2023年電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)課程電機(jī)學(xué)學(xué)院名稱核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院專業(yè)名稱電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師黃洪全實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)6C603實(shí)驗(yàn)成績(jī)教務(wù)處制2０23年6月1９日?實(shí)驗(yàn)一異步電機(jī)的M-Ｓ曲線測(cè)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(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)功能測(cè)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(cè)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(cè)繪測(cè)。2.繞線式異步電動(dòng)機(jī)的Ｍ－S曲線測(cè)繪。四.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)也許產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩。假如負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tz>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Ｔz≤TＮ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)不管帶何種負(fù)載均能穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)；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，由于電動(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)營(yíng)，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)驗(yàn)系統(tǒng)中,通過對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè),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)營(yíng)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。五．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(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)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。六.實(shí)驗(yàn)方法１．鼠籠式異步電機(jī)的M-Ｓ曲線測(cè)繪被試電機(jī)為三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M0４,Y接法。Ｇ為渦流測(cè)功機(jī),與M04電機(jī)同軸安裝。按圖5－7接線，其中電壓表采用指針式或數(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)環(huán)節(jié)：(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)。觀測(cè)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,是之符合規(guī)定。(2）逆時(shí)針緩慢調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器通過一段時(shí)間的延時(shí)后,M0４電機(jī)的負(fù)載將隨之增長(zhǎng)，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轉(zhuǎn)/分左右（注意：轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)/分時(shí),有也許導(dǎo)致電機(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(cè)取8－9組數(shù)據(jù)，其中在最大轉(zhuǎn)矩附近多測(cè)幾點(diǎn)，填入表５-9。表5-9 ? ? UN=220V? ? Y接法序號(hào)123４56789轉(zhuǎn)速（ｒ／ｍin）１43113８５13０３1229１0939３4601404２０9轉(zhuǎn)矩（N.m)0.1９０.２９０．4０0.460．490．４80.４1０.3９0.４１(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5-１0 ? ? UN=２20V??? Ｙ接法序號(hào)1２３４５6７８9轉(zhuǎn)速(r/miｎ）2０840965092９10９912９９130613991432轉(zhuǎn)矩(N.m)0.400.3９0．４１0.48０.４9０.4６0.4００.２80．202．繞線式異步電動(dòng)機(jī)的M-Ｓ曲線測(cè)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９0Ω電阻相并聯(lián)（最大值為4５Ω）。MEL-13的開關(guān)和旋鈕的設(shè)立同前，調(diào)壓器退至零位。（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,M09的負(fù)載隨之增長(zhǎng),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。在空載轉(zhuǎn)速至２00轉(zhuǎn)/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5－11??? ?Ｕ=1８0V????Y接法 ? ?RS=0Ω序號(hào)1２3456７89轉(zhuǎn)速（r/min）696583553５42５1947７４3２3513３０轉(zhuǎn)矩(Ｎ.m)1．161．18１.181.201.２21．2３1.241．24１.2５（2)繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到2Ω(斷開電源，用萬用表測(cè)量,三相需對(duì)稱）,反復(fù)以上環(huán)節(jié)，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。表５－12???? U=１8０V? Ｙ接法 ???RS=２Ω序號(hào)1234５6789轉(zhuǎn)速(r/miｎ）21021534863５７７78239591０５51078轉(zhuǎn)矩（Ｎ.m）1.491．4８1.391.361.３2１.30１．２4１.1２１.07８（3)繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到5Ω(斷開電源，用萬用表測(cè)量,三相需對(duì)稱）,反復(fù)以上環(huán)節(jié),記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。表5-1３? ? Ｕ=1８０V ?Y接法 ?? ＲＳ=5Ω序號(hào)1234567８9轉(zhuǎn)矩（Ｎ.m）１.３91.341.33１.２81.151.0８0.76０．50０．４9轉(zhuǎn)速(ｒ/ｍｉｎ）2２233946９5807７９980112５129013５０七．實(shí)驗(yàn)分析按照轉(zhuǎn)差率劃分電機(jī)有三種運(yùn)營(yíng)狀態(tài)：(1)、0<s<1,電磁轉(zhuǎn)矩T和n都為正,方向相同，為電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。（2）、0>s,電磁轉(zhuǎn)矩Ｔ和n方向相反，為發(fā)電機(jī)狀態(tài)。(３）、1<ｓ，電磁轉(zhuǎn)矩T和n方向相反,為制動(dòng)狀態(tài)。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;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)矩減少；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，相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速都要減小;由表5-１2,5-１3對(duì)比可知當(dāng)電壓不變時(shí),外接電阻增大相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速反而減小。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩先增大后減小,機(jī)械特性變軟。由M-S曲線可知,最后一組實(shí)驗(yàn)使電機(jī)運(yùn)營(yíng)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因素何在？答:由于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是轉(zhuǎn)子和定子間的磁耦合來完畢的，而磁有磁滯效應(yīng),就是磁場(chǎng)的變化上升軌跡和下降軌跡并不重合，所以電機(jī)的升降速曲線也是不重合的。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．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——三角形（Y-△）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。三.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(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)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）。四．實(shí)驗(yàn)方法1．三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)實(shí)驗(yàn)。按圖3－5接線，電機(jī)繞組為△接法。起動(dòng)前，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)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,觀測(cè)ＭＥL－1３中的轉(zhuǎn)速表，如出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)向不符合規(guī)定,則須切斷電源,調(diào)整順序,再重新起動(dòng)電機(jī)。）b．?dāng)嚅_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)全壓起動(dòng),觀測(cè)電機(jī)起動(dòng)瞬間電流值。注：按指針式電流表偏轉(zhuǎn)的最大位置所相應(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(cè)功機(jī)堵特孔中，將測(cè)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,觀測(cè)電流表,使電機(jī)電流達(dá)2~3倍額定電流,讀取電壓值UK、電流值IK、轉(zhuǎn)矩值TK，填入表中,注意實(shí)驗(yàn)時(shí),通電時(shí)間不應(yīng)超過10秒，以免繞組過熱。相應(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:式中Ik：起動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)的電流值,Ａ;TK:起動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值，N．ｍ;式中UＫ:起動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)的電壓值,V；UN:電機(jī)額定電壓,V;測(cè)量值計(jì)算值ＵＫ(V)IK（A）TK(N.ｍ）Tst（N.m)Ｉst（A)1３01．20０．5３1.47２.152．星形——三角形(Y－△）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)。b．待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后,合上電源開關(guān)，觀測(cè)起動(dòng)瞬間的電流，然后把S合向左邊(△接法），電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)營(yíng),整個(gè)起動(dòng)過程結(jié)束,觀測(cè)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。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)11０伏,斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。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)，觀測(cè)電流表的瞬間讀數(shù)值，經(jīng)一定期間后,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。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)。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,∞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)向是否符合規(guī)定。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Ist和Ist。d.用刷形開關(guān)切換起動(dòng)電阻，分別讀出起動(dòng)電阻為2Ω、5Ω、15Ω的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tｓt和起動(dòng)電流Ｉst，填入表3-９中。注意:實(shí)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（Ω)0251５Tst（Ｎ．m）1.311.451.551．36Iｓｔ(A)１.９30１．7001.4691．0805．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率并保持輸出轉(zhuǎn)矩Ｔ2不變,改變轉(zhuǎn)子附加電阻，分別測(cè)出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速,記錄于表3-１0中。表3-１０中U＝220伏Ｔ２=?N.mRst（Ω)０2515ｎ（r/mｉn)1４８914871437１4５9五．實(shí)驗(yàn)分析異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組可分為籠型和繞線型兩大類。啟動(dòng)方法：1.籠型異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)可以分為直接啟動(dòng)，降壓?jiǎn)?dòng)(自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，星形——三角形（Y－△）起動(dòng),延邊三角形換接開關(guān)啟動(dòng)，定子回路中串電抗器)兩種。直接起動(dòng)最為簡(jiǎn)樸,當(dāng)電網(wǎng)有足夠容量可才用這種辦法，在實(shí)驗(yàn)中可以看到轉(zhuǎn)矩大，產(chǎn)生的電流也大,但一般規(guī)定要有小的啟動(dòng)電流，這種辦法不好。對(duì)于降壓?jiǎn)?dòng)的方法，自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)將讓啟動(dòng)電流減小到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)電流減小到本來的K倍。其中R越大，啟動(dòng)電流越小。2.繞線式異步電機(jī)在定子回路中串入電阻或頻敏變阻可獲得較好的啟動(dòng)性能。調(diào)速方法：籠型異步電動(dòng)機(jī):變頻調(diào)速,變極調(diào)速和改變外施電壓調(diào)速。繞線式異步電機(jī)：串級(jí)調(diào)速，在轉(zhuǎn)子回路中接入變阻器進(jìn)行調(diào)速。在轉(zhuǎn)子回路中接入變阻器進(jìn)行調(diào)速會(huì)使能耗加大，不經(jīng)濟(jì)。六.思考題1.氣隙對(duì)電動(dòng)機(jī)有什么影響？答：氣隙是指電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子間的空隙。氣隙大小對(duì)電機(jī)性能及制造工藝有很大的影響。氣隙大，磁阻大，使電機(jī)勵(lì)磁電流增大，電機(jī)功率因數(shù)減少。但氣隙大使諧波磁場(chǎng)減弱,電機(jī)的附加損耗減少。氣隙大,對(duì)電機(jī)零部件的同軸度及裝配精度的規(guī)定減少；氣隙過小，則容易引起定轉(zhuǎn)子掃膛,以及由于附加損耗增長(zhǎng)而使電機(jī)效率減少。氣隙不均勻，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁拉力，發(fā)生不平衡振動(dòng)。實(shí)驗(yàn)三直流發(fā)電機(jī)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模保莆沼脤?shí)驗(yàn)方法測(cè)定直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)營(yíng)特性,并根據(jù)所測(cè)得的運(yùn)營(yíng)特性評(píng)估該被試電機(jī)的有關(guān)性能。2.通過實(shí)驗(yàn)觀測(cè)并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)過程和自勵(lì)條件。二.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1．他勵(lì)發(fā)電機(jī)(1)空載特性：保持n=nＮ，使I=0，測(cè)取Uo=f（If)。（2）外特性:保持n＝nN，使Ｉf=IfN,測(cè)取U=f(I）。（3)調(diào)節(jié)特性：保持ｎ=nＮ，使U＝UN，測(cè)取If＝f(I)。2.并勵(lì)發(fā)電機(jī)(1)觀測(cè)自勵(lì)過程(2)測(cè)外特性：保持n=nN,使Rf2=常數(shù)，測(cè)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Ｒｆ＝常數(shù)，測(cè)取U=f(Ｉ)。三.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(cè)功機(jī)，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)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。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(cè)試及開關(guān)板（MEL-0５）。8.三相可調(diào)電阻900Ω（MEL－03)。9．三相可調(diào)電阻90Ω(MＥＬ－04）。10．電機(jī)起動(dòng)箱（MＥL-０9)。四.實(shí)驗(yàn)說明及操作環(huán)節(jié)１．他勵(lì)發(fā)電機(jī)。按圖1-3接線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S１、S2:雙刀雙擲開關(guān),位于MEL-0５R1：電樞調(diào)節(jié)電阻100Ω/１.22A,位于MEL-09。Rｆ1:磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻300０Ω/２00mA,位于ＭEL-０9。Rf2:磁場(chǎng)調(diào)節(jié)變阻器，采用MEL-03最上端9０0Ω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22５0Ω（９0０Ω與９0０Ω電阻串聯(lián)加上9０0Ω與９00Ω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。mA1、A1：分別為毫安表和電流表,位于直流電源上。Ｕ1、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)S1,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R1至最大，磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Ｒｆ1至最小,起動(dòng)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（先合上相應(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，表白直流電壓已正常建立),使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。b．從數(shù)字轉(zhuǎn)速表上觀測(cè)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)的規(guī)定。d.調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞電阻Ｒ１至最小值，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源調(diào)至220V,再調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)電阻Rf１，使電動(dòng)機(jī)(發(fā)電機(jī)）轉(zhuǎn)速達(dá)成１6００r/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(chǎng)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(１600r／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=ｏ。每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的空載電壓UO和勵(lì)磁電流If２,只取７-8組數(shù)據(jù),填入表1-２中,其中UO=UN和Ｉf2=O兩點(diǎn)必測(cè),并在UＯ=UN附近測(cè)點(diǎn)應(yīng)較密。表１-2ｎ=nN=１6０0r／ｍinＵO(V）220210200190１70１504032If2(A）957572６3605100（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(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Ｒf1，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)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)營(yíng)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,逐漸增長(zhǎng)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)營(yíng)點(diǎn)范圍內(nèi),每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流I,直到空載（斷開開關(guān)Ｓ2）,共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表1-3中。其中額定和空載兩點(diǎn)必測(cè)。表1-3ｎ=nN=16０0r/minIf2=Iｆ２NU(V)2０0190184１701６５15０140１１2I(A）0.5230．４760.４620.434０．40２0．381０．3４50（3）調(diào)整特性a．?dāng)嚅_發(fā)電機(jī)負(fù)載開關(guān)S２,調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)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，逐次增長(zhǎng)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(cè)取發(fā)電機(jī)的輸出電流I和勵(lì)磁電流If2，共取5-６組數(shù)據(jù)填入表1-４中。表1－４n＝nＮ＝1600r/min,U=UＮ=200ＶI(A)0.50０0.41２０.342０.２３30.2050.1820.１15If2（A)0.11３０.0930.０９80．085０．0８60.0830.07４2．并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)（1）觀測(cè)自勵(lì)過程ａ．?dāng)嚅_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(chǎng)調(diào)節(jié)電阻，位于ＭEL-09。A１、mＡ1: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-03中二只９00Ω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2250Ω。S1、S2:位于MEL－０5V1、V2：直流電壓表,其中V1位于直流可調(diào)電源上,V2位于MＥL-０6。b.斷開Ｓ1、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(cè)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)Ｓ1，逐漸減少Rf２，觀測(cè)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，假如不能自勵(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(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)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=IＮ。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Ｉ＝０,從額定到負(fù)載運(yùn)營(yíng)范圍內(nèi)，每次測(cè)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１-5中,其中額定和空載兩點(diǎn)必測(cè)。表1－5ｎ=nN=1600r/minＲf２＝常數(shù)Ｕ(V）200173150123１0５76510I（A）0.0１７０.2300.３３2０．４810．３6３0.2８７０.14９0.0263.復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)（１)積復(fù)勵(lì)和差復(fù)勵(lì)的判別ａ．接線如圖1-5所示Ｒ1、Rf1：電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻,位于MEL-09。A1、mA1: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９00Ω電阻串聯(lián)。Ｒ2:采用MEL-03中四只900Ω電阻串并聯(lián)接法，最大值為2２50Ω。S1、S2：?jiǎn)蔚峨p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)處在并勵(lì)狀態(tài)運(yùn)營(yíng)，按上述并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性實(shí)驗(yàn)方法,調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電流I＝0.5ＩN,ｎ＝nN,U=UN。ｂ．打開短路開關(guān)S1,在保持發(fā)電機(jī)n，Rf2和R２不變的條件下，觀測(cè)發(fā)電機(jī)端電壓的變化,若此電壓升高即為積復(fù)勵(lì),若電壓減少為差復(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(cè)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)營(yíng)點(diǎn)，n=ｎＮ,U＝UN，I=ＩN,在保持此時(shí)的Rｆ2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Ｉ=0。從額定負(fù)載到空載范圍內(nèi)，每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流I，共?。?７組數(shù)據(jù)，記錄于表