实验6直流他励发电机实验

一、实验目的1. 理解他励直流发电机的工作原理和基本结构。

2. 掌握他励直流发电机的空载特性和负载特性测试方法。

3. 分析他励直流发电机的励磁方式对电机性能的影响。

4. 通过实验验证理论知识，提高动手操作能力和分析问题能力。

二、实验原理他励直流发电机是一种将机械能转化为电能的旋转电机。

它主要由电枢、磁极、励磁绕组、电刷和机座等部分组成。

电枢是发电机的能量转换部分，由电枢铁芯和电枢绕组组成。

磁极由铁芯和励磁绕组组成，产生磁场。

励磁绕组通过外部电源提供励磁电流，产生磁通。

电刷与电枢绕组接触，将电枢绕组中的电动势引出。

他励直流发电机的电动势平衡方程为：\[ E = n \cdot P \cdot f \cdot \phi \]其中，E为发电机的电动势，n为转速，P为极对数，f为频率，φ为磁通。

他励直流发电机的负载特性曲线反映了发电机在额定负载下，负载电流与电枢端电压之间的关系。

负载特性曲线通常呈微微下垂的直线。

三、实验仪器与设备1. 他励直流发电机2. 电枢调节电阻器3. 直流电压/电流表4. 励磁电流表5. 励磁电压源6. 三相可调电阻器挂箱7. 电源接口及开关四、实验步骤1. 空载实验（1）将发电机与励磁电压源连接，调节励磁电压，使发电机达到额定转速。

（2）读取励磁电流和电枢端电压，记录数据。

（3）改变励磁电压，重复步骤（2），得到一系列空载特性曲线。

2. 负载实验（1）将发电机与负载电阻器连接，调节负载电阻，使发电机达到额定负载。

（2）读取励磁电流、电枢端电压和负载电流，记录数据。

（3）改变负载电阻，重复步骤（2），得到一系列负载特性曲线。

3. 分析实验数据（1）绘制空载特性曲线和负载特性曲线。

（2）分析励磁方式对发电机性能的影响。

（3）比较空载特性和负载特性曲线，分析负载电流对发电机性能的影响。

五、实验结果与分析1. 空载特性空载特性曲线呈微微下垂的直线，表明在空载状态下，发电机的电动势与磁通成正比。

直流他励电动机实验报告一、实验目的：1.了解直流电动机的基本构造和工作原理；2.掌握直流电动机的性能、工作特性曲线和调速方法；3.学会使用直流电动机进行工作效率和转速的测试。

二、实验器材：1.直流电动机（他励电动机）；2.电阻箱；3.拖动机械负载；4.直流电源；5.电压表、电流表；6.转速测量装置（如测速发电机、光电转速计等）。

三、实验过程：1.将直流电源与直流电动机连接，并接入电阻箱和电流表，以调整电流大小；2.将转速测量装置连接到电动机输出轴上，以测量电机的转速；3.将拖动机械负载连接到电动机轴上，用于测试电机的负载特性；4.分别调整电压大小和拖动负载，记录电动机的转速和电流值；5.根据记录的数据，绘制电动机的负载特性曲线和转速-电压特性曲线；6.计算电动机的工作效率。

四、实验结果：1.负载特性曲线：将电动机的输出转矩与输出功率绘制在坐标系上，可得到负载特性曲线。

该曲线表明了电动机在不同拖动负载下的性能特点，可以确定电动机的最大输出功率和最大输出转矩等参数。

2.转速-电压特性曲线：将电动机的输出转速与输入电压绘制在坐标系上，可得到转速-电压特性曲线。

该曲线表明了电动机的转速与输入电压之间的关系，可以确定电动机的稳态转速及其与电压的关系。

五、实验讨论：1.根据负载特性曲线，我们可以确定电动机的最大输出功率和最大输出转矩，从而评价电动机的性能优劣。

2.根据转速-电压特性曲线，我们可以了解电动机的稳态转速和转速与输入电压之间的关系，从而确定电动机的调速范围和调速方式。

3.通过工作效率的计算，我们可以评估电动机在工作时的能量转换效率，从而选择合适的电动机在实际生产中使用。

六、实验结论：通过本次实验，我们深入了解了直流他励电动机的基本特性和工作原理，并通过实验数据的分析，掌握了电动机的调速方法和工作效率的计算。

这些实验数据和分析结果对于工程应用和电机器械设计具有一定的参考价值，为后续的相关研究提供了基础。

直流电动机四象限机械特性测试一．实验目的本实验通过对直流电动机四象限机械特性的测试时学生对直流电动机的基本特性以及四象限工作状态有更深入的了解，进而掌握直流电动机的认为特性及其在调速国策和那个中的应用方式，同时锻炼学僧的分析问题解决问题能力和独立工作的能力。

二．实验内容测试直流电动机四个象限的机械特性，包括设备选择，拖动及负载电动机的选择，调速方式，参数调整，接线以及数据测试和曲线的绘制等。

三．实验要求1）第一象限固有特性电动状态测量4个稳定工作点2）第二象限回馈状态（电压可适当降低）测量4个稳定工作点3）第二象限电动势反接制动（最大电流设为1.5倍的In）测量3个工作点4）第二象限能耗制动（最大电流设1.5In)测量三个工作点，可以接反抗性负载5）第三象限反向电动状态（类同一象限）6）第四象限能耗制动测量4个稳定工作点7）第四象限倒拉反转测量4个稳定工作点8）要求写清实验步骤，并记录数据四．实验步骤1 第一象限的固有特性1.1 实验原理在电源电压U =Un，气隙磁通Ф=ФN，电枢外串电阻RΩ=0时，n =ƒ(T )的机械特性，其数学表达式为：特性表达式 T n TC C R C U n N T e a N e N ⋅-=Φ-Φ=β02机械转速N e N C U n Φ=0 斜率2N T e aC C R Φ=β空载1.2 实验步骤（１）按照实验接线图连接号电路，R1：电枢调节电阻（MEL-09）Rf ：磁场调节电阻（Ｍｅｌ－０９） Ｍ：直流并励电动机Ｍ０３ Ｇ：涡流测功机Ｕ１：可调直流稳压电源 Ｕ２：直流电机励磁电源Ｖ１：可调直流稳压电源自带电压表Ｖ２：直流电压表，量程为３６０ｖ档，位于ＭＥＬ－６（有的时候其实不用这个表，为了 实验的安全性和调速还是加上） Ａ：测电枢电流的安培表，ｍＡ：毫安表，位于直流电机励磁电源部（２）检查M ，G 之间是否用联轴器接好，电机导轨和MEL-13的连线是否接好，电动机励磁回路接线是否牢靠，仪表的量程，极性是否正确。

实验一他励直流电动机（认识）实验、实验目的1、认识DDSZ-1型电机及电气技术实验装置，了解电机拖动实验的基本要求与安全操作规程。

2、认识和了解在电机拖动实验中所用的电源、开关、仪表、挂件、电机等组件及使用方法。

3、熟悉他励直流电动机的接线、起动、（固有、人为）机械特性、改变转向与调速的基本方法。

二、实验项目1、了解DD01电源控制屏及电枢电源、励磁电源、变阻器、直流电压表、电流表、直流测速发电机转速表的使用方法；了解校正直流测功电动机、普通直流电动机的铭牌参数及要求。

2、直流他励电动机的连线、起动准备、起动；测试机械特性直流他励电动机的调速及改变转向。

三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序1、实验设备：DD03-DJ23-DJ15 D31、D42、D31、D44 D51、D55-1。

2、控制屏上挂件排列顺序：D31、D42 D31、D44 D51、D55-1。

四、实验说明及操作步骤1、由指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置面板布置及使用方法。

图1 -1他励直流电动机接线图断开控制屏上的电源，按图1-1接线。

直流他励电动机用DJ15 （其额定功率P N=185W额定电枢电压U=220V,额定电流I N=1.2A,额定转速n N=1600r/min, 额定励磁电压U F N=220V,额定励磁电流I fN V0.13A）。

校正直流测功机MG乍为发电机使用。

TG为测速发电机。

直流电表选用D31 （含直流电压表，直流安培表，直流毫安表各一块）。

M励磁回路串接的电阻R f1选用D44的1800Q阻值，MG励磁回路串接的电阻Fh选用D42的1800Q阻值，M的起动电阻R选用D44的180 Q阻值，MG勺负载电阻R2选用D42的2250Q阻值（采用串并联接法：900Q与900Q串联加上900 Q 与900并联）。

接好线后，检查M MG及TG之间是否用联轴器联接好。

2、他励直流电动机起动步骤（1）起动准备:检查接线是否正确，直流电表的极性、量程选择是否正确。

实验一他励直流电动机工作特性的测定一、实验目的1、进一步熟悉他励直流电动机的起动和调速方法。

2、测定他励直流电动机的工作特性和机械特性。

二、预习要点1、做固有特性实验时，为什么首先要找电动机的额定运行点？如何找IfN2、调节同轴的直流发电机的电枢电流与励磁电流，为什么能起到调节电动机电磁转矩的作用？三、实验仪器设备校正过的直流电动机DJ23 一台直流电动机DJ15 一台电机导轨及转速表0～1800 r/min 一套直流毫安表200mA 二块直流安培表5A 二块三相电阻器D41、D42 二台白炽灯组二组注：DJ23的名牌参数：PN =355W、UN=220V、IN=2.2A、nN=1500r/min、UFN=220V、IFN<0.16A DJ15的名牌参数：W185P N =、V220UN=、A06.1IN=、V220UFN=、FNI<A16.0、m in/r1600nN=。

四、实验内容1、观察直流电机的起动和调速1）他励直流电动机的起动方法：按图1-1接线，起动前应将电动机起动电阻1R置最大位置，电动机励磁回路中的可变电阻1fR短接或调到最小位置，以使起动后的转速不至过高，同时由于磁场可变电阻短接或调到最小位置，使较大的励磁电流1fI产生较大的磁通，因而能获得较大的起动转矩，电动机可迅速起动。

2）操作步骤：确保所有接线准确无误，合上电源开关后，先接通“励磁电源”开关，观察有无异常，若正常再接通“电枢电源”开关。

电动机开始起动，这时将起动电阻R1逐步减小直到为0为止。

操作不宜过快，须与电动机加速过程相适应，并注意电枢回路的电流变化情况。

3）将电动机电枢绕组或励磁绕组的出线端对调，重新起动，观察电动机旋转方向的改变。

4）改变他励直流电动机的电枢电压（减小）及调节电枢回路或励磁回路中的可变电阻1R 或1f R ，观察电动机转速的变化情况，以熟悉他励直流电动机的调速方法。

图1-12、他励直流电动机的工作特性和固有机械特性的测定。

黑龙江科技学院综合性实践报告实践项目名称他励直流电动机各种运行状态下机械特性的测定与绘制所属课程名称电机与拖动实验日期2011.4.18——2011.4.22班级学号姓名成绩电气与信息工程学院实践基地【实践名称】他励直流电动机各种运行状态下机械特性的测定与绘制【实践目的】了解和分析他励直流电动机在各种运行状态下的能量转换情况。

分别测定和绘制他励直流电动机在电动、回馈制动、能耗制动及电动势反接制动状态下的机械特性曲线。

【实践项目】1、他励直流电动机在电动状态下的固有机械特性与回馈制动状态下的机械特性测定2、他励直流电动机在能耗制动状态下的机械特性测定3、他励直流电动机在倒拉反接制动状态下的机械特性的测定【实践原理】机械特性：n = f (T)是指在一定的条件下，电磁转矩和转速两个机械量之间的函数关系。

1．固有机械特性：三个量U 、φ、Ra 可以改变机械特性， U = Un（额定电压），φ =φn （额定磁通），Ra= 0 时的机械特性称为固有机械特性。

其方程为：由于 R a很小，转矩T 增大时， n 下降很小，他励电动机的固有机械特性是一条比较平的下降曲线。

2．人为（人工）机械特性：改变三个量U 、φ、Ra 之一而其他量不变时可以得到人为机械特性。

根据公式可得到以下三种人为的机械特性：（1）电枢回路串电阻时的人为机械特性：对应于不同的 Ra 可以得到一簇斜率不同射线。

（2）改变电枢电压的人为机械特性：斜率不变，理想空载转速 n0 不同的一簇平行线。

(U = UN)，（3）减少电动机气隙磁通的人为机械特性：φ减少时， n0 增大同时φ增大。

【实践环境】 DJ15直流并砺电动机DJ23校正直流测功机 直流电机电源 智能直流电压表 三向可调电阻 涡流测功机控制箱【实践方案设计】实践电路图如下：【实践过程】1. 固有特性及回馈制动状态下机械特性测试步骤：（1） 在静止状态下按图示连接好电路，R a15，R a23置最大，测功机加载钮置零。

他励直流电动机的机械特性一、实验目的了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性二、预习要点1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。

三、实验项目1、电动及回馈制动状态下的机械特性2、电动及反接制动状态下的机械特性3、能耗制动状态下的机械特性四、实验方法1、实验设备2、屏上挂件排列顺序D51、D31、D42、D41、D31、D44按图1接线，图中M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式)，MG用编号为DJ23的校正直流测功机，直流电压表V1、V2的量程为1000V，直流电流表A1、A3的量程为200mA，A2、A4的量程为5A。

R1、R2、R3、及R4依不同的实验而选不同的阻值。

3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性(1) R 1、R 2分别选用D44的1800Ω和180Ω阻值，R 3选用D42上4 只900Ω串联共3600Ω阻值，R 4 选用D42上1800Ω再加上D41上6只90Ω串联共2340Ω阻值。

(2) R 1阻值置最小位置，R 2、R 3及R 4阻值置最大位置，转速表置正向1800r/min 量程。

开关S 1、S 2选用D51挂箱上的对应开关，并将S 1合向1电源端，S 2合向2'短接端。

(3) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“开”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查R 2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M 起动运转。

调节“电枢电源”电压为 220V ；调节R 2阻值至零位置，调节R 3阻值，使电流表A 3为100mA 。

直流电机实验实验一认识实验一．实验目的1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

2．认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。

3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。

二．预习要点1．如何正确选择使用仪器仪表。

特别是电压表、电流表的量程。

2．直流他励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？不连接会产生什么严重后果？3．直流电动机起动时，励磁回路连接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？4．直流电动机调速及改变转向的方法。

三．实验项目1．了解MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。

2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。

3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。

四．实验设备及仪器1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）或电机导轨及校正直流发电机3．直流并励电动机M034．220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部）5．电机起动箱（MEL-09）。

6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。

五．实验说明及操作步骤1．由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法，注意调节R 使电枢电流达到0.2A （如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U M 和电流I a 。

将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U M 、I a ，填入表1-1。

（3）增大R （逆时针旋转）使电流分别达到0.15A 和0.1A ，用上述方法测取六组数据，填入表1-1。

取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=3132a a a R R R ++。

直流电机试验项目1)绝缘电阻测试对500V以下的电机，用500V的绝缘电阻表分别测各绕组对地及各绕组与绕组之间的绝缘电阻，其阻值应大于0.5MΩ。

2)绕组直流电阻的测量采用直流双臂电桥来测量，每次应重复测量3次，取其算术平均值。

测得的各绕组的直流电阻值，应与制造厂商或安装时最初测量的数据进行比较，相差不得超过2%。

3)确定电刷中性线常采用的方法有以下3种。

(1)感应法。

将毫伏表或检流计接到电枢相邻的两极下的电刷上，将励磁绕组经开关接至直流低压电源上。

使电枢静止不动，接通或断开励磁电源时，毫伏表将会左右摆动，移动电刷位置直到触动时指针摆动最小，这便是电刷的中性线位置。

(2)正反转发电机法。

将电机接成他励发电机运行，使输出电压接近额定值。

保持电机的转速和励磁电流不变，使电机正转和反转，慢慢移动电刷位置，直到正转与反转的电枢输出电压相等，此时的电刷位置就是中性线位置。

(3)正反转电动机法。

对于允许可逆运行的直流电机，在外加电压和励磁电流不变的情况下，使电动机正转和反转，慢慢移动电刷位置，直到正转与反转的转速相等，此时电刷的位置就是中性线位置。

4)耐压实验在各绕组对地之间和各绕组之间，施加频率为50Hz的正弦交流电压。

施加的电压值为:对1kW以下、额定电压不超过36V的电机，加500V+2倍额定电压，历时1min 不击穿为合格;对1kW以上、额定电压在36V 以上的电动机，加1000V+2倍额定电压，历时1min不击穿为合格。

5)空载试验应在上述各项试验都合格的条件下进行。

将电机接入电源和励磁，使其在空载下运行一段时间，观察各部位，看是否有过热现象、异常噪声、异常振动或出现火花等，初步鉴定电机的接线、装配和修理的质量是否合格。

6)负载试验一般情况可以不进行此项试验。

必要时可结合生产机械来进行。

负载试验的目的是考验电动机在工作条件下的输出是否稳定。

对于发电机主要是检查输出电压、电流是否合格;对电动机，主要是看转矩、转速等是否合格。

电机学实验报告实验一直流他励电动机机械特性一．实验目的了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性二．预习要点1．改变他励直流电动机械特性有哪些方法？2．他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？3．他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。

三．实验项目1．电动及回馈制动特性。

2．电动及反接制动特性。

3．能耗制动特性。

四．实验设备及仪器1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。

2．电机导轨及转速表（MEL-13、MEL-14）3．三相可调电阻900Ω（MEL-03）4．三相可调电阻90Ω（MEL-04）5．波形测试及开关板（MEL-05）6、直流电压、电流、毫安表（MEL-06）7．电机起动箱（MEL-09）五．实验方法及步骤1．电动及回馈制动特性接线图如图5-1M为直流并励电动机M12（接成他励方式），U N=220V，I N=0.55A，n N=1600r/min，P N=80W；励磁电压U f=220V，励磁电流I f＜0.13A。

G为直流并励电动机M03（接成他励方式），U N=220V，I N=1.1A，n N=1600r/min;直流电压表V1为220V可调直流稳压电源自带，V2的量程为300V（MEL-06）；直流电流表mA1、A1分别为220V可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表；mA2、A2分别选用量程为200mA、5A的毫伏表、安培表（MEL-06）R1选用900Ω欧姆电阻（MEL-03）R2选用180欧姆电阻（MEL-04中两90欧姆电阻相串联）R3选用3000Ω磁场调节电阻（MEL-09）R4选用2250Ω电阻（用MEL-03中两只900Ω电阻相并联再加上两只900Ω电阻相串联）开关S1、S2选用MEL-05中的双刀双掷开关。

按图5-1接线，在开启电源前，检查开关、电阻等的设置；（1）开关S1合向“1”端，S2合向“2”端。