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直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)

直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
    1、掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)取直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。
    2、掌握直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。

二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)：
    1、什么是直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？
    2、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理是什么？
三、  直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
    1、工作特性和機(jī)械特性
保持U=U_N和I_f=I_fN不變，測(cè)取n、T₂、η=f（Ia）、n=f（T₂）。
    2、調(diào)速特性
   （1）改變電樞電壓調(diào)速
    保持U=U_N、I_f=I_fN=常數(shù)，T₂=常數(shù)，測(cè)取n=f（Ua）。
   （2）改變勵(lì)磁電流調(diào)速
    保持U=U_N，T₂=常數(shù)，測(cè)取n=f（I_f）。
    3、觀察能耗制動(dòng)過(guò)程
四、 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)方法：
    1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

序號(hào) 型號(hào) 名             稱數(shù) 量

1 DQ03-1 導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表 1套

2 DQ19 校正直流測(cè)功機(jī) 1臺(tái)

3 DQ09 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 1臺(tái)

4 DQ22 直流數(shù)字電壓、毫安、安培表 2件

5 DQ27 三相可調(diào)電阻器 1件

6 DQ29 可調(diào)電阻器、電容器 1件

7 DQ31 波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板 1件

2、屏上掛件排列順序
DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ29
3、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性
（1）按圖2-6接線。校正直流測(cè)功機(jī) MG按他勵(lì)發(fā)電機(jī)連接，在此作為直流電動(dòng)機(jī)M的負(fù)載，用于測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和輸出功率。R_f1選用DQ29的900Ω阻值，按分壓法（看第一章可調(diào)電阻器分壓法的介紹）接線。R_f2 選用DQ27的900Ω串聯(lián)900Ω共1800Ω阻值。R₁用DQ29的180Ω阻值。R₂選用DQ27的900Ω串聯(lián)900Ω再加900Ω并聯(lián)900Ω共2250Ω阻值。

圖2-6 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖
   （2）將直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R₁調(diào)至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開(kāi)關(guān)使其起動(dòng)。
   （3）M起動(dòng)正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R₁調(diào)至零，調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V，調(diào)節(jié)校正直流測(cè)功機(jī)的勵(lì)磁電流I_f2為校正值（100 mA），再調(diào)節(jié)其負(fù)載電阻R₂和電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定值：U＝U_N，I＝I_N，n＝n_N。此時(shí)M的勵(lì)磁電流I_f即為額定勵(lì)磁電流I_fN。
   （4）保持U＝U_N，I_f=I_fN，I_f2為校正值不變的條件下，逐次減小電動(dòng)機(jī)負(fù)載（即增大負(fù)載電阻）。測(cè)取電動(dòng)機(jī)電樞輸入電流Ia，轉(zhuǎn)速n和校正電機(jī)的負(fù)載電流I_F（由校正曲線查出電動(dòng)機(jī)輸出對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)矩T₂）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-7中。
表2－7        U＝U_N＝      V    I_f=I_fN=   mA       I_f2=100 mA

實(shí)
驗(yàn)
數(shù)
據(jù) Ia（A）

n（r/min）

I_F（A）

T₂（N·m）

計(jì)
算
數(shù)
據(jù) P₂（W）

P₁（W）

η（％）

Δn（％）

4、調(diào)速特性
   （1）電樞繞組串電阻調(diào)速
    1）直流電動(dòng)機(jī)M運(yùn)行后，將電阻R₁調(diào)至零，I_f2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R₂、電樞電壓及磁場(chǎng)電阻R_f1，使M的U=U_N，Ia=0.5I_N，I_f＝I_fN記下此時(shí)MG的I_F值。
    2）保持此時(shí)的I_F值（即T₂值）和I_f＝I_fN不變，逐次增加R₁的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R₁從零調(diào)至最大值，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。
    3）共取數(shù)據(jù)8-9組，記錄于表2-8中
表2－8    I_f＝I_fN＝     mA        I_F=    A(T₂＝    N·m)     I_f2=100mA

Ua（V）

n（r/min）

Ia（A）

（2）改變勵(lì)磁電流的調(diào)速
     1）直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R₁和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1調(diào)至零，將MG的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻I_f2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負(fù)載，使電動(dòng)機(jī)M的U=U_N，Ia＝0.5I_N記下此時(shí)的I_F值。
    2）保持此時(shí)MG的I_F值（T₂值）和M的U＝U_N不變，逐次增加磁場(chǎng)電阻阻值：直至n＝1.3n_N，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的n、I_f和Ia。共取 7－8組記錄于表2－9中。
表2－9   U＝U_N＝    V      I_F=    A(T₂＝    N·m)      I_f2= 100mA

n（r/min）

I_f（mA）

Ia（A）

5、能耗制動(dòng)
（1）按圖2-7接線，其中R₁選用DQ29上90Ω串90Ω共180Ω阻值，R_f1選用DQ29上的900Ω串900Ω共1800Ω阻值，R_L選用DQ27上900Ω串900Ω再加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值。

圖2-7并勵(lì)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)接線圖
（2）把M的電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R₁調(diào)至最大，磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f調(diào)至最小位置。S1合向1端位置，然后合上控制屏下方右邊的電樞電源開(kāi)關(guān)，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
（3）運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，將開(kāi)關(guān)S1合向中間位置，使電樞開(kāi)路。由于電樞開(kāi)路，電機(jī)處于自由停機(jī)，記錄停機(jī)時(shí)間。
（4）將R₁調(diào)回最大位置，重復(fù)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，把S1合向R_L端，記錄停機(jī)時(shí)間。
（5）選擇R_L不同的阻值，觀察對(duì)停機(jī)時(shí)間的影響（注意調(diào)節(jié)R₁及R_L不宜太小的阻值，以免產(chǎn)生太大的電流，損壞電機(jī)）
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
    1、由表2-7計(jì)算出P₂和η，并給出n、T₂、η＝f（Ia）及n＝f（T₂）的特性曲線。
    電動(dòng)機(jī)輸出功率：     P₂＝0.105nT₂
    式中輸出轉(zhuǎn)矩T₂的單位為N.m（由I_f2及I_F值，從校正曲線T₂=f（I_F）查得），轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。
    電動(dòng)機(jī)輸入功率： P₁=UI
輸入電流：        I=Ia+I_fN
    電動(dòng)機(jī)效率：
由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：
   2、繪出并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性曲線n＝f（Ua）和n=f（I_f）。分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)兩種調(diào)速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
    3、能耗制動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)電阻R_L的阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動(dòng)方法有什么缺點(diǎn)？
  六、思考題
    1、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的速率特性n＝f（Ia）為什么是略微下降？是否會(huì)出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有何影響？
    2、當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流不變時(shí)，減小電樞端電壓，為什么會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低？
    3、當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時(shí)，減小勵(lì)磁電流會(huì)引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？
    4、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載運(yùn)行中，當(dāng)磁場(chǎng)回路斷線時(shí)是否一定會(huì)出現(xiàn)“飛車”？為什么？

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序號(hào)	型號(hào)	名稱	數(shù) 量
1	DQ03-1	導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表	1套
2	DQ19	校正直流測(cè)功機(jī)	1臺(tái)
3	DQ09	直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)	1臺(tái)
4	DQ22	直流數(shù)字電壓、毫安、安培表	2件
5	DQ27	三相可調(diào)電阻器	1件
6	DQ29	可調(diào)電阻器、電容器	1件
7	DQ31	波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板	1件

實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)	Ia（A）
	n（r/min）
	I_F（A）
	T₂（N·m）
計(jì) 算數(shù) 據(jù)	P₂（W）
	P₁（W）
	η（％）
	Δn（％）

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