf2，使直流发电机励磁电压最 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R1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。
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四、实验项目
1.直流他励发电机 (1)空载特性 (2)外特性 (3)调节特性
2.直流并励发电机 (1)观察自励过程
(2)测外特性
3.直流复励发电机 积复励发电机外特性
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五、 实验方法 1. 他励发电机实验
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可调
R1 A1 mA1
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n=nN=1600 r/min， Rf2= Ώ
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3. 复励直流发电机实验
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UO（V）
If2（A）
2020/6/30
电力工程技术（china-dianli）
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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R2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 载开关S2。
☆ 打同时调节电动机磁场调节电阻Rf1，发电机磁场调节 电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机的n=nN,U=UN（200V）， I=IN（0.5A），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流 称为额定励磁电流If2N= A。