他励直流电动机机械特性的测定实验报告

实验一他励直流电动机机械特性的测定

一.实验目的

1．掌握用实验方法测取他励直流电动机的工作特性和机械特性。

2．掌握他励直流电动机的调速方法。

二.预习要点

1．什么是直流电动机的工作特性和机械特性

2．直流电动机调速原理是什么

三．实验设备及仪器

1．SMCL电力电子及电气传动教学实验台的主控制屏。

2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（NMEL-13F）。

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（NMEL-06）。

5. 直流励磁及电源（NMEL－18A）。

6．他励直流电动机M03。

7．开关板（NMEL-05B）。

8．三相可调电阻900Ω（NMEL-03）。

四．实验内容

1．学习起动直流电动机。

2．测定他励直流电动机固有机械特性。

3．测定改变电源电压及串电阻的人为机械特性。

五．实验方法

1 . 他励直流电动机固有机械特性的测定

M03为他励直流电动机U N=220V，I N=，n N=1600r/min，P N=185W；励磁电压U f=220V，励磁电流I f≤。

直流电压表V为220V可调直流稳压电源自带；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；按图1-1接线，在开启电源前，检查开关、电阻等的设置。

实验步骤：

（1）R2电阻位于NMEL-09中间电阻，顺时针调到底（最小）； （2）R1电阻位于NMEL-04最上面电阻，逆时针调到底（最大）； （3）R4电阻位于NMEL －03最上面电阻，逆时针调到底（最大）； （4）NMEL-05B 开关S 1合向“1”端

（5）按下绿色“闭合”电源开关按钮（左下方主电源开关）； （6）调节电压调节电位器，使电压输出显示（V ）显示220V ； （7）按下NMEL-18复位按钮，电机起动后将R1顺时针调至底；

（8）调节NMEL －09上中间励磁电阻，使转速显示为1500转，读取电枢电流，转速

（n=1500n/min ）；

（9）在不串电阻的情况下，调节测功机“转速转矩给定”，使电枢电流在额定内的变化，

读取8组数据：（Ia=，，，，，，，）记录电流I a ，转速n ，转矩T 2；

（10）保持U=U N ，I f =I fN 不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即逆时针调节“转矩设定”电位器，测取电动机电枢电流I a 、转速n 和转矩T 2，共取数据8组填入表1-1中。

2．他励直流电动机机械特性的测定

（1）固有特性 维持U N ＝210V （通过调节电机负载旋钮，测得机械特性）

表1-1

NMEL-18

图1—1

（2）串电阻特性维持R1＝180Ω（通过调节电机负载旋钮，测得机械特性）

表1－2

（3）改变电枢端电压特性维持转矩TL=(由U＝200V向下调压获得机械特性)

六．实验报告

1．画出他励直流电动机的固有机械特性，降压及串电阻人为机械特性曲线。

2．画出他励直流电动机转矩特性曲线。

七．思考题

1．为什么他励直流电动机在起动前先加额定励磁电压

答：不能在全压下启动，若采用全压启动，起动电流非常大会使电机换向情况恶化，导致起动转矩过大使电动机遭受机械损坏，所以采用额定励磁电压。

2．起动前加励磁电压或额定起动时，励磁电路断线对于空载和满负载会发生什么情况答：他励直流电动机励磁绕组断线, 启动过程中磁通则为剩磁磁通, 比ΦN 小很多，如果空载启动，当最初启动电流IS ≤ Iamax 时, 启动转矩TS 就会比空载转矩M0 大很多, 因此电动机可以启动, 但启动过程结束后的稳态转速则非常高, 因为稳定运行时要满足Ea ≈UN , Ea = CeΦn , Φ很小, n就很高, 机械强度不允许, 电动机会损坏3．如何改变他励直流电动机的转速方向

答：直流电机改变电源极性可改变旋转方向，三相交流电机交换任两相电源可改变转向，单相电机壳调换启动线圈方向可改变转向。