電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南(已改).doc

EL-DS- 型電氣控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南北京精儀達(dá)盛科技有限公司2004年7月實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（一）“綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)” 及其掛箱初次使用或較長(zhǎng)時(shí)間未用時(shí)，實(shí)驗(yàn)前務(wù)必對(duì)“實(shí)驗(yàn)臺(tái)”及其掛箱進(jìn)行全面檢查和單元環(huán)節(jié)調(diào)試。（二）實(shí)驗(yàn)前，務(wù)必設(shè)置“狀態(tài)”開(kāi)關(guān)（直流、調(diào)試、串調(diào)、調(diào)壓），并按下表正確選擇主變壓器二次側(cè)相電壓，認(rèn)真檢查各開(kāi)關(guān)和旋鈕的位置以及實(shí)驗(yàn)接線是否正確，經(jīng)教師審核、檢查無(wú)誤后方可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。主變壓器二次側(cè)抽頭輸出電壓及其適用范圍轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SC位號(hào)123二次側(cè)電壓（線相）90V52V220127V380220V適 用 范 圍110V直流電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速220V直流電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速線電壓220V的鼠籠電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速與調(diào)壓調(diào)速線電壓380V的鼠籠電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速及繞線機(jī)串級(jí)調(diào)速注：線電壓 380V的交流電機(jī)允許DY接線；線電壓 220V的交流電機(jī) 380V電源時(shí)只準(zhǔn)Y接線。（三）出現(xiàn)任何異常，務(wù)必立即切除實(shí)驗(yàn)臺(tái)總電源，（即分?jǐn)嗫臻_(kāi)“Q” ）。（四）為防止調(diào)速系統(tǒng)的振蕩，在接入調(diào)節(jié)器時(shí)必須同時(shí)接入RC阻容箱，先設(shè)定為1：1的比例狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)中按需再行改變阻容值，直至滿(mǎn)足要求。（五）本實(shí)驗(yàn)臺(tái)“過(guò)流”信號(hào)取自“交流電流變換（Bi）”單元。因此，在所有交、直流實(shí)驗(yàn)電路中都必須接入（Bi）單元，并經(jīng)常檢查、觀察綜合保護(hù)的指示，尤應(yīng)確保過(guò)流保護(hù)的完好、可靠。（六）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注意監(jiān)視主電路的過(guò)載電流，不超過(guò)系統(tǒng)的允許值，并盡可能縮短必要的過(guò)載和堵轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)間。（七）無(wú)“電流開(kāi)環(huán)” 又無(wú)“電流截止負(fù)反饋” 的系統(tǒng)，務(wù)必采用“給定積分”輸出，否則不可階躍起動(dòng)，應(yīng)從0V緩慢起調(diào)。（八）“閉環(huán)系統(tǒng)”階躍起動(dòng)前，務(wù)必確保負(fù)反饋接線正確、各個(gè)調(diào)節(jié)器性能良好、限幅值正確無(wú)誤。（九）實(shí)驗(yàn)前，先將負(fù)載開(kāi)關(guān)分?jǐn)?、?fù)載變阻器置于阻值最大，實(shí)驗(yàn)中按需接通負(fù)載開(kāi)關(guān)，逐步減少負(fù)載電阻，直至所要求的負(fù)載電流。（十）“電流開(kāi)環(huán)”的交流調(diào)速系統(tǒng)，給定以積分輸出（Un*2 ）為宜。（十一）“雙蹤示波器”測(cè)試雙線波形，嚴(yán)防因示波器“雙表筆”已共地而引起系統(tǒng)短路。（十二）本“實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)” ，適用于采用本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的所有實(shí)驗(yàn)。 任何改接線，首先斷電源；一旦有異常按急停拉空開(kāi)! ELDS型電氣控制綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南北京精儀達(dá)盛科技有限公司E-mail:前 言前 言電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南是本公司主要教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備“ELDS 型電氣控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”關(guān)于“電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)”實(shí)驗(yàn)的配套資料之一。是根據(jù)國(guó)內(nèi)不同層次、不同類(lèi)型的大學(xué)本科、高等專(zhuān)科、中等專(zhuān)業(yè)類(lèi)相應(yīng)專(zhuān)業(yè)的有關(guān)教學(xué)大綱、教材資料和實(shí)驗(yàn)要求，結(jié)合本“綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”的基本功能和技術(shù)特點(diǎn)，專(zhuān)門(mén)聘請(qǐng)“工業(yè)電氣自動(dòng)化”方面長(zhǎng)期從事專(zhuān)業(yè)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究的，有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的教授、專(zhuān)家編寫(xiě)而成?？紤]到本“實(shí)驗(yàn)臺(tái)” 技術(shù)性能的綜合性、靈活性、可塑性及其寬廣的適應(yīng)能力，電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南提供了多個(gè)典型教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，基本函蓋了“電機(jī)及其拖動(dòng)基礎(chǔ)”課程有關(guān)交、直流電機(jī)，單、三變壓器等基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。用戶(hù)單位可根據(jù)各自學(xué)校和專(zhuān)業(yè)的教學(xué)層次和專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，選擇其中若干實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還可以根據(jù)配套資料和相關(guān)掛箱及其使用說(shuō)明、本實(shí)驗(yàn)指南等，自行組合相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容。本實(shí)驗(yàn)指南不是有關(guān)專(zhuān)業(yè)的“實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱” ，也非專(zhuān)業(yè)教學(xué)“教材” ，只是相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一種“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的參考資料，主要供使用本“綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”時(shí)的參考，敬請(qǐng)注意。電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南除作為“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的參考資料外，還可供相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科和專(zhuān)科學(xué)生的“課程設(shè)計(jì)” 、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”以及碩士研究生和專(zhuān)業(yè)教師課題研究的參考，也可供工礦企業(yè)有關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)和工業(yè)運(yùn)行時(shí)的參考。由于電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南作為本“綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)”的一種配套資料，“指南”的編寫(xiě)具有一定的局限性和較強(qiáng)的針對(duì)性，作為參考資料必定存在眾多不足，也由于編寫(xiě)者的水平所限、資料不足和時(shí)間緊迫等，諸多不盡人意、缺點(diǎn)、錯(cuò)誤之處在所難免，敬請(qǐng)批評(píng)、指正。并對(duì)參加本“實(shí)驗(yàn)指南”的編寫(xiě)、校閱、典型系統(tǒng)及其單元環(huán)節(jié)的調(diào)試人員順致謝意。 北京精儀達(dá)盛科技有限公司教學(xué)設(shè)備資料編寫(xiě)組2005年1月 ELDS型電氣控制綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南北京精儀達(dá)盛科技有限公司E-mail:目 錄目 錄實(shí)驗(yàn)要求與實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容 1 實(shí)驗(yàn)一、 直流發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究 2實(shí)驗(yàn)二、 直流電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究 7實(shí)驗(yàn)三、 直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性和過(guò)渡過(guò)程 12實(shí)驗(yàn)四、 單相變壓器的實(shí)驗(yàn)研究 19 實(shí)驗(yàn)五、 三相變壓器的實(shí)驗(yàn)研究 26 實(shí)驗(yàn)六、 三相異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究 32實(shí)驗(yàn)七、 “繞線轉(zhuǎn)子” 異步電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下機(jī)械特性的測(cè)試 39 附錄：電機(jī)與拖動(dòng)系統(tǒng)基本物理量的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 40一、電機(jī)繞組電阻的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 40二、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞與勵(lì)磁電路電感的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 41三、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 44四、電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 47五、單相變壓器的特性曲線及其基本參數(shù)的計(jì)算 50六、三相變壓器繞組的12組24種聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào) 53實(shí)驗(yàn)要求與實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容實(shí)驗(yàn)要求與實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)要求：（一）實(shí)驗(yàn)前做好預(yù)習(xí)，熟悉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其組成，深入了解各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)。（二）實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真閱讀電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南、“實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)”及相關(guān)教材、資料等，完成有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算（機(jī)組和綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的有關(guān)參數(shù)，由實(shí)驗(yàn)室提供或?qū)嶒?yàn)前到實(shí)驗(yàn)室咨詢(xún)、了解），認(rèn)真準(zhǔn)備好相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的的思考題，以備正確回答實(shí)驗(yàn)課老師的課前提問(wèn)。（三）按指定時(shí)間、指定地點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參加實(shí)驗(yàn)，不遲到、不早退、不無(wú)故缺席、不在實(shí)驗(yàn)室嬉笑打鬧、不動(dòng)與本實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的其它儀器、設(shè)備。實(shí)驗(yàn)完畢，認(rèn)真整理、歸還實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備、圖紙、資料，清理好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。（四）熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，認(rèn)真聽(tīng)取實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的講解、指導(dǎo)；勤學(xué)多問(wèn)、膽大心細(xì)、勇于探索、不放過(guò)任何實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，正確觀察、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、繪制實(shí)驗(yàn)曲線。（五）實(shí)驗(yàn)后，根據(jù)指定實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式，按要求內(nèi)容，認(rèn)真、及時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并于指定時(shí)間、指定地點(diǎn)及時(shí)送達(dá)實(shí)驗(yàn)室。（六）嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)須知和實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范，如有異常及時(shí)切斷實(shí)驗(yàn)電源，并立即報(bào)告實(shí)驗(yàn)教師。二、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容：（一）實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、目的和主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（二）實(shí)驗(yàn)電路組成框圖，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其組成環(huán)節(jié)的作用原理。（三）機(jī)組和實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要參數(shù)，完成系統(tǒng)及其環(huán)節(jié)有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算。（四）認(rèn)真整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制實(shí)驗(yàn)曲線。（五）分析、討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各類(lèi)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和故障的原因。（六）實(shí)驗(yàn)的收獲、體會(huì)及改進(jìn)意見(jiàn)、建議等。 21 ELDS型電氣控制綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指南北京精儀達(dá)盛科技有限公司E-mail:實(shí)驗(yàn)一 直流發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)一 直流發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉直流發(fā)電機(jī)的工作原理，掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定空載特性。2掌握并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件，觀察并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)過(guò)程。3分析、研究直流發(fā)電機(jī)在他勵(lì)和并勵(lì)時(shí)的機(jī)械特性。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1熟悉直流機(jī)組的結(jié)構(gòu)和外形，由標(biāo)牌了解直流電機(jī)的額定參數(shù)。2熟悉他勵(lì)和并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)電路的組成及其工作原理。3他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)空載特性的測(cè)定，（含E0f（ n ）特性）。 4觀察并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和自勵(lì)過(guò)程。5他勵(lì)和并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)機(jī)械特性的測(cè)定與比較。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體及主控電路 DD01 、 DD03、DD07、DD09、DSM00等單元。 2由給定單元掛箱DSG01的DG01、觸發(fā)單元掛箱的DT04及可控硅主電路掛箱DSM01等幾部分組成可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。3直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組 DD16、17及DD02單元。4可調(diào)恒壓源、DD14、15單元。5數(shù)字萬(wàn)用表、電壓、電流表等。 四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“直流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)” 實(shí)驗(yàn)研究的基本內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)電路的組成、直流機(jī)組額定參數(shù)讀取、測(cè)定直流發(fā)電機(jī)的空載特性、外特性以及觀察并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)過(guò)程等。直流發(fā)電機(jī)電樞可以采用“直流驅(qū)動(dòng)” ，也可以采用“交流驅(qū)動(dòng)” 。為便于調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速，以測(cè)試E0f（n）特性，本實(shí)驗(yàn)采用“直流驅(qū)動(dòng)” 方式， 圖1-1 “可調(diào)直流穩(wěn)壓電源”接線圖如圖1-1所示，“驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)”電樞的“可調(diào)直流穩(wěn)壓電源”由給定單元掛箱（DSG01）的DG01單元、觸發(fā)單元掛箱（DST02）的DT04單元及可控硅主電路掛箱（DSM01）及主控柜四部分組成供電系統(tǒng)，其電路接線如圖1-2所示。發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁，分別由“可調(diào)恒壓電源、（DD14、DD15）”提供。發(fā)電機(jī)的負(fù)載（空載及連續(xù)可變負(fù)載）由刀開(kāi)關(guān)Q 1選擇，勵(lì)磁方式（并勵(lì)、他勵(lì)）由刀開(kāi)關(guān)Q 2切換。請(qǐng)?zhí)貏e注意：實(shí)驗(yàn)前務(wù)必確?！膀?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)”為額定勵(lì)磁，并將給電樞供電的“可調(diào)直流穩(wěn)壓電源” 的輸出電壓調(diào)至最低（0V），實(shí)驗(yàn)時(shí)緩緩增大輸出，直至額定轉(zhuǎn)速，以防止“驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)”過(guò)流。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法（一）直流機(jī)組額定參數(shù)的讀取觀察“直流發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)組”外形和組成，查看機(jī)組各組成部分的電機(jī)名牌，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)錄于表11。表11 直流機(jī)組的名牌數(shù)據(jù)（額定值） 數(shù) 據(jù)電 機(jī)型 號(hào)功 率（W）電 壓（V）電 流（A）轉(zhuǎn) 速（rpm）勵(lì) 磁電 壓（V）電 流（A）直流電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī)（二）他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)空載特性的測(cè)定圖11 他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)電路他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的空載特性即n n n o m、IG0時(shí)U0E0f（ I f ）。1先將實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作模式選擇到“直流調(diào)速”檔。2按圖12 接線，經(jīng)檢查無(wú)誤后，接通電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電源（DD14），并調(diào)節(jié)勵(lì)磁電源給定為額定值(表頭顯示為110V)；將電動(dòng)機(jī)電樞供電的“可調(diào)直流穩(wěn)壓電源”的輸出電壓調(diào)至最低（0V），緩增大輸出，起動(dòng)“電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)”組至額定轉(zhuǎn)速（nn n o m），注意防止電動(dòng)機(jī)過(guò)流。3接通發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源（DD15），并調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流至最??；發(fā)電機(jī)電樞回路負(fù)載形式切換開(kāi)關(guān)Q1置“空載位（中間）” ，勵(lì)磁方式切換開(kāi)關(guān)0Q2置“他勵(lì)位（下方）” ，準(zhǔn)備建立發(fā)電機(jī)電壓。4保持機(jī)組轉(zhuǎn)速 nn n o m 恒定，增大發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流 I f 直至發(fā)電機(jī)的空載電壓U01.3U n o m ，并讀取此時(shí)之 I f 、U0 數(shù)據(jù)錄于表12，然后逐步減小勵(lì)磁電流 I f ，依次讀取 79 組 I f 、U0 數(shù)據(jù)也記錄于表12。注意：在發(fā)電機(jī)額定電壓附近的數(shù)據(jù)間隔應(yīng)取小些，在減小勵(lì)磁電流的過(guò)程中，只允許單方向調(diào)節(jié)（為什么？）。分?jǐn)鄤?lì)磁開(kāi)關(guān)Q2， I f 0，此時(shí)所測(cè)之發(fā)電機(jī)空載電壓即為“剩磁電壓” 。根據(jù)表12 數(shù)據(jù)繪制他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的空載特性，并分析、討論之。表12 他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的空載特性 （n n o m rmin）12345678910I f（A）U0 （V）5眾所周知，他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的空載電勢(shì)為 U0E0Ke n ，當(dāng)保持磁通恒定，即 const 時(shí)，U0E0Ce n ，其中 Ce 是他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁恒定時(shí)的電勢(shì)常數(shù)，由此可見(jiàn)當(dāng) const 時(shí)發(fā)電機(jī)的空載電勢(shì)與機(jī)組的轉(zhuǎn)速成正比，以下實(shí)驗(yàn)獲取 U0E0f（ n ）特性。先緩緩減小給電動(dòng)機(jī)電樞供電的“可調(diào)直流穩(wěn)壓電源”的輸出電壓，直至機(jī)組轉(zhuǎn)速為零，然后再逐步增大其輸出電壓直至機(jī)組的轉(zhuǎn)速 nn n o m，依次讀取 n、U0 五組數(shù)據(jù)記錄于表13。應(yīng)特別注意：電動(dòng)機(jī)電樞供電電壓的增、減速度不宜太快（為什么？）。按表13 數(shù)據(jù)計(jì)算他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的電勢(shì)常數(shù) CeU0 n o mn n o m ，并繪制 U0E0f（ n ）特性，分析、討論之。表13 他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的U0E0f（ n ）特性 （Ce Vrpm）12345n（rmin）U0 （V）（三）觀察并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)過(guò)程圖1-3 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)電路1勵(lì)磁線圈充磁：將“電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組” 的轉(zhuǎn)速n 調(diào)整至發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速并恒定之，負(fù)載形式切換開(kāi)關(guān)Q1置“空載位” ，將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的刀開(kāi)關(guān)Q2倒向他勵(lì)位置，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行充磁。(為什么？不充磁行嗎？)2觀察自勵(lì)過(guò)程：置發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路中所串的電位器 RP2 至阻值最大，將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路的刀開(kāi)關(guān) Q2 倒向“并勵(lì)”位置（上方），逐步減小 RP2 阻值，觀察發(fā)電機(jī)電樞兩端電壓，若端電壓上升，表明發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁磁通與剩磁方向一致，并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)正常。若端電壓下降則表明發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁磁通與剩磁方向相反，應(yīng)停止電動(dòng)機(jī)，切斷主電源，分?jǐn)嗟堕_(kāi)關(guān) Q2 ，調(diào)換發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組極性或改變發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。3發(fā)電機(jī)自勵(lì)正常后，逐步減小 RP2 直至發(fā)電機(jī)電壓U0U0 n o m 保持之，先將負(fù)載開(kāi)關(guān)Q1置“空載位” ，再倒向“燈泡負(fù)載（或者由電阻負(fù)載代替）”，并逐一切除燈泡(切除電阻)，依次觀察發(fā)電機(jī)輸出電壓的變化。（四）并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性測(cè)試并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外機(jī)械特性即：n n n o m、RP2RP2 n o m 時(shí)的Uf（ I G ）。1直流發(fā)電機(jī)仍為“并勵(lì)”狀態(tài)，繼續(xù)保持“電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組”的轉(zhuǎn)速 nn n o m 恒定；置直流發(fā)電機(jī)電樞回路負(fù)載于阻值最大(也可取燈泡負(fù)載，通過(guò) 接入燈泡的數(shù)量來(lái)改變負(fù)載)。2先調(diào)整 RP2 阻值直至 U0U0 n o m ，然后調(diào)整直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電流 I G ，同時(shí)調(diào)整電位器 RP2 阻值和機(jī)組轉(zhuǎn)速 n ，直至 nn n o m 、U Un o m 、I G I G n o m ，此即為發(fā)電機(jī)的額定工作狀態(tài)。用萬(wàn)用表測(cè)量并記錄電位器 RP2 此時(shí)的阻值 RP2 n o m 。3從并勵(lì)發(fā)電機(jī)的額定工作狀態(tài)開(kāi)始，并保持 nn n o m 、RP2RP2 n o m 恒定，逐步減小發(fā)電機(jī)負(fù)載（增大負(fù)載阻值），在 I G n o m 0 之間讀取負(fù)載電流 I G 和端電壓 U 共 56 組數(shù)據(jù)，記錄于表14。注意：同時(shí)記下 I G0 時(shí)的空載電壓 UU0 。表14 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性 Uf（ I G ） （RP2 n o m ）123456I G （A）U （V）（五）他勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性測(cè)試他勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性即：n n n o m、I f I f n o m 時(shí)的Uf（ I G ）。1“發(fā)電機(jī)”取“他勵(lì)”狀態(tài)（切換開(kāi)關(guān) Q2 倒向下方），調(diào)節(jié)“驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)”轉(zhuǎn)速使機(jī)組的轉(zhuǎn)速 nn n o m 恒定；置直流發(fā)電機(jī)電樞回路負(fù)載于阻值最大(三個(gè)負(fù)載電阻串聯(lián))，與并勵(lì)發(fā)電機(jī)一樣，也可取燈泡負(fù)載。2調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源的輸出電流 I f 使發(fā)電機(jī)的端電壓 U0U0 n o m ，逐步增大直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電流 I G （減小 RP1 阻值），同時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)的端電壓 U和機(jī)組轉(zhuǎn)速 n ，直至 nn n o m 、U U n o m 、I G I G n o m ，此即為發(fā)電機(jī)的額定工作狀態(tài)。讀取并記錄此時(shí)的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流 I f n o m 。3從他勵(lì)發(fā)電機(jī)的額定工作狀態(tài)開(kāi)始，并保持 nn n o m 、I f I f n o m 恒定，逐步減小發(fā)電機(jī)負(fù)載，在 I G n o m 0 之間讀取負(fù)載電流 I G和端電壓 U 共 56 組數(shù)據(jù)，記錄于表15。注意：同時(shí)記下 I G0 時(shí)的空載電壓 UU0 。4根據(jù)表 14、15 數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)中，繪制并勵(lì)和他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性曲線 U = f（IG），并分析、比較之。表15 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性 Uf（ I G ） （U0 V）123456IG （A）U （V）六、思考題11若采用“交流驅(qū)動(dòng)”方式，實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)如何接線？交、直流兩種驅(qū)動(dòng)方式各有哪些特點(diǎn)？ 12測(cè)定直流發(fā)電機(jī)的空載特性和外特性時(shí)，應(yīng)保持哪些參數(shù)恒定？讀取哪些數(shù)據(jù)？ 13測(cè)定直流發(fā)電機(jī)的空載特性時(shí)？勵(lì)磁電流為何不可反復(fù)變動(dòng)，只允許單方向調(diào)節(jié)？ 14并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件是什么？當(dāng)發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)時(shí)應(yīng)如何檢查、處理？ 15他勵(lì)和并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性有何區(qū)別？說(shuō)明各自的應(yīng)用特點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)二 直流電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)二 直流電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究 本實(shí)驗(yàn)涉及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，各?？梢暻闆r自行分為兩個(gè)實(shí)驗(yàn)或柵節(jié)其中部分內(nèi)容。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)和旋轉(zhuǎn)方向的控制方法。2掌握直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理和調(diào)速方法。3分析、研究直流電動(dòng)機(jī)的工作特性。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 熟悉直流電動(dòng)機(jī)的名牌數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)電路的組成2 熟悉直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向控制方法。 3直流電動(dòng)機(jī)固有特性和人為特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定和比較。 4直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性和調(diào)速方法的實(shí)驗(yàn)研究。5直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性和制動(dòng)方法的實(shí)驗(yàn)研究。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體及主控電路 DD01 、 DD03、DD07、DD09等單元。 2由給定單元掛箱DSG01的DG01、觸發(fā)單元掛箱的DT04及可控硅主電路掛箱DSM01等幾部分組成“可調(diào)直流穩(wěn)壓電源”。3直流電動(dòng)機(jī)磁粉控制器 DD06、DD16及DD02單元。圖21 直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)電路4可調(diào)恒流源DD14單元。5數(shù)字萬(wàn)用表、電壓、電流表等。四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)” 實(shí)驗(yàn)研究的基本內(nèi)容包括：熟悉直流機(jī)組各組成電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)電路的組成、直流電動(dòng)機(jī)的起、停和轉(zhuǎn)向控制、調(diào)速特性、調(diào)速方法、機(jī)械特性（固有特性和人為特性）以及制動(dòng)和制動(dòng)特性等。電路組成如圖21所示。圖中， 直流電動(dòng)機(jī)的電樞由幾個(gè)實(shí)驗(yàn)箱及主控制柜組成的“可調(diào)直流穩(wěn)壓電源”（見(jiàn)圖1-2），勵(lì)磁由“可調(diào)恒流源（DD14）”提供。電動(dòng)機(jī)的負(fù)載采用“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）” ，刀開(kāi)關(guān)Q 1用以改變電動(dòng)機(jī)電樞端電壓的極性，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁方式（并勵(lì)、他勵(lì)）的選擇，由刀開(kāi)關(guān)Q 2切換。如所周知，直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 （21）式中，n、Ud 、I d 、R分別為直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電樞端電壓、電樞電流和電樞回路的總電阻，Ke 、是電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)常數(shù)和勵(lì)磁磁通。式（21）是“直流電動(dòng)機(jī)” 的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，其中電阻R 包括電動(dòng)機(jī)的電樞電阻R s 和電樞回路的外接電阻R 。顯然，改變直流電動(dòng)機(jī)的的轉(zhuǎn)速n有三種方法，即改變電樞端電壓Ud 、電樞回路的總電阻R和勵(lì)磁磁通 。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法（一）熟悉直流電動(dòng)機(jī)的名牌數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)電路的組成觀察“直流發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)組”外形和組成，查看機(jī)組各組成部分的電機(jī)名牌，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)錄于表21（與實(shí)驗(yàn)一之表11同）。按圖21 接線，組成實(shí)驗(yàn)線路，并置刀開(kāi)關(guān) Q2于“他勵(lì)”方式（上方），經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師檢查無(wú)誤后，開(kāi)始以下步驟：表21 直流機(jī)組的名牌數(shù)據(jù)（額定值） 數(shù) 據(jù)電 機(jī)型 號(hào)功 率（W）電 壓（V）電 流（A）轉(zhuǎn) 速（rpm）勵(lì) 磁電 壓（V）電 流（A）直流電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)永 磁（二）直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)和旋轉(zhuǎn)方向的控制1調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源（DD14）至額定勵(lì)磁；電樞電源的輸出電壓調(diào)至最低（0V）；置“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）”的負(fù)載給定為零（空載）；電樞回路外接電阻R1暫時(shí)短接；緩緩增大電樞電源的輸出電壓至轉(zhuǎn)速 nn n o m ；觀察電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，然后緩緩降低電樞電源的輸出直至電機(jī)停止。（電樞電源的變化不可太快）2刀開(kāi)關(guān) Q1切換至下方（改變電樞電壓極性），重復(fù)步驟1起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。至轉(zhuǎn)速 nn n o m ，觀察電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的變化并停止電動(dòng)機(jī)。3改變勵(lì)磁極性（對(duì)換接線端子），重復(fù)步驟1、2起動(dòng)電動(dòng)機(jī)至轉(zhuǎn)速 nn n o m ，觀察電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的變化。4由以上實(shí)驗(yàn)得出關(guān)于直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)和改變旋轉(zhuǎn)方向的結(jié)論。（三）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有特性和人為特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性有固有特性和人為特性之分：直流電動(dòng)機(jī)在額定端電壓、額定勵(lì)磁和無(wú)外接電阻的條件下測(cè)得的一條 n = f（I d）或 n = f（T）曲線稱(chēng)作直流電動(dòng)機(jī)的固有特性；通過(guò)改變直流電動(dòng)機(jī)的端電壓、勵(lì)磁電流或外接電阻時(shí)測(cè)得的 n = f（I d）或 n = f（T）曲線分別稱(chēng)作直流電動(dòng)機(jī)在改變端電壓、勵(lì)磁電流或外接電阻時(shí)的人為特性。應(yīng)當(dāng)指出，這里討論的直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性只是“電動(dòng)狀態(tài)”下的直流電動(dòng)機(jī)的固有特性和人為特性。就直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性而言，還應(yīng)包括：回饋制動(dòng)狀態(tài)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性等。由于本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用“磁粉控制器”為負(fù)載，在回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)狀態(tài)下，只能借助示波器測(cè)得 I d = f（n）曲線，無(wú)法通過(guò)穩(wěn)定運(yùn)行來(lái)測(cè)定相應(yīng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。欲用穩(wěn)定運(yùn)行方法測(cè)定回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性，可改用“可調(diào)直流穩(wěn)壓電源”對(duì)電樞供電，并以“直流發(fā)電機(jī)”為負(fù)載，測(cè)定各相應(yīng)狀態(tài)下的機(jī)械特性，測(cè)定方法可參閱書(shū)末附錄之三，自行完成。1按圖 21 恢復(fù)接線，并置電動(dòng)機(jī)于額定勵(lì)磁，電樞電壓為零；刀開(kāi)關(guān) Q1、Q2 置于上方（正向、他勵(lì)）；“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）”選定為“恒轉(zhuǎn)矩”型負(fù)載，并給定轉(zhuǎn)矩為零（空載）；將電樞回路的電位器 RP1 調(diào)至阻值為零（或直接短接）。2緩緩增大電動(dòng)機(jī)“電樞供電電源”（組成的可調(diào)知直流穩(wěn)壓電源）的輸出電壓，空載起動(dòng)電動(dòng)機(jī)至轉(zhuǎn)速 n n n o m ，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有特性： 逐步增大“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）”的負(fù)載給定直至 I d I d n o m ，微調(diào)“電樞供電電源”（組成的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源）的輸出電壓使轉(zhuǎn)速恢復(fù)至 n n n o m ，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后減小負(fù)載給定至零（能使 I d I d0 0 ？），讀取此時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n 0 1、電樞端電壓U01和近似空載電流I d0，錄于表 2 1，此即近似理想空載狀態(tài)。 逐次增大“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）”的負(fù)載給定使電樞電流依次大約為 I d 0.5 、0.8 、1 、1.2 、1.5 I d n o m ，讀取此時(shí)之電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n ，錄于表 2 1 的固有特性覽中。4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降低端電壓時(shí)的人為特性： 按表 21 恢復(fù)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)至額定勵(lì)磁 I f nom 、空載端電壓 U01 、空載轉(zhuǎn)速 n0 1 。 降低電動(dòng)機(jī)的空載電壓至U0 U02 0.5 U01，重復(fù)步驟 3 并讀取此時(shí)之電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n ，錄于表 21 降低端電壓的人為特性覽中。5他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁時(shí)的人為特性： 按表 21 恢復(fù)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)至額定勵(lì)磁 I f nom 、空載端電壓 U01 、空載轉(zhuǎn)速 n 01 。表 2 1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有特性和人為特性U 0I fR12345自 然 特 性U01I f nom0I d （A）n （rpm）人為特性降壓U020.5 U01 I f nom0I d （A）n （rpm）弱磁U010.8 I f nom0I d （A）n （rpm）串電阻U01I f nomR 1I d （A）n （rpm）nnom （rpm）U01 （V）I d n o m （A） I d 0 （A）n 01 （rpm） R 1 （）I f nom （A） 減弱電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流至 I f 0.8 I f nom，重復(fù)步驟 3 并讀取此時(shí)之電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n ，錄于表 21 弱磁的人為特性覽中。6他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻時(shí)的人為特性： 按表 21 恢復(fù)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)至額定勵(lì)磁 I f nom 、額定轉(zhuǎn)速 n n o m ，額定負(fù)載給定 I d I d n o m 。 調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞回路電阻值 R1 至 n （0.8 0.9）n n o m ，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，重復(fù)步驟 3 并讀取此時(shí)之電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n ，錄于表 21 電樞回路串電阻時(shí)的人為特性覽中。根據(jù)表 21 數(shù)據(jù)于同一坐標(biāo)中繪制他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有特性和降低端電壓、弱磁和電樞回路串電阻時(shí)的人為特性，分析、比較并得出各自的特點(diǎn)。事實(shí)上直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，還應(yīng)包括各類(lèi)制動(dòng)特性和反轉(zhuǎn)特性，但這些特性將進(jìn)入特性座標(biāo)的第二、三、四象限。由于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）” ，只能實(shí)現(xiàn)第一象限的穩(wěn)定運(yùn)行，故無(wú)法進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)制動(dòng)和反轉(zhuǎn)特性的實(shí)驗(yàn)。如有需要，應(yīng)改用直流發(fā)電機(jī)作為直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，可按書(shū)末附錄之三的方法完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。（四）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性和調(diào)速方法根據(jù)式（2 1）和表 （2 1）及其特性曲線，分析、討論得出他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)關(guān)于調(diào)速特性和調(diào)速方法的結(jié)論。（五）并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本相同，由于其勵(lì)磁方式不同，提請(qǐng)注意以下三點(diǎn)：1按圖 21 恢復(fù)接線，刀開(kāi)關(guān) Q1 置上方（或下方）、Q2 置下方（并勵(lì)方式）；電樞和勵(lì)磁回路的電阻值 R1 、RP2 均調(diào)至阻值為零（或直接短接）；調(diào)節(jié)電樞供電電源使電樞端電壓為零；“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）” 選定為“恒轉(zhuǎn)矩”型負(fù)載，并給定轉(zhuǎn)矩輸出為零（空載）。2緩緩增大電動(dòng)機(jī)電樞供電電源的輸出電壓，空載起動(dòng)電動(dòng)機(jī)至轉(zhuǎn)速 n n n o m ，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后微調(diào)（略微增大）調(diào)節(jié)勵(lì)磁回路電位器 PR2至 I f I f nom ，仿照他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)步驟完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄于表 2 2 （自行設(shè)計(jì)，此處從略）。3根據(jù)表 22 數(shù)據(jù)于同一坐標(biāo)中繪制并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有特性和人為特性，分析、比較（包括與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的比較）并得出相應(yīng)結(jié)論。六、思考題21額定勵(lì)磁的條件下，增大電樞端電壓起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，為何必須緩緩增大？否則有什么后果？ 22通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁或端電壓極性以改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，為何必須先停機(jī)，再變換接線端了極性？可否于正常運(yùn)轉(zhuǎn)姿態(tài)下直接通過(guò)刀開(kāi)關(guān)或接線端子直接改變旋轉(zhuǎn)方向？為什么？ 23直流電動(dòng)機(jī)在基速以下采用改變電樞端電壓調(diào)速，稱(chēng)作“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法” ，在基速以上采用弱磁調(diào)速，稱(chēng)作“恒功率調(diào)速方法” ，為什么？ 24何為直流電動(dòng)機(jī)的固有特性和人為特性？人為特性有哪些？并說(shuō)明各自的特點(diǎn)。25直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路斷線后，會(huì)產(chǎn)生什么后果？ 實(shí)驗(yàn)三 直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性和過(guò)渡過(guò)程實(shí)驗(yàn)三 直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的 機(jī)械特性和過(guò)渡過(guò)程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?本實(shí)驗(yàn)為可選實(shí)驗(yàn)，是否選用視各校情況自行確定。2熟悉“直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”的組成及其工作原理。3熟悉“直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”的固有特性和人為特點(diǎn)。4分析、研究“直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”在空載和帶載起動(dòng)、制動(dòng)及反轉(zhuǎn)時(shí)的過(guò)渡過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1熟悉組成“直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”各電機(jī)的名牌數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)電路的組成。2測(cè)定直流發(fā)電機(jī)G和直流電動(dòng)機(jī)M的電樞電阻。3測(cè)定直流發(fā)電機(jī)G的空載特性E d = f（ I f g ）。4實(shí)驗(yàn)測(cè)定“直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”的機(jī)械特性。 5用示波器拍攝或觀測(cè)被測(cè)直流電動(dòng)機(jī)M在空載時(shí)的過(guò)渡過(guò)程曲線 轉(zhuǎn)速n = f（t）、電樞電流I d = f（t）、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流I f g = f（t）。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1實(shí)驗(yàn)臺(tái)主體及主控電路 DD01 、 DD03、DD07、DD09等單元。 2由給定單元掛箱DSG01的DG01、觸發(fā)單元掛箱的DT04及可控硅主電路掛箱DSM01等幾部分組成可調(diào)直流電源。3異步電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)機(jī)組及磁粉控制器 DD10 、DD17、DD16及DD06、DD02單元。4可調(diào)恒壓源、 DD14、15單元。5微機(jī)及打印機(jī)（存儲(chǔ)、演示、打印實(shí)驗(yàn)波形。可無(wú)，但相應(yīng)內(nèi)容省略。）6慢掃描示波器、數(shù)字萬(wàn)用表、電壓、電流表等。四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)” 實(shí)驗(yàn)研究的基本內(nèi)容包括：熟悉組成機(jī)組各電機(jī)的名牌數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)電路的組成、直流發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)電樞電阻的測(cè)定、討論機(jī)組各運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性（固有特性和人為特性）、“直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)” 在空載時(shí)的過(guò)渡過(guò)程曲線等。實(shí)驗(yàn)電路的組成如圖31所示。圖31 直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路如圖，直流發(fā)電機(jī)由異步電動(dòng)機(jī)（DD10）驅(qū)動(dòng)，其電樞輸出通過(guò)刀開(kāi)關(guān)Q 1給直流電動(dòng)機(jī)的電樞供電。直流發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁分別由 “可調(diào)恒流電源、（DD14、DD15）” 提供。直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載采用“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）” ，刀開(kāi)關(guān)Q 2用來(lái)改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的極性。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法（一）熟悉電機(jī)的名牌數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)電路的組成觀察“直流發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)組”外形和組成，查看機(jī)組各組成部分的電機(jī)銘牌，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)錄于表31。閱讀圖31 接線，熟悉實(shí)驗(yàn)電路的組成。表31 直流機(jī)組的名牌數(shù)據(jù)（額定值） 數(shù)據(jù)電 機(jī)型 號(hào)功 率（W）電 壓（V）電 流（A）轉(zhuǎn) 速（rpm）勵(lì) 磁電 壓（V）電 流（A）直流電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī)異步電動(dòng)機(jī)鼠籠轉(zhuǎn)子測(cè)速發(fā)電機(jī)永 磁（二）測(cè)定直流發(fā)電機(jī)G、直流電動(dòng)機(jī)M的電樞電阻?？刹捎梅脖容^法實(shí)驗(yàn)測(cè)定直流發(fā)電機(jī)G、直流電動(dòng)機(jī)M的電樞電阻（詳見(jiàn)書(shū)末附錄之一）。本實(shí)驗(yàn)采用的測(cè)量電路分別如圖32a）、32b）所示。1按圖32a）接線，發(fā)電機(jī)G不接勵(lì)磁并使其堵轉(zhuǎn)，閉合刀開(kāi)關(guān)Q1。調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源使其輸出電壓U d =（3070）%U NOM ，調(diào)節(jié)變阻器RP1使回路電流 I d = （8090）%I NOM，讀取電流、電壓值為I 1、U 1錄于表32。得穩(wěn)壓電源的理想空載電壓 U d0 = I 1 RU 1 。 a）直流發(fā)電機(jī) b）直流電動(dòng)機(jī)圖32電機(jī)電樞電阻的實(shí)驗(yàn)測(cè)定電路2調(diào)節(jié)變阻器RP1使其阻值增加約一倍，在U d 不變的條件下（即保持“可調(diào)穩(wěn)壓電源”輸出值恒定），重新讀取電流、電壓值為I 2、U 2錄于表32，得穩(wěn)壓電源的理想空載電壓 U d0 = I 2 RU 2 。3解以上兩式計(jì)算回路總電阻 R =（U 2U1）（I 1I 2），錄于表32 。4短接電樞兩端，重復(fù)步驟2、3，并計(jì)算除電樞電阻R G以外的電樞回路總電阻 R=（U2 U1）（I1 I2），錄于表32 。5最后計(jì)算得發(fā)電機(jī)G的電樞電阻R G RR錄于表32 。6按圖32b）接線，電動(dòng)機(jī)M不接勵(lì)磁并使其堵轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟15，得電動(dòng)機(jī)M的電樞電阻 R M RR并依次錄于表32。表32 直流電機(jī)電樞電阻的測(cè)量項(xiàng)目序號(hào)直流發(fā)電機(jī)G直流電動(dòng)機(jī)MU1（U1，）U2（U2，）I1（I1，）I2（I2，）U1（U1，）U2（U2，）I1（I1，）I2（I2，）12電樞電阻（）R RR G R RR M （三）測(cè)定直流發(fā)電機(jī)G的空載特性E d = f（ i f g ）。按圖31接線，斷開(kāi)刀Q1，刀開(kāi)關(guān) Q2切換至上方（正極性），置發(fā)電機(jī)勵(lì)磁 i f g最?。ㄕ{(diào)開(kāi)恒流源至輸出最?。?、電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁 i f mi f m nom（調(diào)恒流源至輸出為i f m nom），置磁粉制動(dòng)器輸出為零（負(fù)載為零，近似空載），經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師檢查無(wú)誤后，完成以下步驟：1閉合交流電動(dòng)機(jī)（原動(dòng)機(jī)）主電路接觸器KM，起動(dòng)原動(dòng)機(jī)至額定轉(zhuǎn)速（選擇原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)與直流發(fā)電機(jī)匹配，額定轉(zhuǎn)速即ng n o m ）直至穩(wěn)定。2在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速 ng n o m 恒定的前提下，緩慢增大發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流 i f g 直至發(fā)電機(jī)的空載電壓 E d 01.3E n o m ，并讀取此時(shí)之 i f g 、E d 0 數(shù)據(jù)錄于表33，然后逐步減小勵(lì)磁電流 i f g 直至 i f g 最小，依次讀取 79 組 i f g 、E d 0 數(shù)據(jù)依次記錄于表33。注意：務(wù)必選取額定點(diǎn) i f g nom 、Ed n o m ，并在額定電壓附近取較小的數(shù)據(jù)間隔。在減小勵(lì)磁電流的過(guò)程中，只允許單方向調(diào)節(jié)。當(dāng) i f g 0 時(shí)（斷開(kāi)恒流源），所測(cè)之發(fā)電機(jī)空載電壓即為“剩磁電壓” 。根據(jù)表33 數(shù)據(jù)繪制直流發(fā)電機(jī)的空載特性，并計(jì)算C e f Ed n o mn n o m 。表33 直流發(fā)電機(jī)的空載特性 （n n o m rmin； C e f Vrpm）12345678910i f g（A）E d0 （V）注：額定點(diǎn) i f g nom 、Ed n o m 所在列序號(hào)下方用“”標(biāo)明。（四）測(cè)定“直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)” 的機(jī)械特性。 “直流發(fā)電機(jī) 電動(dòng)機(jī)組”的機(jī)械特性與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性基本相同，同樣有固有特性和人為特性之分。一般包括：“GM”系統(tǒng)在他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性、回饋制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性以及反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性等。由于本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用“磁粉控制器”為負(fù)載，在回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)狀態(tài)下，只能借助示波器測(cè)得 I d = f（n）曲線，無(wú)法通過(guò)穩(wěn)定運(yùn)行來(lái)測(cè)定相應(yīng)狀態(tài)下的機(jī)械特性。下面只討論 “GM”系統(tǒng)的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)“在電動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性” 。欲用穩(wěn)定運(yùn)行方法測(cè)定回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性，可改用“可調(diào)直流穩(wěn)壓電源”對(duì)電樞供電，以“直流發(fā)電機(jī)”為負(fù)載，直接測(cè)定各相應(yīng)狀態(tài)下的機(jī)械特性，測(cè)定方法可參閱書(shū)末附錄之三。1保持圖 31 接線和原動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；調(diào)節(jié)“恒流源”置電動(dòng)機(jī)于額定勵(lì)磁 i f m nom，保持“恒流源”輸出為零；閉合刀開(kāi)關(guān) Q1，并置Q2于上方（正向）位置；“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）”選定為“恒轉(zhuǎn)矩”型負(fù)載，先給定為零轉(zhuǎn)矩負(fù)載（近似空載）；將電樞回路的電位器 RP1 調(diào)至阻值為零（或直接短接）。2檢查異步電動(dòng)機(jī)是否穩(wěn)定運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速 ng n o m。3確認(rèn)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n ng n o m 且穩(wěn)定后，緩慢調(diào)節(jié)“恒流源”增大發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁直至其電樞電壓為額定值 Ed n o m 。4逐步增大“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）”的負(fù)載給定直至 I d I d n o m ，微調(diào)“恒流源”的輸出使發(fā)電機(jī)機(jī)輸出端電壓恢復(fù)為 Ed Ed n o m 并穩(wěn)定之。5Ed Ed n o m 穩(wěn)定后減小負(fù)載給定至零（能達(dá)到 I d I d0 0嗎？），讀取此時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n 0 1、電樞端電壓U d 01和近似空載電流I d0，以及發(fā)電機(jī)的額定勵(lì)磁電流 i f g nom 錄于表 33，此即“GM”系統(tǒng)電動(dòng)機(jī) M 的近似理想空載狀態(tài)。6逐次單方向增大“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）”的負(fù)載給定，使電樞電流依次近似為 I d 0.5、0.8、1、1.2、1.5I d n o m ，讀取相應(yīng)點(diǎn)的電樞電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n ，錄于表 34 固有特性覽中（額定點(diǎn)附近應(yīng)單方向緩慢調(diào)節(jié)，以盡量使 I d I d n o m 準(zhǔn)確）。7減小“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）”的負(fù)載給定至零，恢復(fù)“GM” 系統(tǒng)至近似理想空載狀態(tài)（空載端電壓 U d 01、空載轉(zhuǎn)速 n 0 1 ）。表 3 4 “GM” 系統(tǒng)的固有特性和人為特性U d 0I fR12345因 有特 性U d 01i f m nom0I d （A）n （rpm）人為特性降壓U d 020.5 U d 01 i f m nom0I d （A）n （rpm）弱磁U010.8 i f mnom 0I d （A）n （rpm）串電阻U01i f m nomR 1I d （A）n （rpm）nnom （rpm）U01 （V）I d n o m （A） I d 0 （A）n 01 （rpm） R 1 （）i f mnom （A）I f g nom （A）8緩慢調(diào)節(jié)“恒流源” 降低其輸出，使直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī) M 的空載電壓為 U d 0U d 020.5U d 01，重復(fù)步驟6、7并依次讀取直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n ，錄于表 34 人為特性的降壓覽中。9增大“恒流源”的輸出，恢復(fù)系統(tǒng)至空載狀態(tài)（空載端電壓 U d 01 、空載轉(zhuǎn)速 n 0 1 ）。系統(tǒng)穩(wěn)定后，減弱電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流至 i f m 0.8 i f m nom 并穩(wěn)定之，重復(fù)步驟 6、7， 并依次讀取直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n ，錄于表34人為特性的弱磁覽中。10按圖31接入電阻 R1，恢復(fù)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)至額定勵(lì)磁 i f mnom、并恢復(fù)系統(tǒng)至空載狀態(tài)（空載端電壓 U d 01、空載轉(zhuǎn)速n 0 1 ）。11 調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞回路電阻 R1 至 n （0.8 0.9）n n o m 。待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，重復(fù)步驟 6、7， 并依次讀取直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n ，錄于表 34 人為特性的串電阻覽中。根據(jù)表 34的數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)中繪制“GM”系統(tǒng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī) M 的固有特性和降低端電壓、弱磁、電樞回路串電阻時(shí)的人為特性，分析、比較并得出各自的特點(diǎn)。（五）“直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)”在空載起、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)時(shí)的過(guò)渡過(guò)程。1按圖31恢復(fù)并保持原動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)保持為額定勵(lì)磁 i f mnom 狀態(tài)；同時(shí)保持刀開(kāi)關(guān)Q1的閉合狀態(tài)、刀開(kāi)關(guān)Q2 的分?jǐn)酄顟B(tài)；電樞回路電阻 R1 調(diào)至阻值為零（即直接短接）；調(diào)節(jié)“恒流源（DD14）” 、“恒流源（DD15）”分別使其輸出為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的額定勵(lì)磁值（i f mnom、 i f gnom）；“磁粉制動(dòng)式負(fù)載器（DD06）” 選定為“恒轉(zhuǎn)矩”型負(fù)載，并給定轉(zhuǎn)矩為零（空載）。2分別接好示波器的測(cè)試探頭準(zhǔn)備測(cè)量發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流 i f g 、電動(dòng)機(jī)電樞電流 I d 及其轉(zhuǎn)速 n 。 3確認(rèn)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n ng n o m 且穩(wěn)定后，開(kāi)始以下實(shí)驗(yàn)（視選用示波器線數(shù)不同，可能每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)需分別反復(fù)多次，最好選用16線光線示波器，則一次拍攝成像。）：置刀開(kāi)關(guān) Q2于上方位置（正極性），觀測(cè)、臨摹或拍攝直接空載起動(dòng)時(shí)的