電機(jī)學(xué)試驗(yàn)報(bào)告

1、電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：核技術(shù)及其自動(dòng)化工程專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化教師：黃洪全姓名：許新學(xué)號(hào)： 200706050209實(shí)驗(yàn)一異步電機(jī)的M-S曲線測繪一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠帽倦姍C(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測功機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)功能測繪各種異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差曲線，并加以比較。二.預(yù)習(xí)要點(diǎn)1 .復(fù)習(xí)電機(jī)M-S特性曲線。2 . M-S特性的測試方法。三.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1 .鼠籠式異步電機(jī)的 M-S曲線測繪測。2 .繞線式異步電動(dòng)機(jī)的 M-S曲線測繪。三.實(shí)驗(yàn)原理異步電機(jī)的機(jī)械特性的圖 5-6所示。在某一轉(zhuǎn)差率 Sm時(shí)，轉(zhuǎn)矩有一最大值 Tm,稱 為異步電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，Sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率。Tm是 異步電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩T

2、z>Tm,電動(dòng)機(jī)將承擔(dān)不了而停轉(zhuǎn)。 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst是異 步電動(dòng)機(jī)接至電源開始起動(dòng)時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩，此時(shí)S=1(n=0)。對(duì)于繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組串 聯(lián)附加電阻，便能改變 Tst,從而可改變起動(dòng)特性。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可視為兩部分組成，即 當(dāng)負(fù)載功率轉(zhuǎn)矩TzWTn時(shí)，機(jī)械特性近似為直線， 稱為機(jī)械特性的直線部分，又可稱為工作部分，因電動(dòng)機(jī)不論帶何種負(fù)載均能穩(wěn)定運(yùn)行； 當(dāng)S> Sm時(shí)，機(jī)械特性為一曲線，稱為機(jī)械特性的曲線部分，對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或恒功率負(fù)載 而言，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)這一特性段與這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的配合，使電機(jī)不能穩(wěn)定運(yùn)行，而對(duì)于 通風(fēng)機(jī)負(fù)載，則在這一特性段上卻能穩(wěn)定工作。在本實(shí)

3、驗(yàn)系統(tǒng)中，通過對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)施加于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生隨 著電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，轉(zhuǎn)矩隨之下降的負(fù)載，使電機(jī)穩(wěn)定地運(yùn)行了機(jī)械特性的曲線部分。通 過讀取不同轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，可描繪出不同電機(jī)的M-S曲線。四.實(shí)驗(yàn)設(shè)備1 . MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2 .電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（ MEL-13、MEL-14）。3 .電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09 ）。4 .三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M04。5 .三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)M09。五.實(shí)驗(yàn)方法1 .鼠籠式異步電機(jī)的M-S曲線測繪 被試電機(jī)為三相鼠籠式異步 電動(dòng)機(jī)M04 , 丫接 法。G為渦流測 功機(jī)，與M04電 機(jī)同軸安裝。按圖5-7接線，其

4、中電壓表采圖57鼠籠式異步電機(jī)的M-SW繪接線圖用指針式或數(shù)字式均可，量程選用300V檔，電流表采用數(shù)字式，可選0.75A量程檔。起動(dòng)電機(jī)前，將三相調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，并將 MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制”，并將“轉(zhuǎn)速設(shè)定”調(diào)節(jié)旋鈕順時(shí)針調(diào)到底。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按下綠色“閉合”按鈕開關(guān)，調(diào)節(jié)交流電源輸出調(diào)節(jié)旋鈕，使電壓輸出為220V,起動(dòng)交流電機(jī)。觀察電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，是之符合要求。（2）逆時(shí)針緩慢調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)后，M04電機(jī)的負(fù)載將隨之增加，其轉(zhuǎn)速下降，繼續(xù)調(diào)節(jié)該電位器旋鈕電機(jī)由空載逐漸下降到200車勿分左右（注意：轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)

5、/分時(shí)，有可能造成電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。）（3）在空載轉(zhuǎn)速至 200轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)，測取 8-9組數(shù)據(jù)，其中在最大轉(zhuǎn)矩附近多測幾點(diǎn)，填入表5-9。表 5-9Un=220V丫接法序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)速（r/min）0.390.390.370.390.390.370.400.400.39轉(zhuǎn)矩（N.m）113109120125761409987116（4）當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降到 200轉(zhuǎn)/分時(shí)，順時(shí)針回調(diào)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”旋鈕，轉(zhuǎn)速開始上升，直到升到空載轉(zhuǎn)速為止，在這范圍內(nèi)，讀出8-9組異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩 T,轉(zhuǎn)速n,填入表5-10。表 5-10Un=220V丫接法序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)速（r/min）0.170

6、.190.200.220.240.270.280.310.34轉(zhuǎn)矩（N.m）1433142814221414140013891379136413462.繞線式異步電動(dòng)機(jī)的M-S曲線測繪被試電機(jī)采用三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)M09, Y接法。按圖5-8接法，電壓表和電流表的選擇同前，轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻采用MEL-04中兩只90a電阻相并聯(lián)（最大值為 45Q）O MEL-13的開關(guān)和旋鈕的設(shè)置同前，調(diào)壓器退至零位。圖5-8繞線式異步電機(jī)的M-SW繪接線圖（1）繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到零（三只旋鈕順時(shí)針到底） ，順時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋 鈕，使電壓升至 180V,電機(jī)開始起動(dòng)至空載轉(zhuǎn)速。逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”旋鈕，

7、M09的負(fù)載隨之增加，電機(jī)轉(zhuǎn)速開始下降，繼續(xù)逆時(shí)針調(diào)節(jié)該旋鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降至200轉(zhuǎn)/分左右。在空載車t速至200車t/分范圍時(shí)，讀取8-9組繞線電機(jī)轉(zhuǎn)矩 T、轉(zhuǎn)速n記錄于表5-11。表 5-11U=180VY 接法Rs=0Q序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)速 r r/min)0.061.001.181.381.411.401.411.421.42轉(zhuǎn)矩（N.m）146612691203288244216209205201（2）繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到2a （斷開電源，用萬用表測量，三相需對(duì)稱）重復(fù)以上步驟，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。表 5-12U=180VY 接法Rs=2 Q序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)速（r/

8、min）1.471.481.381.361.321.301.241.121.08轉(zhuǎn)矩（N.m）20522233464477783194110641086（3）繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到5a （斷開電源，用萬用表測量，三相需對(duì)稱）重復(fù)以上步驟，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。表 5-13U=180VY 接法Rs=5 q序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)速 r r/min)1.371.351.321.271.171.020.770.520.46轉(zhuǎn)矩（N.m）210336440594778954113512651320七.實(shí)驗(yàn)分析通過這次實(shí)驗(yàn)可以看到，表 5-9中可知在在空載轉(zhuǎn)速至200轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)轉(zhuǎn) 矩，轉(zhuǎn)速都沒有怎么變化

9、；由表5-10可知轉(zhuǎn)速開始上升到空載轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速升 高轉(zhuǎn)矩降低；由表5-11, 5-10對(duì)比可知，當(dāng)外接電阻不變時(shí)，電壓變小，對(duì)應(yīng) 的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速都要減??；由表5-12, 5-13對(duì)比可知當(dāng)電壓不變時(shí)，外接電阻增大 對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速反而減小。由M-S曲線可知，最后一組實(shí)驗(yàn)使電機(jī)運(yùn)行在機(jī)械特性穩(wěn)定的部分。八.思考題電機(jī)的降速特性和升速特性曲線不重合的原因何在？答：因?yàn)橛羞t滯回線的影響，在降速和聲速時(shí)，由于是鐵磁材料的原因，在外磁場變化時(shí)，有一部分磁場被鐵磁材料吸收了， 這時(shí)降速特性和 升速特性曲線不重合。實(shí)驗(yàn)二三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速一實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)掌握異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速的方法。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1

10、 復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)有哪些起動(dòng)方法和起動(dòng)技術(shù)指標(biāo)。2復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1 異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)。2 異步電動(dòng)機(jī)星形一一三角形（ Y-A）換接起動(dòng)。3自耦變壓器起動(dòng)。4繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動(dòng)。5繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 MEL 系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（含交流電壓表）。2 指針式交流電流表。3電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（MEL-13 、 MEL-14 ） 。4電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09 ） 。5鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（M04） 。6繞線式異步電動(dòng)機(jī)（M09） 。五實(shí)驗(yàn)方法1 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)試驗(yàn)。按圖3-5接線，

11、電機(jī)繞組為接法。起動(dòng)前，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)箱（ MEL-13 ） 中 “轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，“轉(zhuǎn)速控制”、 “轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，檢查電機(jī)導(dǎo)軌和MEL-13 的連接是否良好。儀表的選擇：交流電壓表為數(shù)字式或指針式均可，交流電流表則為指針式。a 把三相交流電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，合上綠色 “閉合” 按鈕開關(guān)。調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓達(dá)電機(jī)額定電壓 220伏, 使電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)。（電機(jī)起動(dòng)后，觀 察MEL-13中的轉(zhuǎn)速表，如出現(xiàn)電 機(jī)轉(zhuǎn)向不符合要求，則須切斷電源， 調(diào)整次序，再重新起動(dòng)電機(jī)。）b.斷開三相交流電源，待電動(dòng) 機(jī)完全停止旋轉(zhuǎn)后，接通三相交流 電源，使電機(jī)全壓

12、起動(dòng)，觀察電機(jī) 起動(dòng)瞬間電流值。注：按指針式電流表偏轉(zhuǎn)的最大位置所對(duì)應(yīng)的讀數(shù)值計(jì)量。電流表受起動(dòng)電流沖擊, 電流表顯示的最大值雖不能完全代表起動(dòng)電流的讀數(shù)，但用它可和下面幾種起動(dòng)方法的起 動(dòng)電流作定性的比較。c.斷開三相交流電源，將調(diào)壓器退到零位。用起子插入測功機(jī)堵特孔中，將測功機(jī)定 轉(zhuǎn)子堵住。d.合上三相交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，觀察電流表，使電機(jī)電流達(dá)23倍額定電流，讀取電壓值Uk、電流值Ik、轉(zhuǎn)矩值Tk,填入表中，注意試驗(yàn)時(shí)，通電時(shí)間不應(yīng)超過10秒,以免繞組過熱。對(duì)應(yīng)于額定電壓的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst和起動(dòng)電流I比按下式計(jì)算：Tst =（產(chǎn)）2TkI K式中Ik：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電流值，A;Tk：起動(dòng)

13、試驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值，N.m；, U n X1I ST -（）I KU K式中Uk：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電壓值，V;Un：電機(jī)額定電壓，V；測 量 值計(jì) 算 值Uk (V)Ik (A)Tk (N.m)Tst(N.m)Ist(A)1661.601.863.272.122星形一一三角形（Y-A）起動(dòng)按圖3-6接線，電壓表、電流表的選擇同前，開關(guān)S選用MEL-05。a.起動(dòng)前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開關(guān)合向右邊（ Y）接法。合上電源開 關(guān)，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓升高至電機(jī)額定電壓Un=220V ,斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。S合向左邊（b.待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，合上電源開關(guān)，觀察起動(dòng)瞬間的電流，然后把圖3-

14、6異步電機(jī)星形-三角形起動(dòng)接法），電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn) 行，整個(gè)起動(dòng)過程結(jié)束， 觀察起動(dòng)瞬間電流表的顯 示值以與其它起動(dòng)方法作 定性比較。3 .自耦變壓器降壓 起動(dòng)按圖3-5接線。電機(jī) 繞組為接法。110伏，斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。a.先把調(diào)壓器退到零 位，合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié) 調(diào)壓器旋鈕，使輸出電壓達(dá)b.待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，再合上電源開關(guān)，使電機(jī)就自耦變壓器，降壓起動(dòng)，觀察電流 表的瞬間讀數(shù)值，經(jīng)一定時(shí)間后，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電機(jī)達(dá)電機(jī)額定電壓Un=220伏，整個(gè)起動(dòng)過程結(jié)束。黑4 .繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)繞組串入可變電阻器起動(dòng)。主控 制屏 交流 電源 輸出圖3-7繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線

15、圖實(shí)驗(yàn)線路如圖3-7,電機(jī)定子繞組 Y形接法。轉(zhuǎn)子串入的電阻由刷形開關(guān)來調(diào)節(jié)，調(diào) 節(jié)電阻采用 MEL-09的繞線電機(jī)起動(dòng)電阻（分 0, 2, 5, 15, 8五檔），MEL-13中“轉(zhuǎn)矩 控制”和“轉(zhuǎn)速控制”開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制”，“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器旋鈕順時(shí)針調(diào)節(jié)到底。a.起動(dòng)電源前，把調(diào)壓器退至零位，起動(dòng)電阻調(diào)節(jié)為零。b.合上交流電源，調(diào)節(jié)交流電源使電機(jī)起動(dòng)。注意電機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合要求。c.在定子電壓為180伏時(shí)，逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器到底，繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)緩 慢（只有幾十轉(zhuǎn)），讀取此時(shí)的轉(zhuǎn)矩值1st和1st。2白、5白、15的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst和d.用刷形開關(guān)切換起動(dòng)電阻，分別讀出起動(dòng)電阻為起

16、動(dòng)電流1st,填入表3-9中。注意：試驗(yàn)時(shí)通電時(shí)間不應(yīng)超過20秒的以免繞組過熱。表 3-9U=180 伏Rst ( )02515Tst (N.m)1.211.080.980.711st (A)1.4561.4731.2840.9305.繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞組串入可變電阻器調(diào)速。實(shí)驗(yàn)線路同前。MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針到底，“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器順時(shí)針到底。MEL-09 "繞線電機(jī)起動(dòng)電阻”調(diào)節(jié)到零。a.合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓至Un=220伏，使電機(jī)空載起動(dòng)。b.調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器調(diào)節(jié)旋鈕，使電動(dòng)機(jī)輸出功率接近額定功

17、率并保持輸出轉(zhuǎn)矩T2不變，改變轉(zhuǎn)子附加電阻，分別測出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，記錄于表3-10中。表 3-10 中U=220 伏丁2=N.mRst ( )02515n (r/min)1476146014401380六.實(shí)驗(yàn)分析根據(jù)這次實(shí)驗(yàn)我學(xué)到了籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。它可以分為直接啟動(dòng)，降壓動(dòng)（自耦變壓器降壓啟動(dòng)，星形一一三角形（ Y-A）起動(dòng)，繞線式異步電動(dòng) 機(jī)繞組串入可變電阻器調(diào)速）兩種。直接起動(dòng)最為簡單，當(dāng)電網(wǎng)有足夠容量可才用這種辦法， 在實(shí)驗(yàn)中可以看到Ik (A)Tk1.601.86轉(zhuǎn)矩大，產(chǎn)生的電流也大，但一般要求要有小的啟動(dòng)電流，這種辦法不好。對(duì)于降壓啟動(dòng)的方法，自耦變壓器降壓啟動(dòng)將讓啟 動(dòng)電流

18、減小到1/ （k*k）倍，Y-啟動(dòng)電流可減小到1/3 ,繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞組串入可變電阻器可將啟動(dòng)電流減小到原來的K倍。其中R越大，啟動(dòng)電流越小。如上一個(gè)實(shí)驗(yàn)表 3-9.實(shí)驗(yàn)三 直流發(fā)電機(jī)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握用實(shí)驗(yàn)方法測定直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，并根據(jù)所測得的運(yùn)行特性評(píng)定該被試電機(jī)的有關(guān)性能。2通過實(shí)驗(yàn)觀察并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)過程和自勵(lì)條件。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1. 什么是發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性？對(duì)于不同的特性曲線，在實(shí)驗(yàn)中哪些物理量應(yīng)保持不變，而哪些物理量應(yīng)測取。2. 做空載試驗(yàn)時(shí)，勵(lì)磁電流為什么必須單方向調(diào)節(jié)？3. 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件有哪些？當(dāng)發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)時(shí)應(yīng)如何處理？4. 如何確定復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)是積復(fù)勵(lì)還是差復(fù)

19、勵(lì)？三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1. 他勵(lì)發(fā)電機(jī)（i）空載特性：保持 n=nN使i=0,測取uo=f（i。（2）外特性：保持 n=nN使if =際，測取u=f（i）。（3）調(diào)節(jié)特性：保持 n=m 使u=u,測取if =f（i）。2. 并勵(lì)發(fā)電機(jī)（1） 觀察自勵(lì)過程（2） 測外特性：保持n=nN， 使 Rf2 =常數(shù), 測取 u=f（i） 。3. 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性：保持n=nN使r=常數(shù)，測取u=f（i）。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 MEL 系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（MEL-i 、 MEL-iiA 、 B） 。2電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量組件（MEL-13 ）或電機(jī)導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速表。3直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03。

20、4直流復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)M01 。5直流穩(wěn)壓電源（位于主控制屏下部）。6直流電壓、毫安、安培表（MEL-06 ） 。7 .波形測試及開關(guān)板（MEL-05）。8 .三相可調(diào)電阻 900a （MEL-03）。9 .三相可調(diào)電阻 90a （MEL-04）。10 .電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09 ）。五.實(shí)驗(yàn)說明及操作步驟11 .他勵(lì)發(fā)電機(jī)。按圖1-3接線圖1-3直流他勵(lì)發(fā)電機(jī)接線圖G:直流發(fā)電機(jī) M01 , Pn=100W, Un=200V, In=0.5A, NN=1600r/minM :直流電動(dòng)機(jī) M03 ,按他勵(lì)接法Si、S2：雙刀雙擲開關(guān)，位于 MEL-05R1:電樞調(diào)節(jié)電阻 100Q/1.22A,位于

21、MEL-09。Rf1:磁場調(diào)節(jié)電阻 3000 Q /200mA ,位于 MEL-09。Rf2：磁場調(diào)節(jié)變阻器，采用 MEL-03最上端900變阻器，并采用分壓器接法。R2：發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻，采用 MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250 a （900與900 電阻串聯(lián)加上900 與900 并聯(lián)）。調(diào)節(jié)時(shí)先調(diào)節(jié)串聯(lián)部分，當(dāng)負(fù) 載電流大于0.4A時(shí)用并聯(lián)部分，并將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接以避免燒毀熔斷 器。mAi、Ai：分別為毫安表和電流表，位于直流電源上。Ui、U2：分別為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源和電機(jī)勵(lì)磁電源。V2、mA2、A2：分別為直流電壓表（量程為300V檔），直流毫

22、安表（量程為200mA檔），直流安倍表（量程為 2A檔）（1）空載特性a.打開發(fā)電機(jī)負(fù)載開關(guān) S2,合上勵(lì)磁電源開關(guān) Si,接通直流電機(jī)勵(lì)磁電源，調(diào)節(jié)Rf2,使直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓最小，mA2讀數(shù)最小。此時(shí)，注意選擇各儀表的量程。b.調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻 Ri至最大，磁場調(diào)節(jié)電阻Rfi至最小，起動(dòng)可調(diào)直流穩(wěn)壓 電源（先合上對(duì)應(yīng)的船形開關(guān)，再按下復(fù)位按鈕，此時(shí)，綠色工作發(fā)光二極管亮，表明直 流電壓已正常建立），使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。b.從數(shù)字轉(zhuǎn)速表上觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，若電機(jī)反轉(zhuǎn)，可先停機(jī)，將電樞或勵(lì)磁兩端接 線對(duì)調(diào)，重新起動(dòng)，則電機(jī)轉(zhuǎn)向應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。d.調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞電阻 Ri至最小值，可調(diào)直流穩(wěn)

23、壓電源調(diào)至220V,再調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)磁場電阻Rfi,使電動(dòng)機(jī)（發(fā)電機(jī)）轉(zhuǎn)速達(dá)到i600r/min （額定值），并在以后整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。e.調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)磁場電阻 Rf2,使發(fā)電機(jī)空載電壓達(dá) V0=1.2Un （240V）為止。f.在保持電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（i600r/min）條件下，從 Uo=1.2Un開始，單方向調(diào)節(jié)分壓器 電阻Rf2,使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流逐次減小，直至If2=0。每次測取發(fā)電機(jī)的空載電壓Uo和勵(lì)磁電流 心,只取7-8組數(shù)據(jù)，填入表i-2中，其中Uo=Un和f2=O兩點(diǎn)必測，并在 Uo=Un附近測點(diǎn)應(yīng)較密。表 i-2n=nN=i600r/minUo(V)240209i67

24、i3089463832If2(A)i33.790.062.437.320.2i4.28.30（2）外特性a,在空載實(shí)驗(yàn)后，把發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻R2調(diào)到最大值（把 MEL-03中間和下端的變阻器逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底），合上負(fù)載開關(guān)S2。b.同時(shí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)磁場調(diào)節(jié)電阻Rfi,發(fā)電機(jī)磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負(fù)載電阻R2,使發(fā)電機(jī)的n=nN,U=UN （200V）, I=In （0.5A）,該點(diǎn)為發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行點(diǎn)，其勵(lì)磁電流稱為 額定勵(lì)磁電流If2N= A.c.在保持n=nN和If2=If2N不變的條件下，逐漸增加負(fù)載電阻，即減少發(fā)電機(jī)負(fù)載電流， 在額定負(fù)載到空載運(yùn)行點(diǎn)范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流I,直到

25、空載（斷開開關(guān)S2）,共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表i-3中。其中額定和空載兩點(diǎn)必測。U (V)20018516514812711210598I (A)0.50.4460.3990.3570.3070.2310.1680表1-3n=nN=1600r/minIf2=If2N(3)調(diào)整特性a.斷開發(fā)電機(jī)負(fù)載開關(guān)S2,調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)磁場電阻Rf2,使發(fā)電機(jī)空載電壓達(dá)額定值(Un=200V)b.在保持發(fā)電機(jī)n=nN條件下，合上負(fù)載開關(guān) S2,調(diào)節(jié)負(fù)載電阻 R2,逐次增加發(fā)電機(jī) 輸出電流I,同時(shí)相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If2,使發(fā)電機(jī)端電壓保持額定值U=Un,從發(fā)電機(jī)的空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機(jī)的輸出電流I

26、和勵(lì)磁電流幅，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表1-4中。表 1-4n=nN=1600r/min,U=U n=200VI (A)0.50.4150.3810.2730.1830.112If2 (A)0.10590.10570.10520.10530.10530.10532.并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)圖1-4直流并勵(lì)發(fā)電機(jī)接線圖(1)觀察自勵(lì)過程a.斷開主控制屏電源開關(guān)，即按下紅色按鈕，鑰匙開關(guān)撥向“關(guān)”按圖1-4接線R1、Rf1:電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻，位于 MEL-09。Ai、mAi：直流電流表、毫安表，位于可調(diào)直流電源和勵(lì)磁電源上。mA2、A2：直流毫安表、電流表位于 MEL-06。Rf2: MEL-0

27、3中二只900電阻相串聯(lián)，并調(diào)至最大。R2：采用MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為 22500。Si、S2：位于 MEL-05Vi、V2：直流電壓表，其中 Vi位于直流可調(diào)電源上，V2位于MEL-06 ob,斷開Si、S2,按前述方法(他勵(lì)發(fā)電機(jī)空載特性實(shí)驗(yàn)b)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=nN,用直流電壓表測量發(fā)電機(jī)是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓， 可將并勵(lì)繞組改接他勵(lì)進(jìn)行充磁。c.合上開關(guān)Si,逐漸減少Rf2,觀察電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓，若電壓逐漸上升，說明滿 足自勵(lì)條件，如果不能自勵(lì)建壓，將勵(lì)磁回路的兩個(gè)端頭對(duì)調(diào)聯(lián)接即可。(2)外特性a.在并勵(lì)發(fā)電機(jī)電壓建

28、立后，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2到最大，合上負(fù)載開關(guān) S2,調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻 Rfi,發(fā)電機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻 Rf2和負(fù)載電阻R2,使發(fā)電機(jī)n=nN,U=UN, I = I N。b.保證此時(shí)Rf2的值和n=nN不變的條件下，逐步減小負(fù)載，直至 1=0,從額定到負(fù)載 運(yùn)行范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機(jī)的電壓 U和電流I,共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表i-5中，其中額 定和空載兩點(diǎn)必測。表 i-5n=nN=i600r/minRf2=AU (V)200i73i50i23i05765i0I (A)0.0i50.2260.3340.4860.3640.2850.i560.0263.復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)(i)積復(fù)勵(lì)和差復(fù)勵(lì)的判別a.

29、接線如圖i-5所示Ri、Rfi：電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場調(diào)節(jié)電阻，位于 MEL-09。Ai、mAi：直流電流、毫安表V2、A2、mA2：直流電壓、電流、毫安表，采用 MEL-06組件。Rf2：采用 MEL-03中兩只900 電阻串聯(lián)。R2：采用MEL-03中四只900電阻串并聯(lián)接法，最大值為2250 0。Si、S2：單刀雙擲和雙刀雙擲開關(guān)，位于 MEL-05開關(guān)板上。按圖接線，先合上開關(guān) S,將串勵(lì)繞組短接，使發(fā)電機(jī)處于并勵(lì)狀態(tài)運(yùn)行，按上述并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性試驗(yàn)方法，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電流I=0.5I N, n=nN, U=UN。b.打開短路開關(guān) Si,在保持發(fā)電機(jī) n, Rf2和R2不變的條件下，

30、觀察發(fā)電機(jī)端電壓的 變化，若此電壓升高即為積復(fù)勵(lì)，若電壓降低為差復(fù)勵(lì)，如要把差復(fù)勵(lì)改為積復(fù)勵(lì)，對(duì)調(diào) 串勵(lì)繞組接線即可。(2)積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性。實(shí)驗(yàn)方法與測取并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性相同。先將發(fā)電機(jī)調(diào)到額定運(yùn)行點(diǎn)，n=nN, U=UJ,I=I n,在保持此時(shí)的 R2和n=nN不變的條件下，逐次減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流，直至 1=0。從額 定負(fù)載到空載范圍內(nèi)， 每次測取發(fā)電機(jī)的電壓 U和電流I,共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表1-6 中，其中額定和空載兩點(diǎn)必測。表 1-6n=nn = r /minR f2=常數(shù)U (V)2001761501321168056I (A)00.0640.1260.2580.3160

31、.4160.4871 .起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，先把R調(diào)到最大，R2調(diào)到最小，起動(dòng)完畢后，再把Ri調(diào)到最小。2 .做外特性時(shí)，當(dāng)電流超過0.4安時(shí)，R2中串聯(lián)的電阻必須調(diào)至零，以免損壞。7 .實(shí)驗(yàn)分析 他勵(lì)發(fā)電機(jī)，(1)空載時(shí)：當(dāng)轉(zhuǎn)速等于常數(shù)，一般為額定轉(zhuǎn)速，負(fù)載 電流等于0,即完全開路時(shí)，電樞端電壓隨勵(lì)磁電流變化的關(guān)系即為直 流發(fā)電機(jī)的開路特性，對(duì)應(yīng)的曲線稱之為開路特性曲線。(2)外特性: 從圖表1-2知，電壓隨電流增加是減小的。原因只有兩個(gè)，即電樞電 阻的壓降和電樞反應(yīng)的去磁作用使得負(fù)載電流增大時(shí)，端電壓有減少的趨勢。這種端電壓變化的多少用電壓調(diào)整率來表示。 并勵(lì)發(fā)電機(jī)，(1)空載：并勵(lì)直流發(fā)電

32、機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)， 開路時(shí)電樞電流等于勵(lì)磁電流， 而勵(lì)磁電流只占額定電流的(13)% (2)外特性：由表1-3可知，端電壓隨負(fù)載電流的增大而下降，原因 是a電樞電阻壓降的存在；b電樞反應(yīng)的去磁作用；c勵(lì)磁電流的進(jìn) 一步減少。 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，開路時(shí)，負(fù)載電流為零，申勵(lì)繞組不起作用，故其特性 和并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)一樣。他的勵(lì)磁繞組分為兩部分，一部分是并勵(lì)繞 組，另一部分是申勵(lì)繞組。8 .思考題1.并勵(lì)發(fā)電機(jī)不能建立電壓有哪些原因？答：使并勵(lì)發(fā)電機(jī)建立起電壓，必須滿足下列三個(gè)條件：(1)有剩磁，如果剩磁消失，則須將勵(lì)磁繞組接到其他直流電源上去 充磁。(2)勵(lì)磁電流所產(chǎn)生的磁場與剩余磁場方向一致。

33、若相反，可將勵(lì)磁 繞組兩端的接線對(duì)調(diào)一下，或?qū)㈦姍C(jī)的旋轉(zhuǎn)方向改變亦可。(3)勵(lì)磁回路的電阻不能過大。這只要減少勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻就行了。實(shí)驗(yàn)四直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庵绷麟妱?dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)的機(jī)械特性二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1 改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)械特性有哪些方法？2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在什么情況下，從電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài)？他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電動(dòng)勢平衡方程式及機(jī)械特性又是什么情況？3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電動(dòng)勢平衡方程式及機(jī)械特性。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1 電動(dòng)及回饋制動(dòng)特性。2電動(dòng)及反接制動(dòng)特性。3能耗制動(dòng)特性。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 MEL 系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控

34、制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速表（MEL-13 、 MEL-14 ）3.三相可調(diào)電阻 900a （MEL-03）4.三相可調(diào)電阻 90a （MEL-04）5波形測試及開關(guān)板（MEL-05 ）6、直流電壓、電流、毫安表（MEL-06 ）7電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09 ）五實(shí)驗(yàn)方法及步驟1 電動(dòng)及回饋制動(dòng)特性接線圖如圖5-1直 流 電 機(jī) 勵(lì) 磁 電 源圖5-1直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性測定接線圖M 為直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M12 （接成他勵(lì)方式），Un=220V , In=0.55A, nN=1600r/min ,Pn=80W;勵(lì)磁電壓 Uf=220V,勵(lì)磁電流If< 0.13A。G為直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī) M03 （接

35、成他勵(lì)方式），Un=220V, In=1.1A, nN=1600r/min;直流電壓表 V1為220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶，V2的量程為300V （MEL-06）;直流電流表 mAA1分別為220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶毫安表、安倍表；mA2、A2分別選用量程為200mA、5A的毫伏表、安培表（MEL-06 ）R1選用900 歐姆電阻（MEL-03 ）R2選用180歐姆電阻（MEL-04中兩90歐姆電阻相串聯(lián)）R3選用3000 磁場調(diào)節(jié)電阻（MEL-09 ）R4選用2250 電阻（用 MEL-03中兩只900 電阻相并聯(lián)再加上兩只900電阻相串聯(lián)）開關(guān)SP S2選用MEL-05中的雙刀雙擲開關(guān)。

36、按圖5-1接線，在開啟電源前，檢查開關(guān)、電阻等的設(shè)置；（1）開關(guān)臼合向“1”端，S2合向“2”端。（2）電阻R1至最小值，R2、R3、R4阻值最大位置。（3）直流勵(lì)磁電源船形開關(guān)和220V可調(diào)直流穩(wěn)壓電源船形開關(guān)須在斷開位置。實(shí)驗(yàn)步驟。a.按次序先按下綠色“閉合”電源開關(guān)、再合勵(lì)磁電源船型開關(guān)和220V電源船形開關(guān)，使直流電動(dòng)機(jī) M起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源，使 V1讀數(shù)為Un=220伏，調(diào)節(jié)R2阻 值至零。b,分別調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī) M的磁場調(diào)節(jié)電阻R1,發(fā)電機(jī)G磁場調(diào)節(jié)電阻R3、負(fù)載電阻R4（先調(diào)節(jié)相串聯(lián)的 900 電阻旋鈕，調(diào)到零用導(dǎo)線短接以免燒毀熔斷器，再調(diào)節(jié)900電阻相并聯(lián)的旋鈕），使直

37、流電動(dòng)機(jī) M的轉(zhuǎn)速nN=1600r/min , If+I a=I n=0.55A ,此時(shí)If=ItN,記 錄此值。c.保持電動(dòng)機(jī)的U=Un=220V, If=IfN不變，改變R4及飛阻值，測取M在額定負(fù)載至 空載范圍的n、Ia,共取5-6組數(shù)據(jù)填入表中。表 5-1Un=220 伏IfN= AIa (A)0.440.280.340.430.220.49n (r/min )153216011576154016401520d.折掉開關(guān)S2的短接線，調(diào)節(jié) R3,使發(fā)電機(jī)G的 空載電壓達(dá)到最大（不超過220伏），并且極性與電動(dòng)機(jī) 電樞電壓相同。e.保持電樞電源電壓 U=U n=220V , If=IfN

38、 ,把開關(guān) S2合向“1”端，把R4值減小，直至為零（先調(diào)節(jié)相串 聯(lián)的900電阻旋鈕，調(diào)到零用導(dǎo)線短接以免燒毀熔斷 器）。再調(diào)節(jié)R3阻值使阻值逐漸增加，電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)Ai表的電流值為0時(shí)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為理想 空載轉(zhuǎn)速，繼續(xù)增加R3阻值，則電動(dòng)機(jī)進(jìn)入第二象限回 饋制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行直至電流接近0.8倍額定值（實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不超過 2100轉(zhuǎn)/分）。圖5-2直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)及回饋制動(dòng)特性測取電動(dòng)機(jī) M的n、Ia,共取5-6組數(shù)據(jù)填入表5-2中。表 5-2Un=220 伏IfN= AIa (A)0.120.090.060-0.05-0.10n (r/min )157015871600

39、163816681695因?yàn)門2=CM 82,而CM 4中為常數(shù)，則T°cI2,為簡便起見，只要求 n=f （Ia）特性,見圖5-2。2.電動(dòng)及反接制動(dòng)特性。在斷電的條件下，對(duì)圖 5-1作如下改動(dòng)：（1） R1為MEL-09的3000 磁場調(diào)節(jié)電阻， R2為MEL-03 的900a電阻，R3不用，R4不變。（2） Si合向“1”端，S2合向“ 2”端（短接線拆掉），把 發(fā)電機(jī)G的電樞二個(gè)插頭對(duì)調(diào)。實(shí)驗(yàn)步驟：圖5-3直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)及反接制動(dòng)特性a.在未上電源前，Ri置最小值，R2置300左右，R4置最 大值。b.按前述方法起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，測量發(fā)電機(jī)G的空載電壓是否和直流穩(wěn)壓電源極性相

40、反，若極性相反可把 S2含向“1”端。c.調(diào)節(jié)R2為900a ,調(diào)節(jié)直流電源電壓 U=Un=220V,調(diào)節(jié)Ri使If=IfN,保持以上值 不變，逐漸減小 R4阻值，電機(jī)減速直至為零，繼續(xù)減小R4阻值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作于反接制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行（第四象限）；圖5-4直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī) 能耗制動(dòng)特性d.再減小R4阻值，直至電動(dòng)機(jī) M的電流接近0.8倍In,測取電動(dòng)機(jī)在第1、第4象 限的n、12,共取5-6組數(shù)據(jù)記錄于表 5-3中。表 5-3R2=900 QUn=220VIfN= 0.24 Al2 (A)0.420.430.480.5900.650.72n (r/min)6095544381400.61-181-487為簡便起見，畫 n=f （la）,見圖5-3。圖5-1中，Ri用3000a ,R2改為360歐（采用 MEL-04 中只90 a電阻相串聯(lián)），R3采用MEL-03中的900歐電阻， R4仍用2250 電阻。操作前，把 Si俁向“2”端，Ri、R2置最大值，R3 置最大值，R4置300歐（把