他励直流电动机机械特性的测定实验报告.docx
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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UN=220V，IN=1.1A，nN=1600r/min，PN=185W；励磁电压Uf=220V，励磁电流If≤0.080A。
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S1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=0.1，0.15，0.2，0.25，0.3，0.35，0.4，0.45）记录电流Ia，转速n，转矩T2；
（10）保持U=UN，If=IfN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Ia、转速n和转矩T2，共取数据8组填入表1-1中。
M
A
mA
NMEL-18
（220电压源）
NMEL-03
（1800）
S1
+
-
R4
NMEL-04
（180）
R1
NMEL-18
安培表
M03
电机
1端
2端
测功机加载系统
NMEL-18
（励磁电源）
+
-
NMEL-09
（3000）
R2
M03
电机励磁
NMEL-18
毫安表
图1—1
2．他励直流电动机机械特性的测定
（1）固有特性维持UN＝210V（通过调节电机负载旋钮，测得机械特性）
表1-1
实
验
数
据
Ia（A）
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
n（r/min）
1548
1534
1524
1517
1511
1513
1496
1488
T2（N.m）
0.15
0.20
0.28
0.35
0.44
0.50
0.57
0.64
（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）
实
验
数
据
Ia（A）
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
n（r/min）
1615
1545
1462
1375
1290
1218
1145
1056
T2（N.m）
0.23
0.24
0.28
0.34
0.42
0.47
0.52
0.59
表1－2
（3）改变电枢端电压特性维持转矩TL=0.1Nm（由U＝200V向下调压获得机械特性）
Ua（V）
197
197
197
197
197
197
197
n（r/min）
1545
1534
1520
1514
1505
1495
1490
Ia（A）
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
表1－3
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。
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