电机及电气技术实验台直流并励电动机的实验
电机及电气技术实验台直流并励电动机的实验为了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。
电动机及电气技术实训台直线DC并励电动机的实训
一、实训目的
1、掌控把握用实训方法测取直线DC并励电动机的作业特性和机械特性。
2、掌控把握直线DC并励电动机的调动速度方法。
二、预习要点
1、什么是直线DC电动机的作业特性和机械特性？
2、直线DC电动机调动速度原理是什么？
三、实训内容
1、作业特性和机械特性
保持U=UN和If=IfN不变，测取n、T2、η=f（Ia）、n=f（T2）。
2、调动速度特性
（1）改变电枢电压（V）（V）调动速度
保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f（Ua）。
（2）改变励磁电流（A）（A）调动速度
保持U=UN，T2=常数，测取n=f（If）。
3、查看能耗限限制动作作过程
四、实训方法
1、实训设备
2、屏上挂式模型块件排列顺序
DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ29
3、并励电动机的作业特性和机械特性
（1）按图2-6接线。校正直线DC测功机 MG按他励发电动机连接，在此作为直线DC电动机M的负载，用来测量电动机的转矩和输出功率（W）（W）。Rf1选用DQ29的900Ω阻值，按分压法（看第一章可调电阻器分压法的简介）接线。Rf2 选用DQ27的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R1用DQ29的180Ω阻值。R2选用DQ27的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。
图2-6 直线DC并励电动机接线图
（2）将直线DC并励电动机M的磁场调动电阻Rf1调至小值，电枢串联起动电阻R1调至大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动。
（3）M起动正常后，将其电枢串联电阻R1调至零，调动电枢电源的电压（V）（V）为220V，调动校正直线DC测功机的励磁电流（A）（A）If2为校正值（100 mA），再调动其负载电阻R2和电动机的磁场调动电阻Rf1，使电动机达到规格限定值：U＝UN，I＝IN，n＝nN。此时M的励磁电流（A）（A）If即为规格限定励磁电流（A）（A）IfN。
（4）保持U＝UN，If=IfN，If2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载（即增大负载电阻）。测取电动机电枢写入电流（A）（A）Ia，转动速度n和校正电动机的负载电流（A）（A）IF（由校正弯弯曲线查出电动机输出对应转矩T2）。共取数值9-10组，记录于表2-7中。
表2－7 U＝UN＝ V If=IfN= mA If2=100 mA
4、调动速度特性
（1）电枢绕组串电阻调动速度
1）直线DC电动机M运行后，将电阻R1调至零，If2调至校正值，再调动负载电阻R2、电枢电压（V）（V）及磁场电阻Rf1，使M的U=UN，Ia=0.5IN，If＝IfN记下此时MG的IF值。
2）保持此时的IF值（即T2值）和If＝IfN不变，逐次多加R1的阻值，降低电枢两端的电压（V）（V）Ua，使R1从零调至大值，每次测取电动机的端电压（V）（V）Ua，转动速度n和电枢电流（A）（A）Ia。
3）共取数值8-9组，记录于表2-8中
表2－8 If＝IfN＝ mA IF= A(T2＝ N·m) If2=100mA
（2）改变励磁电流（A）（A）的调动速度
1）直线DC电动机运行后，将M的电枢串联电阻R1和磁场调动电阻Rf1调至零，将MG的磁场调动电阻If2调至校正值，再调动M的电枢电源调压旋钮和MG的负载，使电动机M的U=UN，Ia＝0.5IN记下此时的IF值。
2）保持此时MG的IF值（T2值）和M的U＝UN不变，逐次多加磁场电阻阻值：直至n＝1.3nN，每次测取电动机的n、If和Ia。共取 7－8组记录于表2－9中。
表2－9 U＝UN＝ V IF= A(T2＝ N·m) If2= 100mA
5、能耗限限制动作作
（1）按图2-7接线，其中R1选用DQ29上90Ω串90Ω共180Ω阻值，Rf1选用DQ29上的900Ω串900Ω共1800Ω阻值，RL选用DQ27上900Ω串900Ω再加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值。
图2-7并励电动机能耗限限制动作作接线图
（2）把M的电枢串联起动电阻R1调至大，磁场调动电阻Rf调至小位置。S1合向1端位置，然后合上控制屏下方右边的电枢电源开关，使电动机起动。
（3）运行正常后，将开关S1合向中间位置，使电枢开路。由于电枢开路，电动机处于自由停机，记录停机时间。
（4）将R1调回大位置，重复起动电动机，待运行正常后，把S1合向RL端，记录停机时间。
（5）选用RL不一样的阻值，查看对停机时间的影响（注意调动R1及RL不宜太小的阻值，以免产生太大的电流（A）（A），损坏电动机）
五、实训报告
1、由表2-7计算出P2和η，并给出n、T2、η＝f（Ia）及n＝f（T2）的特性弯弯曲线。
电动机输出功率（W）（W）： P2＝0.105nT2
式中输出转矩T2的单位为N.m（由If2及IF值，从校正弯弯曲线T2=f（IF）查得），转动速度n的单位为r/min。
电动机写入功率（W）（W）： P1=UI
写入电流（A）（A）： I=Ia+IfN
由作业特性求出转动速度改变率
2、绘出并励电动机调动速度特性弯弯曲线n＝f（Ua）和n=f（If）。解析在恒转矩负载时两种调动速度的电枢电流（A）（A）改变规律以及两种调动速度方法的优缺点。
3、能耗限限制动作作时间与限限制动作作电阻RL的阻值有什么关系？为什么？该限限制动作作方法有什么缺点？
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？是否会出现上翘情况？为什么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？
2、当电动机的负载转矩和励磁电流（A）（A）不变时，减小电枢端电压（V）（V），为什么会引起电动机转动速度降低？
3、当电动机的负载转矩和电枢端电压（V）（V）不变时，减小励磁电流（A）（A）会引起转动速度的升高，为什么？
4、并励电动机在负载运行中，当磁场线路断线时是否一定会出现"飞车"？为什么？
1、掌控把握用实训方法测取直线DC并励电动机的作业特性和机械特性。
2、掌控把握直线DC并励电动机的调动速度方法。
二、预习要点
1、什么是直线DC电动机的作业特性和机械特性？
2、直线DC电动机调动速度原理是什么？
三、实训内容
1、作业特性和机械特性
保持U=UN和If=IfN不变，测取n、T2、η=f（Ia）、n=f（T2）。
2、调动速度特性
（1）改变电枢电压（V）（V）调动速度
保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f（Ua）。
（2）改变励磁电流（A）（A）调动速度
保持U=UN，T2=常数，测取n=f（If）。
3、查看能耗限限制动作作过程
四、实训方法
1、实训设备
| 序号 | 型 号 | 名 称 | 数 量 |
| 1 | DQ03-1 | 导轨、旋转编码器及数字显露转动速度表 | 1套 |
| 2 | DQ19 | 校正直线DC测功机 | 1台 |
| 3 | DQ09 | 直线DC并励电动机 | 1台 |
| 4 | DQ22 | 直线DC数字电压（V）（V）、mAmA毫安、安培表 | 2件 |
| 5 | DQ27 | 三相可调电阻器 | 1件 |
| 6 | DQ29 | 可调电阻器、电容器 | 1件 |
| 7 | DQ31 | 波动线测量试验及开关板 | 1件 |
2、屏上挂式模型块件排列顺序
DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ29
3、并励电动机的作业特性和机械特性
（1）按图2-6接线。校正直线DC测功机 MG按他励发电动机连接，在此作为直线DC电动机M的负载，用来测量电动机的转矩和输出功率（W）（W）。Rf1选用DQ29的900Ω阻值，按分压法（看第一章可调电阻器分压法的简介）接线。Rf2 选用DQ27的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R1用DQ29的180Ω阻值。R2选用DQ27的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。
图2-6 直线DC并励电动机接线图
（2）将直线DC并励电动机M的磁场调动电阻Rf1调至小值，电枢串联起动电阻R1调至大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动。
（3）M起动正常后，将其电枢串联电阻R1调至零，调动电枢电源的电压（V）（V）为220V，调动校正直线DC测功机的励磁电流（A）（A）If2为校正值（100 mA），再调动其负载电阻R2和电动机的磁场调动电阻Rf1，使电动机达到规格限定值：U＝UN，I＝IN，n＝nN。此时M的励磁电流（A）（A）If即为规格限定励磁电流（A）（A）IfN。
（4）保持U＝UN，If=IfN，If2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载（即增大负载电阻）。测取电动机电枢写入电流（A）（A）Ia，转动速度n和校正电动机的负载电流（A）（A）IF（由校正弯弯曲线查出电动机输出对应转矩T2）。共取数值9-10组，记录于表2-7中。
表2－7 U＝UN＝ V If=IfN= mA If2=100 mA
|
实 验 数 据 |
Ia（A） | ||||||||||
| n（r/min） | |||||||||||
| IF（A） | |||||||||||
| T2（N·m） | |||||||||||
|
计 算 数 据 |
P2（W） | ||||||||||
| P1（W） | |||||||||||
| η（％） | |||||||||||
| Δn（％） | |||||||||||
（1）电枢绕组串电阻调动速度
1）直线DC电动机M运行后，将电阻R1调至零，If2调至校正值，再调动负载电阻R2、电枢电压（V）（V）及磁场电阻Rf1，使M的U=UN，Ia=0.5IN，If＝IfN记下此时MG的IF值。
2）保持此时的IF值（即T2值）和If＝IfN不变，逐次多加R1的阻值，降低电枢两端的电压（V）（V）Ua，使R1从零调至大值，每次测取电动机的端电压（V）（V）Ua，转动速度n和电枢电流（A）（A）Ia。
3）共取数值8-9组，记录于表2-8中
表2－8 If＝IfN＝ mA IF= A(T2＝ N·m) If2=100mA
| Ua（V） | |||||||||
| n（r/min） | |||||||||
| Ia（A） |
1）直线DC电动机运行后，将M的电枢串联电阻R1和磁场调动电阻Rf1调至零，将MG的磁场调动电阻If2调至校正值，再调动M的电枢电源调压旋钮和MG的负载，使电动机M的U=UN，Ia＝0.5IN记下此时的IF值。
2）保持此时MG的IF值（T2值）和M的U＝UN不变，逐次多加磁场电阻阻值：直至n＝1.3nN，每次测取电动机的n、If和Ia。共取 7－8组记录于表2－9中。
表2－9 U＝UN＝ V IF= A(T2＝ N·m) If2= 100mA
| n（r/min） | ||||||||
| If（mA） | ||||||||
| Ia（A） |
（1）按图2-7接线，其中R1选用DQ29上90Ω串90Ω共180Ω阻值，Rf1选用DQ29上的900Ω串900Ω共1800Ω阻值，RL选用DQ27上900Ω串900Ω再加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值。
图2-7并励电动机能耗限限制动作作接线图
（2）把M的电枢串联起动电阻R1调至大，磁场调动电阻Rf调至小位置。S1合向1端位置，然后合上控制屏下方右边的电枢电源开关，使电动机起动。
（3）运行正常后，将开关S1合向中间位置，使电枢开路。由于电枢开路，电动机处于自由停机，记录停机时间。
（4）将R1调回大位置，重复起动电动机，待运行正常后，把S1合向RL端，记录停机时间。
（5）选用RL不一样的阻值，查看对停机时间的影响（注意调动R1及RL不宜太小的阻值，以免产生太大的电流（A）（A），损坏电动机）
五、实训报告
1、由表2-7计算出P2和η，并给出n、T2、η＝f（Ia）及n＝f（T2）的特性弯弯曲线。
电动机输出功率（W）（W）： P2＝0.105nT2
式中输出转矩T2的单位为N.m（由If2及IF值，从校正弯弯曲线T2=f（IF）查得），转动速度n的单位为r/min。
电动机写入功率（W）（W）： P1=UI
写入电流（A）（A）： I=Ia+IfN
由作业特性求出转动速度改变率
2、绘出并励电动机调动速度特性弯弯曲线n＝f（Ua）和n=f（If）。解析在恒转矩负载时两种调动速度的电枢电流（A）（A）改变规律以及两种调动速度方法的优缺点。
3、能耗限限制动作作时间与限限制动作作电阻RL的阻值有什么关系？为什么？该限限制动作作方法有什么缺点？
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？是否会出现上翘情况？为什么？上翘的速率特性对电动机运行有何影响？
2、当电动机的负载转矩和励磁电流（A）（A）不变时，减小电枢端电压（V）（V），为什么会引起电动机转动速度降低？
3、当电动机的负载转矩和电枢端电压（V）（V）不变时，减小励磁电流（A）（A）会引起转动速度的升高，为什么？
4、并励电动机在负载运行中，当磁场线路断线时是否一定会出现"飞车"？为什么？
