直流并励电动机实验报告.docx

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直流并励电动机实验报告

实验报告

课程名称：

电机学实验指导老师：

成绩：

实验名称：

直流并励电动机实验类型：

普通实验同组学生姓名：

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

实验三直流并励电动机

一、实验目的

1．掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2．掌握直流并励电动机的调速方法。

3．并励电动机的能耗制动。

二、预习要点

1．什么是直流电动机的工作特性和机械特性?

答：

直流电机的工作特性通常是指电压

，励磁电流，电枢回路，不串入外加电阻的条件下，直流电动机的转速n、电磁转矩

和效率ȵ与输出功率

之间的关系曲线。

直流电动机的机械特性是指在及电枢回路总电阻（Ra+Raj）=常值的条件下，的关系。

当Raj=0时的机械特性，称为自然（故有）机械特性

2．直流电动机调速原理是什么?

答：

直流电动机的调速方法：

（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；

3．直流电动机电磁制动的原理和方法。

答：

直流电机制动方法：

（1）能耗制动

（2）反接制动（电压反接和电势反向）

（3）回馈制动（电压反向和电压不反向）

三、实验项目

1．工作特性和机械特性

保持U＝UN和If＝IfN不变，测取n、T2、

＝f（Ia）及n=f（T2）。

2．调速特性

（1）改变电枢电压调速

保持If＝IfN常值，T2＝常值，测取n＝f（Ua）。

（2）改变励磁电流调速

保持U＝UN，T2＝常值，Ra＝0，测取n＝f（If）。

*（3）观察能耗制动过程

四、实验线路及操作步骤

1.并励电动机的工作特性和机械特性

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）

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＝UN，I＝IN，n＝nN，其励磁电流即为额定励磁电流IfN，在保持U=UN和I＝IfN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，共取6—7组数据，记录于表1—6中。

表1－6U＝UN＝220V，If＝IfN＝68.1mA，Ra＝20Ω

实验数据

I（A）

1.167

1.017

0.806

0.613

0.409

0.162

n（r/min）

1600

1617

1635

1653

1681

1729

T2（N.m）

1.10

0.95

0.73

0.52

0.28

0

计算数据

Ia（A）

1.0989

0.9489

0.7379

0.5449

0.3409

0.0939

P2（W）

184.307

160.865

124.988

90.013

49.289

0

η（%）

0.718

0.719

0.705

0.667

0.548

0

上表中Ra对应于环境温度0℃时电动机电枢回路的总电阻，可由实验室给出。

2．调速特性

（1）改变电枢端电压的调速

1

2

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＝UN、If＝IfN、T2＝0.5N·m，保持此时的T2的数值和If＝IfN，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,共取5—6组数据，记录于表1—7中。

表1－7If=IfN=75.6mA,T2=0.5N·m

Ua（V）

220

209

198

186

169

175

n（r/min）

1600

1516

1430

1337

1219

1255

I（A）

0.595

0.585

0.588

0.582

0.586

0.588

Ia（A）

0.5194

0.5094

0.5124

0.5064

0.5104

0.5124

（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＝UN，If＝IfN，T2=0.5N·m，保持此时的T2数值和U＝UN的值，逐次增加磁场电阻Rf，直至n＝1.3nN，每次测取电动机的n、If和I，共取5—6组数据，记录于表1—8中。

表1－8U=UN=220V,T2=0.5N·m

n（r/min）

1417

1494

1543

1596

1643

1697

1757

If（mA）

112.6

92.2

80.6

72.3

65.5

59.3

53.7

I（A）

0.567

0.573

0.577

0.583

0.598

0.610

0.620

Ia（A）

0.4544

0.4808

0.4964

0.5107

0.5325

0.5507

0.5663

五、注意事项

1．直流电动机起动前，测功机加载旋钮调至零。

实验做完也要将测功机负载旋钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。

六、实验报告

1.由表1—6计算出Ia、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＝0.105∙n∙T2

式中输出转矩T2的单位为Nm，转速n的单位为r／min。

电动机输入功率：

P1＝U•I

电动机效率：

η＝

×100％

电动机电枢电流：

Ia＝I—IfN

由工作特性求出转速变化率：

Δn＝

×l00％

2.绘出并励电动机调速特性曲线n＝f（U）和n＝f（If）。

n＝f（U）

n＝f（If）

3.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。

答：

1、改变电枢端电压的调速，电枢电流变化很小；

2、其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；

3、改变励磁电流的调速，转速越高，电枢电流越大；

4、其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，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。

六、思考题

1.并励电动机的速率特性n=f（Ia）为什么是略微下降？

是否出现上翘现象？

为什么？

上翘的速率特性对电动机有何影响？

答：

为一条下斜的斜线，由于直流电动机中的

故

很小，只是略微下降。

当Ia增加时，由于电枢反应的去磁作用，导致

的减小，

知，n会增加，故可能出现上翘现象。

2.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?

答：

因为

，当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，电枢端电压减小，由于Ce与电机本身的性质有关，所以Ce不变，而

与励磁电路If有关，If不变，电机的结构不变，

也不变，所以只有转速n减小。

3.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?

答：

因为

，当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时，减小励磁电流，由于Ce与电机本身的性质有关，所以Ce不变，而

与励磁电路If正相关，If减小，电机的结构不变，

减小，而Ua大小不变，所以只有转速n增加。

4.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？

答：

会，因为

，当磁场回路断线的时候，也就是说

中由励磁回路引起的部分减小为0，只剩下剩磁部分，也就是说

变得很小，而Ua不变，那么n瞬间就要变得非常大，也就出现了“飞速”的现象。