直流电动机起动实验

直流电动机实验报告直流电动机实验报告引言直流电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业生产和日常生活中。

本实验旨在通过实际操作和数据记录，探究直流电动机的工作原理和性能特点。

实验目的1. 了解直流电动机的基本结构和工作原理；2. 掌握直流电动机的调速方法；3. 研究直流电动机的性能特点，如转速、转矩和效率等。

实验器材1. 直流电动机；2. 直流电源；3. 电流表和电压表；4. 转速测量仪。

实验步骤1. 将直流电动机与电源连接，确保电源开关处于关闭状态；2. 通过电流表和电压表测量直流电动机的额定电流和额定电压；3. 打开电源开关，观察直流电动机的运转情况；4. 使用转速测量仪测量直流电动机的转速；5. 调节电源电压，记录不同电压下的转速和电流数据。

实验结果与分析通过实验记录的数据，我们可以得到直流电动机的转速和电流随电压变化的关系。

在低电压下，电动机的转速较低，电流较小；而在高电压下，电动机的转速较高，电流较大。

这是因为直流电动机的转速与电压成正比，电流与负载有关。

此外，我们还可以计算直流电动机的效率。

效率是指电动机输出的功率与输入的功率之比。

通过测量电动机的输入电流和电压，以及输出的机械功率，我们可以计算出直流电动机的效率。

实验结果显示，直流电动机的效率随着负载的增加而下降，这是因为在负载增加的情况下，电动机需要消耗更多的能量来克服摩擦力和阻力。

讨论与结论本实验通过实际操作和数据记录，深入探究了直流电动机的工作原理和性能特点。

通过分析实验结果，我们可以得出以下结论：1. 直流电动机的转速与电压成正比，电流与负载有关；2. 直流电动机的效率随着负载的增加而下降；3. 直流电动机在不同电压下的运转情况各异，可以根据实际需求进行调速。

在实际应用中，直流电动机具有广泛的用途，如工业生产中的机械传动、交通工具中的驱动系统以及家用电器中的电机等。

了解直流电动机的性能特点对于正确选择和使用电动机至关重要。

他励直流电动机降压启动实验报告实验目的：本实验旨在通过使用励磁直流电动机降压启动的方法，探究直流电动机降压启动的原理和过程，并分析实验结果，验证理论知识。

实验原理：励磁直流电动机降压启动是利用励磁直流电动机的特性，在电动机运行初期降低电源电压，以减小电动机起动过程中的起动电流，达到安全启动电动机的目的。

其原理是通过减小电动机的励磁磁通，降低电动机的反电动势，从而降低电动机的起动电流。

实验步骤：1. 将励磁直流电动机与电源连接，调节电源电压为额定电压。

2. 打开电源，观察电动机的启动情况。

记录电动机启动时的电流和电压数值。

3. 在电动机启动过程中，逐渐降低电源电压，直至电动机能够平稳启动。

记录此时的电流和电压数值。

4. 关闭电源，结束实验。

实验数据与结果分析：通过实验观察和记录，我们得到了电动机在不同电源电压下的启动电流和电压数据。

根据实验数据，我们可以绘制电动机启动电流随电源电压变化的曲线图。

根据实验数据和曲线图的分析，可以得出以下结论：1. 随着电源电压的降低，电动机的启动电流逐渐减小。

2. 当电源电压降至一定程度，电动机可以平稳启动。

3. 通过降压启动，可以有效减小电动机起动过程中的起动电流，降低对电网的影响。

实验总结：本实验通过使用励磁直流电动机降压启动的方法，探究了直流电动机降压启动的原理和过程。

实验结果验证了理论知识，并得出了一些有益的结论。

通过这个实验，我们深入理解了励磁直流电动机的工作原理，并了解到降压启动对于减小电动机起动电流的重要性。

同时，我们也了解到了实际应用中如何通过降压启动来确保电动机的安全运行。

通过本次实验，我们加深了对直流电动机降压启动原理的理解，并掌握了一种有效的电动机启动方法。

这对于我们今后在工程实践中的运用具有重要意义。

同时，我们也意识到电动机启动电流对电网的影响，因此在实际应用中需要合理选择启动方法，以确保电动机的正常运行和电网的稳定性。

本次实验通过实际操作和数据分析，深入探究了励磁直流电动机降压启动的原理和过程。

直流电动机实验报告实验报告：直流电动机实验引言：直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的装置，广泛应用于各个领域。

在本实验中，我们将通过对直流电动机的实验研究，探究其工作原理和性能特点。

一、实验目的：1. 了解直流电动机的组成结构和工作原理；2. 掌握直流电动机的启动、制动和运行过程；3. 学习使用实验仪器测量电动机的性能参数。

二、实验原理：直流电动机是由电枢和磁极组成。

当电枢通过外部直流电源供电时，在电磁场的作用下，电枢会受到电磁力的作用而产生旋转。

电动机的工作原理可以通过右手定则来解释。

在电动机的实验中，我们还需要了解几个重要的性能参数：1. 电压常数Kv：表示电动机转速和电压之间的关系；2. 转矩常数Kt：表示电动机转矩和电流之间的关系；3. 电动机的机械功率：指电动机转动时所做的功。

三、实验步骤：1. 连接电动机与电源，并确认电路连接正确；2. 使用电压表和电流表对电动机的电压和电流进行测量，并记录数据；3. 测量不同电压下电动机的转速，并记录数据；4. 根据测得的数据计算电动机的转矩常数Kt和电压常数Kv；5. 测量不同电压和负载下电动机的功率，并进行数据分析。

四、实验结果及分析：1. 测量数据的记录表格：电压（V）电流（A）转速（rpm）10 0.5 100020 1.0 200030 1.5 300040 2.0 400050 2.5 50002. 通过数据计算得到的电压常数Kv为200 rpm/V，转矩常数Kt为0.04 Nm/A；3. 在不同电压和负载下测量的功率随电压和负载增加而增加。

实验中我们观察到，当电压增加时，电动机的转速也随之增加。

这符合电压常数Kv的定义。

而转速的增加会带动机械负载的旋转，从而转矩也相应增加。

而转矩的增大会使得电流增加，因此电压和转矩之间的关系可以通过转矩常数Kt来表示。

实验结果进一步说明了直流电动机的工作原理，即通过外部直流电源提供电能，电枢在电磁场的作用下转动。

实验报告系院电气与电子工程学院专业电气工程及其自动化班级学生姓名学号指导教师成绩2020年06月10日教务处印制广东···实验报告系：电气与电子工程学院专业：电气工程及其自动化年级：姓名：学号：实验时间： 2020.06.10 指导教师签字：成绩：（2）电流量程的选择因为直流并励电动机的额定电流为1.2A，测量电枢电流的电表A3可选用直流安培表的5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，选用直流毫安表的200mA量程档。

（3）电机额定转速为1600r/min，转速表选用1800r/min量程档。

（4）变阻器的选择变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路R1可选用D44挂件的1.3A的90Ω与90Ω串联电阻,磁场回路R f1可选用D44挂件的0.41A的900Ω与900Ω串联电阻。

4、直流他励电动机的起动准备按图4-2接线。

图中直流他励电动机M用DJ15，其额定功率P N=185W，额定电压U N=220V，额定电流I N=1.2A,额定转速n N=1600r/min,额定励磁电流I fN＜0.16A。

校正直流测功机MG作为测功机使用，TG为测速发电机。

直流电流表选用D31。

R f1用D44的1800Ω阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。

R f2选用D42的1800Ω阻值的变阻器作为MG励磁回路串接的电阻。

R1选用D44的180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻，R2选用D42上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值作为MG的负载电阻。

接好线后，检查M、MG及TG之间是否用联轴器直接联接好。

（1）检查按图2-2的接线是否正确，电表的极性、量程选择是否正确，电动机励磁回路接线是否牢固。

然后，将电动机电枢串联起动电阻R1、测功机MG的负载电阻R2、及MG的磁场回路电阻R f2调到阻值最大位置，M的磁场调节电阻R f1调到最小位置，断开开关S，并确认断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动准备。

F 实验一直流电动机起动实验一、实验目的理解直流电机的工作原理，测试直流电动及直接起动的波形。

说明负载转矩、转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。

二、实验的主要内容仿真一台直流并励电动机的起动过程。

电动机参数为: PN =17kW, UN=220V, n0= 3000r/min,电枢回路电阻Ra=0. 0870，电枢电感La =0. 0032H，励磁回路电阻R =181.50,电机转动惯量J=0.76 kg •m2。

三、实验的基本原理直流电动机刚与电源接通的瞬间，转子尚未转动起来时，他励和串励电动机的电枢电流以及并励和复励电动机的输入电流称为起动电流，这时的电磁转矩称为起动转矩。

一般情况下，在额定电压下直接起动时，起动电流可达电枢电流额定值的10~20倍，起动转矩也能达到额定转矩的10~20倍，这样的起动电流是换向所不允许的，而且过大的起动转矩会使电动机和它所拖动的生产机械遭受突然的巨大冲击，以致损坏传动机械和生产机械。

由此可见，除了额定功率在数百瓦以下的微型直流电动机，因电枢绕组导线细、枢电阻大以及转动惯量又比较小，可以直接起动以外，一般的直流电动机是不允许采用直接起动的。

四、实验步骤1)建立并激电动机的仿真模型:直流电动机DCmotor 的电枢和励磁并联后由直流电源DC 供电，用Step 模块给定电动机的负载转矩，在DCmotor 的m 端连接了Demux 模块,将m 端输出的4 个信号分为4 路，以便通过示波器Scope观察，m 端输出的转速单位为rad/s,这里使用了一个放大器(Gain), 将rad/s 转换为习惯的r/min,变换系数为:k=60/2π =9.55。

2)计算电动机参数:励磁电流励磁电感在恒定磁场控制时可取“0”电枢电阻电枢电感估算R a=0.08703)设置仿真参数:在Simulation 菜单栏下选择Simulation parameters, 设置仿真参数，仿真时间取ls,在0. 5s 时加额定负载,仿真算法取ode45,点击菜单栏中的“➢”按钮启动仿真。

实验五直流电动机的起动仿真实验目的：直流电机直接起动时，起动电流很大，可达到额定电流的10-20倍，由此产生很大的冲击转矩，实际运行时不允许直流电机直接起动。

通过直接起动和串电阻起动比较它们的区别，起动电流和起动转矩的变化。

实验设备及器件：计算机，一台（MATLAB）。

实验内容：建立仿真模型；通过图形验证。

实验要求：能够正确使用simulink建立仿真模型，并观察分析图形。

1.直流电动机直接起动仿真模型图图中的模块有直流电源（DC Voltage Source）、理想开关、直流电动机、开关、增益、电阻（RLC branch）、示波器（scope）、信号分离模块（Demux）。

仿真模型中通过理想开关模块控制直流电源的接通和断开，使用开关模块控制电机的转矩，使电机在起动过程中的转矩为空载起动，当转速达到设定值后，使电机工作再给定的负载转矩。

直流电机模块参数：直流电源模块参数：定时模块：0s时输出为0， 0.5s时输出为1理想开关：开关模块：增益模块常量模块：电阻设置：仿真时间为5s2.直流电动机电枢串电阻起动仿真与图1仿真模型相比较图中增加了电阻控制模块子模块的建立采用从Simulink中拖入子系统模块（Subsystem）的方法。

双击子模块打开在内部按下图增加所需要的模块，如增加输入、输出端口（connection port），子模块的原理图如下图所示。

子模块中有阶跃模块（Step）、断路器（Breaker）、阻抗分支（RLC branch）组成。

开关门限的设置：即转速到1400r/min时再投入负载转矩。

仿真时间为10s。

一、实验目的1. 理解他励直流电动机的结构和工作原理。

2. 掌握他励直流电动机的接线方法。

3. 学习测量他励直流电动机的起动电流、额定电流和额定电压。

4. 熟悉他励直流电动机的调速方法。

二、实验原理他励直流电动机是一种将直流电能转换为机械能的电动机，其工作原理是基于电磁感应定律。

当直流电源给电动机的电枢绕组供电时，电枢绕组中产生电流，进而产生磁场。

该磁场与固定磁场相互作用，产生电磁转矩，驱动电动机转动。

三、实验器材1. 他励直流电动机一台2. 直流电源一台3. 电流表、电压表各一台4. 电阻器一台5. 导线若干6. 电位计一台四、实验步骤1. 搭建实验电路：将直流电源、电流表、电压表、电阻器、电位计和电动机连接成闭合回路。

2. 调整电阻器阻值：将电阻器串联在电动机电枢回路中，调整电阻器阻值，使电动机电枢回路总电阻约为额定电阻的1/2。

3. 测量起动电流：闭合电路，逐渐增加直流电源电压，观察电流表读数，记录电动机起动电流。

4. 测量额定电流和额定电压：继续增加直流电源电压，当电动机转速稳定时，记录电流表和电压表读数，分别得到电动机的额定电流和额定电压。

5. 调速实验：将电阻器阻值调至较小值，观察电动机转速变化；将电阻器阻值调至较大值，观察电动机转速变化。

6. 改变电动机转向：将电动机电枢接线柱中的一个与直流电源负极相连，另一个与正极相连，观察电动机转向变化。

五、实验结果与分析1. 起动电流：实验中测得起动电流约为额定电流的1.5倍，说明电动机在启动过程中电流较大。

2. 额定电流和额定电压：实验中测得电动机的额定电流为IN，额定电压为UN，符合电动机铭牌参数。

3. 调速实验：实验中发现，减小电阻器阻值，电动机转速增加；增大电阻器阻值，电动机转速降低。

这说明通过改变电枢回路电阻，可以实现对电动机转速的调节。

4. 改变电动机转向：实验中发现，改变电动机电枢接线柱中一个与直流电源负极相连，另一个与正极相连，可以改变电动机转向。

直流电机实验2-1 认识实验实验时间：2015.10.18 一、实验目的1、认真学习安全实验操作时应注意的相关事项。

2、学会实验台各种仪表、变阻器以及电源的连接方法。

3、掌握直流他励电动机的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。

二、实验设备 序号 MEL-I 名称数量 1 G 校正直流测功机 1 2 M03 直流并励电动机 1 3 MEL-06 直流电压、毫安、安培表2 4 MEL-13 转速转矩测量装置 1 5MEL-09电机启动箱1三、实验步骤1、伏安法测直流电机的电枢绕组的冷态电阻 （1）连接线路，并将电阻调至最大。

（2）检查无误后接通电源，调至220V 。

调节R 使电枢电流达到0.2A ，测取电枢两端电压U 与电流I 。

将电机分别旋转三分之一周和三分之二周，同样测取电压电流。

（3）增大R 是电流分别达到0.15A 、0.1A ，用同样的方法测取数据。

（4）计算基准工作温度时电枢电阻。

表2-1序号 U(V) I(A) R(平均)(Ω)a R (Ω)arefR (Ω)18.23 0.20011a R =41.15 1a R =41.3041.4149.988.34 12a R =41.70 8.2713a R =41.352 6.18 0.15021a R =41.20 2a R =41.226.22 22a R =41.47 6.1523a R =41.003 4.21 0.10131a R =41.68 3a R =41.714.2532a R =42.074.1833a R =41.392、他励直流电动机的起动（1）选择合适的电压表、电流表、电机与变阻器。

（2）正常接线。

检查极性、量程、接线是否牢固。

电枢调节电阻调到最大，磁场调节电阻调至最小，转矩设定电位器逆时针调到底。

（3）开启电源，逐步调整电枢调节电阻、磁场调节电阻、转矩设定电位器，调节电机转速。

四、思考题1、画出直流他励电动机电枢串电阻起动时的接线图。

实验项目一：直流电动机的起动及开环调速实验实验日期：2020年5月25日一、实验目的(1)了解开环环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。

(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。

二、实验原理直流电动机的起动：包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动，降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电，优点是起动平稳，起动过程中能量损耗小，缺点是初期投资较大；增加电枢电阻起动有有级（电机额定功率小）、无极（电机额定功率较大）之分。

是在起动之前将变阻器调到最大，再接通电源，随着转速的升高逐渐减小电阻到零。

直流电动机的调速：改变Ra、Ua和∅中的任意一个使转子转速发生变化。

三、实验内容(1)开环环直流调速系统的基本单元的仿真建模与参数设置。

(2)直流电动机开环特性的仿真。

四、实验所需仪器安装Matlab仿真软件的PC机五、实验步骤系统仿真图如下：图1.1六、实验结果图1.2七、实验小结通过本次试验不仅对直流电机有了一-定的了解和认识。

从仿真结果上看，转速迅速上升，当2s负载由50上升到100时，由于开环无法起到调节作用，转速下降。

在整个过程中，思考的问题较少。

对三相对称电压源建模和参数设置、三相对称电压源参数设置、晶闸管整流桥的建模和主要参数设置、平波电抗器的建模和参数设置、直流电动机的建模和参数设置等等，还有控制电路的建模与仿真知识的迁移以及应用方面有所欠缺。

八、思考题1.如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改变吗？答：确定随机一路为基准，观察其中两路脉冲的位置，以选择基准为参考，固定不动，另一探头分别观察其他两路波形，即可确定三相脉冲相序。

不能任意改变。

2.触发角与整流桥输出电压、直流电动机转速的关系是什么？答：电压一定时，负载扭矩越大，转速越低，近似反比关系；而负载一定时，电压越高，转速越高（在额定范围内），而且近似为平方关系，触发角增大，输出电压和转速都减小。