《机电传动控制》实验指导书解读Word文档下载推荐.docx

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他励直流电动机M03。

U1：

可调直流稳压电源NMEL-18A，为电枢绕组供电。

Uf：

直流稳压电源NMEL-18A，为励磁绕组供电。

R1、Rf：

电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于MEL-09。

S：

能耗制动开关，位于MEL-05。

RL：

能耗制动限流电阻，位于MEL-03中的900Ω可变电阻。

V1：

可调直流稳压电源自带直流电压表，位于NMEL-18A。

V2：

量程300V的直流电压表，位于MEL-06或NMCL-001。

mA：

直流毫安电流表，位于直流电机励磁电源部NMEL-18A

A：

可调直流稳压电源自带直流电流表NMEL-18A。

G：

涡流测功机。

IS：

涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。

四、实验内容和步骤

1、他励直流电动机的启动（先励磁通电，后电枢通电）

（1）按实验电路图接线，检查M、G之间是否用联轴器接好，电机导轨和MEL-13的连接线是否接好，电动机励磁回路是否牢靠，仪表的极性是否连接正确。

（2）将R1调至最大，Rf调至最小，毫安电流表量程为200mA，直流电流表量程为2A档，直流电压表V2量程为300V档，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底。

（3）开启控制屏的总电源开关，先按下红色断开按钮，然后按下绿色“闭合”按钮开关。

打开励磁电源U2和可调直流电源U1船形开关，按下复位按钮后，直流电原的绿色发光二极管亮，表明直流电源接通工作，然后旋转电压调节电位器，使可调直流稳压电源U1输出220V直流电压。

（4）减小R1至最小使电机旋转起来，观察旋转方向和转速。

2、他励直流电动机的调速

（1）改变电枢电流大小，通过调节R1的大小实现，调节时观察转速的变化。

（2）改变励磁电流If大小，通过调节Rf的大小实现，调节时观察转速的变化。

（3）调节转矩设定电位器（假负载），观察转速的变化。

注意转矩不要超过1.1N.m，以免发生堵转现象。

3、他励直流电动机的换向

（1）将R1调至最大，“转矩设定”电位器逆时针调到零，先断开电枢回路的可调直流电源开关，再断开励磁电源开关，使电动机停车。

（2）将电枢绕组或励磁回路的两端接线对调后，再按前述启动方法启动电动机，观察电动机的旋转方向和转速。

4、他励直流电动机的制动

（1）将开关S合向“1”端，R1调至最大，Rf调至最小，启动直流电机。

（2）运行正常后，从电机电枢的一端拨出一根导线，使电枢开路，电机处于自由停机，记录停机时间。

（3）重复起动电动机，待运转正常后，把S合向“2”端记录停机时间。

（4）在选择不同RL阻值（900和450），观察对停机时间的影响。

5、他励直流电动机的工作特性和机械特性

（1）直流电机正常启动后，将R1调至零，调节直流可调稳压电源的直流电压U1=220V，再分别调节Rf和“转矩设定”电位器，使电动机达到额定值：

Ua=UN=220V、Ia=IN、n=nN=1600r/min、If=IfN。

（2）在U=UN，If=IfN不变的条件下，逆时针调节“转矩设定”电位器，逐次减小电动机的负载，读取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2的测量值，共取7-8组数据填入表1中。

实

验

数

据

Ia（A）

0.47

0.39

0.33

0.27

0.21

0.15

0.08

0.05

n（r/min）

1600

1612

1620

1630

1640

1652

1665

1670

T2（N.m）

0.38

0.30

0.24

0.20

0.16

0.10

计

算

P2（w）

63.84

55.86

51.03

46.21

41.32

34.69

27.97

17.54

P1（w）

121.8

104.3

91.1

77.88

65.34

51.48

36.08

29.48

η（%）

52.4

53.5

56.1

59.33

63.24

67.5

77.52

59.50

△n（%）

0.75

1.25

1.875

2.5

3.25

4.06

4.375

表1他励直流电动机的机械特性

Ua=UN=220VIf=IfN=0.083AKa=0Ω

6、他励直流电动机的调速特性

（1）改变电枢电压调速

第一步，启动电机后，将电阻R1调至零，并同时调节负载（调节“转矩设定”电位器）、电枢电压和Rf，使电机的Ua=UN，Ia=0.5IN，If=IfN，记录此时的T2=N.m。

第二步，保持T2和If=IfN不变，逐次增加R1的阻值（降低电枢两端的电压Ua），R1从零调至最大值，每次读取电动机的端电压Ua，转速n和电枢电流Ia的测量值，共取7-8组数据填入表2中。

表2他励直流电动机的改变电枢电压调速特性

Ua（V）

220

209

200

191

180

170

159

140

1516

1448

1373

1280

1202

112

952

0.55

0.56

0.58

0.60

0.64

0.67

0.71

0.80

If=IfN=0.085AT2=0.45N.m

（2）改变励磁电流调速

第一步，启动电机后，将R1和Rf调至零，调节可调直流电源的输出电压，调节“转矩设定”电位器，使电动机的Ua=UN=220V,Ia=0.5IN，记录此时的T2=N.m。

第二步，保持T2和Ua=UN不变，逐次增加Rf阻值，直至n=1.3nN，每次读取电动机的n、If和Ia的测量值，共取7-8组数据填写入表3中。

表3他励直流电动机的改变励磁电流调速特性

1700

1750

1800

1850

1900

1950

2000

If（A）

0.082

0.068

0.063

0.058

0.055

0.052

0.049

0.047

0.59

0.62

0.66

0.68

0.70

U=UN=220V，T2=0.46N.m

五、实验结果分析

1、由表1计算出P2和η，并绘出n、T2、η=f（Ia）及n=f（T2）的特性曲线。

电动机输出功率：

P2=0.105nT2（输出转矩T2的单位为N·

m，转速n的单位为r／min）

电动机输入功率：

P1=UI

电动机效率：

η=×

100％

电动机输入电流：

I=Ia+IfN

由工作特性求出转速变化率：

Δn=×

n

0.4

0.3

0.2

T2

2、绘出电动机调速特性曲线n=f（Ua）和n=f（If）。

分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。

3、

If

Ua

六、思考题

1、什么是直流电动机的机械特性？

答：

表征电动机轴上所产生的转矩M和相应的运行转速п之间关系的特性。

2、直流电动机调速原理是什么？

1弱磁调速，改变历磁电压，降压就升速，升压就降速。

2改变电枢电压，升压就升速，降压就降速，这个采用得很多。

3耗制动时间与制动电阻RL的阻值有什么关系？

为什么？

该制动方法有什么缺点？

根据公式可知，在弱磁调速时，人为机械特性在固有机械特性上方，而且特性变软，故减小励磁电流会引起转速的升高。

4、他励直流电动机带负载运行时，当励磁回路断线时是否一定会出现“飞速”？

在弱磁调速时，当磁场回路断线时转速会突然增大，有可能会出现飞车现象。

实验二三相异步电动机（2节）

1、掌握三相异步电动机的启动、换向和调速方法。

2、测取三相异步电动机的工作特性。

1、MEL系列电机教学实验台主控制屏。

2、电机导轨及测功机G、矩矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。

3、交流功率、功率因数表（MEL-20或MEL-24或含在实验台主控制屏NMCL-001上）。

4、交流电压、毫安、安培表（MEL-06或含在实验台主控制屏NMCL-001上）。

5、三相可调电阻器900Ω（MEL-03）。

6、三相转子调节电阻器（MEL-04）

7、波形测试及开关板（MEL-05）。

8、三相笼型异步电动机M04。

9、三相绕线型异步电动机M09

三、实验内容和步骤

1、三相笼型异步电动机的直接启动（全压启动）

实验电路图1

（1）按实验电路图1所示接线，开关S扳向左边（电机绕组为△接线）。

交流电压表和电流表数字式或指针式均可。

（2）启动前，把“转矩设定”电位器（MEL-13上）旋钮逆时针调到底，“转速控制”、“转矩控制”选择开关（MEL-13上）扳向“转矩控制”，并检查电机导轨和MEL-13的连接是否良好。

（3）把三相交流电源调节旋钮逆时针旋到底，合上“闭合”开关。

调节旋钮使交流输出电压达到电机额定电压220V，使电机启动旋转（观察MEL-13的转速表，如电机旋转方向不符合要求，则须切断电源，对换任意两根与电机绕组连接的相线，再重新启动电动机）。

（4）断开三相交流电源，待电机完全停转后，再接通三相交流电源，使电机全压启动，观察电机启动瞬间电流值。

（5）启动电流IST、启动转矩TST的测算：

断开三相交流电源，将调压器调至零位，用起子插入测功机堵转孔中，然后合上三相交流电源，调节调压器，使电机电流达到2～3倍额定电流，读取电压值UK、电流值IK、转矩值TK填入表1中。

最后按照表1中的公式计算出启动电流和启动转矩。

注意，通电时间不超过10s，以免绕组过热烧毁。

表1三相笼型异步电动机全压启动的启动值测算

测量值

计算值

UK（V）

IK（A）

TK（N.m）

IST（A）

，UN=220V

TST（N.m）

120

1.0

0.17

1.83

0.31

2、三相笼型异步电动机的Y-△降压启动

（1）启动前，把三相调压器调至零位，开关S扳向右边（电机绕组为Y接线）。

合上电源开关，调节调压器，使输出电压升高至电机额定电压UN=220V，断开电源开关，待电机停止转动。

（2）电机完全停转后，合上电源开关，观察启动瞬间电流，与全压启动方式的启动瞬间电流作定性比较。

然后把开关S扳向左边（电机绕组为△接线），电机进入正常运行，启动过程结束。

3、三相笼型异步电动机的正反转