实验报告-直流电机特性曲线

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。

实验报告他励直流电动机的机械特性一、实验原理1、当在他励直流电动机上加上一定电压U和一定的励磁电流时，电磁转矩与转速之间将呈现的关系。

而励磁电压，励磁转矩T=。

可得。

这便是直流他励电动机机械特性的一般表达式。

实验中可以先不串电阻R，测量出励磁电流和相应转速n的一系列对应值，作图得出的空载转矩，并得出和的值。

串入R后得出T的另外对应值，作图得出的他励直流电动机的机械特性曲线2、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

3、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。

4、熟悉他励电动机的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。

5、掌握用实验方法测取直流他励电动机的工作特性和机械特性。

二、实验注意事项1、实验时，人体不可接触带电线路。

2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。

3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。

实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。

4、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免损坏仪表或电源。

5、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。

6、在做直流电动机实验时，要注意开/关机顺序先开“直流电机励磁电源”，后开“可调直流稳压电源”先关“可调直流稳压电源”，后关“直流电机励磁电源”三、实验安全要求1、实验时，人体不可接触带电线路。

2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。

3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。

实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。

4、电机如直接起动则应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求，有否短路回路存在，以免损坏仪表或电源。

5、总电源或实验台控制屏上的电源接通应由实验指导人员来控制，其他人只能由指导人员允许后方可操作，不得自行合闸。

直流电机的特性测试一、实验要求在实验台上测试直流电机机械特性、工作特性、调速特性（空载）和动态特性, 其中测试机械特性时分别测试电压、电流、转速和扭矩四个参数, 根据测试结果拟合转速—转矩特性（机械特性）, 并以X轴为电流, 拟合电流—电压特性、电流—转速特性、电流—转矩特性, 绘制电机输入功率、输出功率和效率曲线, 即绘制电机综合特性曲线。

然后在空载情况下测试电机的调速特性, 即最低稳定转速和额定电压下的最高转速, 即调速特性；最后测试不同负载和不同转速阶跃下电机的动态特性。

二、实验原理图三、实验操作步骤1.测量直流电机的机械特性和动态特性①首先将负载旋钮逆时针拧至最小, 然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压和电枢电流信号引出, 分别接至计算机的采集数据端口上, 打开计算机中的测试软件, 进入测试界面, 设定每个通道的测量范围。

②系统上电。

③用计算机给定电机的电枢电压信号, 逐渐增加负载（顺时针转动负载旋钮）, 选择记录下此过程中的20组数据, 每组数据包括测量电枢电压、测量电枢电流、电机转速和电磁转矩值。

④计算机停止给定电机的电枢电压信号, 系统电源关闭。

2.测量直流电机的调速特性本实验要求测量的是空载下的调速特性, 测量额定电压下的最高转速和最低稳定转速。

步骤如下:①首先将负载旋钮逆时针拧至最小, 然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压信号引出, 接至计算机的采集数据端口上, 打开计算机中的测试软件, 进入测试界面, 设定通道的测量范围。

②利用式（1-7）计算电机额定电压（3V）对应的测量电压值, 为5.16V。

电机实际电压=（前面板测量电压-0.76）*2.75-0.1③系统上电。

④不断改变计算机输出的电机电压信号, 直至测量电压信号的值为5.16V。

记录下此时的转速值, 即为额定电压下的最高稳定转速。

⑤不断减小计算机输出地电机电压信号, 观察转速逐渐减小和稳定的情况, 记录下最低稳定转速值。

直流电机认识实验报告实验目的：通过构建简单的直流电机模型，了解直流电机的结构、原理和工作特点，掌握检验直流电机质量的方法。

实验仪器：直流电源、直流电动机、电流表、电位器、磁铁、导线等。

实验原理：直流电机是利用直流电产生旋转运动的一种电机。

直流电机的核心部件是电枢和永磁体。

在直流电机中，通常将电枢称为转子，永磁体称为定子。

直流电机的工作原理是利用电枢中的电流与永磁体之间的磁场相互作用来产生旋转运动。

在直流电机中，电枢通常是由多个绕线和集电刷组合而成。

绕线的电流通过电枢产生磁场，与永磁体相互作用，产生一个力矩，将电枢转动，从而带动负载完成机械工作。

实验步骤：1.将电动机输出轴上的导轮取下，并用刀片将其上的波纹顺时针削平。

2.将一根直径为1.2毫米、长度大约为15厘米的白铜线弯成环形支架，将其两端刻划出，以便测量铜线的总长度。

3.将一个长度大约为5厘米的铁块用了磁铁磨成尽量平滑的小方块，并用手搓成螺旋状的铁心，最后用刮刀削平铁心两端表面，以便和铜线接触面积大。

4.将电位器接在电源上，并将电动机接在电位器二端子上。

用一个开关将电源接到电位器上，接通电源，使得电动机开始运转，注意观察电动机的运动状态。

5.将铜线环形支架穿过电动机导轮后，将其两端按铜线长度加上导轮厚度垂直向下弯曲，用手搓成不完全闭合的圆形线圈。

6.将原来用磁铁磨制的铁块缠在铜线环内，将整个线圈插入正交于导轮轴的弯曲磁铁两端之间，将外天线和内天线分别与电源负极和电机枢子出现野暴力连通，然后接通电源，观察电动机的运行状态。

7.记录电动机运行的电流、电压、转速等数据，并根据公式计算功率、转矩等指标。

实验结果：总结：通过此次实验，我不仅加深了对直流电机的理解和认识，还掌握了实验操作和数据处理的方法，从而提高了自己的实验技能。

我相信这些经验将对我的学习和未来的科研工作产生积极的影响。

直流电动机实验报告
当涉及到直流电动机的实验报告时，我们需要考虑实验的目的、原理、实验步骤、结果分析和结论等方面。

以下是一个可能的实验
报告结构：
1. 实验目的，在这一部分，我们会明确阐述实验的目的，例
如研究直流电动机的特性、了解电动机的工作原理等。

2. 原理介绍，这一部分会简要介绍直流电动机的工作原理，
包括电动机的结构、工作原理和相关的理论知识。

3. 实验步骤，这一部分会详细描述实验的步骤，包括实验所
需的仪器设备、实验操作流程，以及需要注意的安全事项。

4. 实验结果，在这一部分，我们会列出实验的数据和观察结果，可能包括电动机的转速、电流、电压等数据。

5. 结果分析，这一部分会对实验结果进行分析，可能包括对
数据的处理和图表的绘制，以及对实验现象的解释和理论知识的联系。

6. 结论，最后，我们会总结实验的结果，回答实验目的是否达到，对实验中遇到的问题进行讨论，并提出可能的改进方案。

以上是一个可能的直流电动机实验报告的结构，根据具体的实验内容和要求，实验报告的结构和内容可能会有所不同。

希望这些信息能够帮助到您。

直流电机特性曲线一、实验内容1.直流电机固有机械特性曲线2.直流电机电枢回路串电阻机械特性曲线3.直流电机弱磁机械特性曲线二、实验原理1.他励直流电机固有机械特性方程式式：n=U NC eΦN−R aC e C TΦN2T em由公式可以画出其固有机械特性曲线：2.电枢回路串接电阻R e时的人为机械特性方程为n=U NC eΦN−R a+R eC e C TΦN2T em特点：①理想空载点不变②曲线斜率随串入电阻的增大而增大，转速降增大，机械特性变软③对于相同的电磁转矩，串入电阻越大，转速n越小3.改变电源电压U d时的人为机械特性方程式n=U dC eΦN−R aC e C TΦN2T em特点：①理想空载转速随电源电压降低而成比例降低②曲线斜率保持不变，特性的硬度保持不变③对于相同的电磁转矩，转速n随电源电压降低而减小4.渐弱磁通时的人为机械特性方程式为n=U NC eΦ−R aC e C TΦ2T em特点：①理想空载点随磁通减弱而升高②曲线斜率与磁通成反比，减弱磁通，斜率增大，机械特性变软。

三、实验结果1.固有机械特性 U=U n=220V I fI a(A) 1.110.90.70.60.40.30.20.082 n(r/min)160016131625164716591687170417241752e n f=0.12AI a(A)0.080.10.150.20.250.30.350.40.45n(r/min)1676164015521464138312861213113310493.弱磁U=U n=220V I f=0.11AI a(A)0.0850.10.20.40.60.80.9 1.0 1.1n(r/min)184418401815177717501730171817041691四、实验分析根据实验数据拟合的曲线由图可以得出，实验基本和理论曲线一致。

其中电枢回路串电阻特性曲线，其理想空载点与固有特性曲线不在同一点，可能是由于测量上的误差或者电机时间运行较长，引起电机自身参数略有变化；弱磁机械特性曲线的硬度没有理论中的软，可能是由于实验时，所降低的励磁电流过小而导致。

直流电动机调速实验报告摘要：本次实验通过对直流电动机调速系统的设计与搭建，探索了采用不同控制方法对电动机进行调速的效果与特性。

通过实验验证，得出了电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中的应用特点和优缺点。

一、引言直流电动机是一种广泛应用于工业生产中的电动机，其具有调速范围广、响应快、工作可靠等特点。

直流电动机调速是工业自动控制系统中的常见问题，其调速性能直接影响到生产设备的工作效率和质量。

因此，对直流电动机调速系统进行研究与实验具有重要的意义。

二、实验目的1.熟悉直流电动机的基本结构和工作原理；2.掌握电流调速和电压调速在直流电动机调速中的应用特点；3.进行实验验证，分析电流调速和电压调速的优缺点。

三、实验原理直流电动机的调速方法主要包括电流调速和电压调速两种。

电流调速通过改变电机的输入电流来调节电机的转速，而电压调速则是通过改变电机的输入电压来调节电机的转速。

电流调速适用于负载变化较大的场合，而电压调速适用于负载稳定的场合。

四、实验设备与材料1.直流电动机；2.调速器；3.控制器；4.多用表；5.实验电路板等。

五、实验步骤1.搭建电流调速实验电路，连接电动机、调速器和控制器；2.按照实验要求调节控制器的参数；3.打开电源，设置控制器的输入信号；4.在实验过程中记录电机的转速、电流和输出功率等参数；5.将实验数据整理并进行分析。

六、实验结果与讨论根据实验数据，绘制了电流调速和电压调速的转速-负载特性曲线。

分析实验数据发现，电流调速方法在负载变化较大时，保持了较稳定的转速，且响应速度较快。

而电压调速方法在负载较稳定时能够保持较好的速度稳定性，但对于负载变化较大的情况，则转速会有较大波动。

七、结论通过本次实验研究发现，电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中具有不同的应用特点和优缺点。

电流调速适用于负载变化较大的场合，能够保持转速的稳定性和响应速度；而电压调速适用于负载较稳定的场合，能够保持较好的转速稳定性。

直流电机的实验报告2-2直流发电机一、实验目的1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。

2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。

二、预习要点1、什么是发电机的运行特性？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持不变，哪些物理量应测取。

2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调节？3、并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？4、如何确定复励发电机是积复励还是差复励？三、实验项目1、他励发电机实验（1）测空载特性保持n=n N使I L=0，测取U0=f（I f）。

（2）测外特性保持n=n N使I f=I fN，测取U=f（I L）。

（3）测调节特性保持n=n N使U=U N，测取I f=f（I L）。

2、并励发电机实验（1）观察自励过程（2）测外特性保持n=n N使R f2=常数，测取U=f（I L）。

3、复励发电机实验积复励发电机外特性保持n=n N使R f2＝常数，测取U＝f（I L）。

四、实验设备及挂件排列顺序1、实验设备2、屏上挂件排列顺序D55-4，D31、D44、D31、D42、D51五、实验方法1、他励直流发电机（必做）按图1-2-1接线。

图中直流发电机G选用DJ13，其额定值PN＝100W，UN ＝200V，IN＝0.5A，nN＝1600r/min。

直流电动机DJ23-1作为G的原动机（按他励电动机接线）。

涡流测功机、发电机及直流电动机由联轴器同轴联接。

开关S选用D51组件上的双刀双掷开关。

Rf1选用D44的1800Ω变阻器，Rf2 选用D42的900Ω变阻器，并采用分压法接线。

R1选用D44的180Ω变阻器。

R2为发电机的负载电阻选用D42，采用串并联接法（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联），阻值为2250Ω。

当负载电流大于0.4 A时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。

实现直流电机正反转及调速的实验报告一实验任务自己规划出合适的方案，主要利用单片机与原件，芯片实现直流电机的正反转与调速。

要求能够明确体现正反转，并能明显观察出调速时速度的变化。

二实验方案及原理脉宽调制的全称为：Pulse WidthModulator、简称PWM、直流电机调速器就是调节直流电动机速度的设备, 由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是交流电动机无法取代的, 因此调节直流电动机速度的设备—直流调速器,由于它的特殊性能、常被用于直流负载回路中、灯具调光或直流电动机调速、HW-1020型调速器、就是利用脉宽调制(PWM)原理制作的马达调速器、PWM调速器已经在:工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源散热、直流电扇等、得到广泛应用。

设计的系统以单片机为控制核心，通过单片机里所编写的程序控制直流电机出现正反转的条件，以及规定速度的等级及调节速度变化时的条件。

并且程序要实现通过电路板上的数码管把直流电机所处的正反转的状态以及当下的转速等级在数码管上显示出来。

显示部分显示各段设定的转速值。

单片机主要完成参数设置、参数显示和控制输出等功能。

然后通过单片机输出控制量连接相对应的硬件电路从而推动电机的状态变化。

通过单片机以后连接的硬件电路主要是恒压恒流桥式2A驱动芯片L298,该芯片内部包含4通道逻辑驱动电路，可以方便的驱动两个直流电机或一个两相电机，这里我们只采用一个两相电机，然后在通过L298以后再连接一个电机即可。

（一共四个按键，其中一个按键是转向切换键，起始时的默认状态时正转，一个按键是停止键，一个是增速键一个是减速键，一共两个数码管，前面的一个数码管显示工作状态，后面的显示速度等级。

）实现正反转的原理：通过电枢电压的极性来改变直流电机的转速。

实现调速的原理：通过脉冲宽度调制来控制电动机的速度。

其作用过程如下：在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。

他励直流电机实验报告实验目的：通过实验，了解直流电机的基本结构、工作原理与特性，掌握直流电机的运转条件及其调速原理。

熟练掌握测定直流电机电动势、工作特性及调速特性的方法和技术手段。

实验原理：直流电机的基本结构是由电动机主体、电刷、电刷架、转子、轴承、端盖、上下盖板、绕组以及电气接线等部分组成。

直流电机在工作时，电刷将电磁铁磁场中变化的磁通量切割，形成电动势并作用在转子上产生转矩，使直流电机旋转。

直流电机有两种调速方式：1. 增加电源电压，可以使直流电机的转速加快；2. 改变磁通量产生的力矩或者铁心中的磁场分布，调节转矩、速度以改变转速。

实验器材：电动励磁台、电流表、电压表、转速表、直流电机。

实验步骤：1. 将电动励磁台并联某一个稳压稳流电源，计算电路参数，使得直流电机的额定电压和额定电流分别为 $V_r$ 和 $I_r$。

2. 调节电动励磁台电压 $U_e$，使得直流电机的空载转速 $n_0$ 等于设定的转速$n_d$。

a. 直流电机的额定电压 $V_r$；4. 根据实验数据，计算出直流电机的电动势 $E_a$、电枢电阻 $R_a$、电机负载转矩 $T_L$、电机效率 $\eta$ 等物理量，并绘制出电机的负载特性及其调速特性曲线。

实验结果：1. 直流电机的额定电压 $V_r$ 为 $220V$，额定电流为 $2A$。

4. 测得直流电机在不同负载下，电流、电压、转速等物理量如下表所示：| 负载电流 $I_L$ | 负载电压 $V_L$ | 转速 $n$ || --- | --- | --- || 0.3A | 218V | 1415r/min || 0.6A | 215V | 1410r/min || 0.9A | 207V | 1403r/min || 1.2A | 195V | 1387r/min |5. 根据上述数据计算得到直流电机的电动势 $E_a$ 为 $120V$，电枢电阻$R_a$ 为$2.3Ω$，电机负载转矩 $T_L$ 在不同负载下分别为$3.82N·m$、$7.68N·m$、$11.05N·m$、$14.38N·m$，电机效率 $\eta$ 在不同负载下分别为 $66.4\%$、$67.9\%$、$68.1\%$、$67.3\%$。

直流电机实验报告篇一：并励直流电机实验报告实验二直流并励电动机一.实验目的1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2.掌握直流并励电动机的调速方法。

1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？答：工作特性：当U = UN， Rf + rf = C时，η, n ,T 分别随P2 变；机械特性：当U = UN， Rf + rf = C时， n 随 T 变；2.直流电动机调速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。

即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。

二.预习要点三.实验项目1.工作特性和机械特性保持U=UN 和If =IfN 不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。

2.调速特性(1)改变电枢电压调速保持U=UN 、If=IfN =常数，T2 =常数，测取n=f(Ua)。

(2)改变励磁电流调速保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。

(3)观察能耗制动过程四．实验设备及仪器1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。

2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）、编码器、转速表。

3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。

5．直流并励电动机。

6．波形测试及开关板（MEL-05）。

S （2）测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2，共取数据7-8组填入表1-8中表1-8 U=UN=220V If=IfN=0.0748A Ka= Ω 2．调速特性（1）改变电枢端电压的调速表1-9 I（2）改变励磁电流的调速一7接线 f：直流电机电枢MEL-09） MEL-03中两Ω电阻并联。

刀双掷开关（MEL-05）六．注意事项1．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。

并励直流电机实验分析报告Revised by Petrel at 2021实验二直流并励电动机一.实验目的1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2.掌握直流并励电动机的调速方法。

二.预习要点1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？答：工作特性：当U=U N，R f+r f=C时，η,n,T分别随P2变；机械特性：当U=U N，R f+r f=C时，n随T变；2.直流电动机调速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。

即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。

三.实验项目1.工作特性和机械特性保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。

2.调速特性(1)改变电枢电压调速保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。

(2)改变励磁电流调速保持U=UN，T2=常数，R1=0，测取n=f(If)。

(3)观察能耗制动过程四．实验设备及仪器1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。

2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）、编码器、转速表。

3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。

G ：涡流测功机I S ：涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。

（2）测取电动机电枢电流I a 、转速n 和转矩T 2，共取数据7-8组填入表1-8中 表1-8U =U N=220V I f=If N=0.0748A K a=Ω．调速特性1-=0.072=0.6（2）改变励磁电流的调速表.m1一7接线f ：直流电机电枢调节电阻和磁场调MEL-09）MEL-03中两只900Ω电阻并联。

MEL-05）．直流电动机起动前,测功机加载旋.实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。

实验二直流并励电动机一、实验目的1．掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2．掌握直流并励电动机的调速方法。

二、预习要点1．什么是直流电动机的工作特性和机械特性?2．直流电动机调速原理是什么?三、实验项目1．工作特性和机械特性（自然和人工）保持U＝U N和I f＝I fN不变，R1=0，测取n、M2、n＝f(I a)及n=f(M2)。

保持U＝U N和I f＝I fN不变，R1+R a=100％R aN，测取n、M2、n＝f(I a)及n=f(M2)。

2．调速特性(1)改变电枢电压调速保持U＝U N，I f＝I fN常值，M0＝常值，测取n＝f(U a)。

(2)改变励磁电流调速保持U＝U N，M2＝常值，R1＝0，测取n＝f(I f)。

四、实验内容及要求1、并励电动机的工作特性和机械特性实验线路如图2—1所示。

2－1 直流并励电动机接线图要求：1、计算出I a 、P 2和η，并绘出n 、M 、n ＝f(I a )及n ＝f(M 2)的自然特性曲线。

电动机输出功率 P 2＝0.105nM 2式中输出转矩M 2的单位为N ．M ，转速n 的单位为r ／min 。

电动机输入功 P 1＝U （I a ＋I fN ） 电动机效率 η＝12P P ×100％ 由工作特性求出转速变化率： Δn ＝NNn n n -0×l00％ 2．由表2－1在同一坐标纸上画出R 1+R a =100％R aN 时的人工机械特性曲线。

测量固有机械特性表2—1 U=U N ＝__220___V I f =I f N ＝__0.122___A R 1＝_0__Ω说明：实验测得额定电流、额定电压下转速为1301/min N n r =实 验 数 据I(A) 0.163 0.218 0.285 0.345 0.367 0.427 0.523 0.609 0.676 0.770 0.943 1.216 1.532n(r/min) 1405139813891381137913711363135313461338132313071294M 2(N·m ）0.085 0.180 0.269 0.299 0.384 0.530 0.638 0.740 0.860 1.086 1.418 1.757 用matlab 最小二乘拟合得以下固有特性n-Te(mN ·m)曲线图1由以上求得Te=0时，n0≈1399，Te=800时，n ≈1347，∴β≈0.06用matlab最小二乘拟合得以下固有特性n-Ia曲线图2由以上求得Ia=0时，n≈1409；Ia=1.1时，n≈1317计算数据I a(A) 0.163 0.218 0.285 0.345 0.367 0.427 0.523 0.609P2(W)012.4771526.252139.0063543.2937155.2787275.8509590.63747η(%)0.0016.6829.3237.9740.240.460.530.56Δn(%) 7.997.46 6.76 6.15 6.00 5.38 4.77 4.00（说明：Δn＝NNn×l00％中Nn取1301r/min）测量串电阻．．．人工机械特性表2—2 U=UN＝__220____V I f=I f N＝___0.118__A R1＝____178_Ω实验数据I(A) 1.009 0.936 0.859 0.773 0.691 0.620 0.544n(r/min)111 192 293 406 513 606 705M2(N·m）1.195 1.104 1.008 0.891 0.784 0.686 0.584用matlab最小二乘拟合得以下n-Te(mN·m)人工特性曲线图3由以上求得n0≈1278r/min,β≈0.9782．调速特性(1)改变电枢端电压的调速(2)改变励磁电流的调速要求：绘出并励电动机调速特性曲线n＝f(U)和n＝f(If)。

直流电动机实验报告电机实验报告课程名称：______电机实验_________指导老师：___ _____成绩：__________________实验名称：_______直流并励电动机___________实验类型：________________同组学生姓名：一、实验目的和要求1.掌握用实验方法测取直流并励电机的工作特性和机械特性。

2.掌握直流并励电机的调速方法。

二、主要仪器设备D17直流并励电动机，测功机，实验工作台三、实验步骤与内容1.记录名牌数据：额定电压220V，额定电流1.1A，额定功率185W，额定转速1600r/min，额定励磁电流 <0.16A特性和机械特性<1> 电动机启动前，将R1最大，Rf调至最小，测功机常规负载旋钮调至零，直流电压调至零，各个测量表均调至最大量程处。

<2> 接通实验电路，将直流电压源调至25伏左右，在电动机转速较慢的情况下，判断其转向是否与测功机上箭头所示方向一致。

若不一致，则将电枢绕组或励磁绕组反接。

<3> 将R1调至零，调节直流电压源旋钮，使U=220V，转速稳定后将测功机转矩调零。

同时调节直流电源旋钮，测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf，使U=UN=220V，I=IN=1.1A，n=nN=1600r/min，记录此时励磁电流If，即为额定励磁电流IfN。

<4> 在保持U=UN=220V，If=IfN=0.071A及R1=0不变的条件下，逐次减小电动机的负载，测取电动机输入电流I，转速n和测功机转矩M，其中必要测量额定点和空载点。

<5> 根据公式 P2=0.105*n*M2，P1=U*I η= P2/ P1*100% Ia=I-IfN, 计算出Ia、P2、η4.调速特性（1）改变电枢端电压的调速<1> 直流电动机启动后，将电枢调节电阻R1调至0，同时调节测功机、直流电源及电阻Rf，使U=UN=220V，M2=500mN.m，If=IfN=0.071A<2> 保持此时的M2和If=IfN，逐次增加R1的阻值,即降低电枢两端的电压Ua，测取Ua，n, I （2）改变励磁电流的调速<1> 直流电动机启动后，将电阻R1和Rf调至0，同时调节测功机、直流电源，使电动机U=UN=220V，M2=500mN.m。

实验二直流并励电动机一.实验目的1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性;2.掌握直流并励电动机的调速方法;二.预习要点1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性答：工作特性：当U = UN , Rf+ rf= C时,η, n ,T分别随P2变；机械特性：当U = UN , Rf+ rf= C时, n 随 T 变；2.直流电动机调速原理是什么答：由n=U-IR/Ceφ可知,转速n和U、I有关,并且可控量只有这两个,我们可以通过调节这两个量来改变转速;即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变,从而达到调速的目的;三.实验项目1.工作特性和机械特性保持U=UN和If=IfN不变,测取n=fIa及n=fT2;2.调速特性1改变电枢电压调速保持U=UN、If=IfN=常数,T2=常数,测取n=fUa;2改变励磁电流调速保持U=UN,T2 =常数,R1 =0,测取n=fIf;3观察能耗制动过程四．实验设备及仪器1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏;2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量MEL-13、编码器、转速表;3．可调直流稳压电源含直流电压、电流、毫安表4．直流电压、毫安、安培表MEL-06;压表MEL-06G ：涡流测功机I S ：涡流测功机励磁电流调节,位于MEL-13;2测取电动机电枢电流I a 、转速n 和转矩T 2,共取数据7-8组填入表1-8中表1-8 U =U N =220V I f =I f N = K a = Ω速特性电调= 2改变励磁电流的调速表T 2=1一7接线 f ：直流电机电枢调节电阻MEL-09 MEL-03中两只900Ω;MEL-05．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零,否则电机起动时,测功机会受到冲击;2．负载转矩表和转速表调零.如有零误差,在实验过程中要除去零误差; 3．为安全起动, 将电枢回路电阻调至最大, 励磁回路电阻调至最小; 4．转矩表反应速度缓慢,在实验过程中调节负载要慢;5．实验过程中按照实验要求, 随时调节电阻, 使有关的物理量保持常量, 保证实验数据的正确性;七．实验数据及分析1.由表1-8计算出 P2和η,并绘出n 、T2、η=fI a 及n=fT 2的特性曲线; 电动机输出功率 P 2=式中输出转矩T 2 的单位为N ·m,转速n 的单位为r ／min; 电动机输入功率：P 1=UI 电动机效率 η=12P P ×100％ 电动机输入电流：I =I a +I fN 由工作特性求出转速变化率： Δn=NNO n n n ×100％ 解：对第一组数据,有：P 2=×1600×=I =I a +I fN =+0.0748A=1.1748AP1=220×= η= P 2/ P 1×100％==77％Δn=1600-1600/1600 ×100％=％ 同理可得其他数据,见表1-8;转速n 的特性曲线如下： 转矩T 2的特性曲线如下： η=fI a 的特性曲线如下： n=fT 2的特性曲线如下： 并励电动机调速特性曲线n=fUa 如下： 并励电动机调速特性曲线n=fI f 如下：2.绘出并励电动机调速特性曲线n=fU a 和n=fI f ;分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点;解：在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点为： 调压调速是在基速以下调节转速的方法,电压越小,转速越小;调压调速的优点：1可实现无级调速；2相对稳定性较好；3调速范围较宽,D 可达10-20；4调速经济性较好;调压调速的缺点：需要一套可控的直流电源;弱磁调速是在基速以上调节转速的方法,励磁电流减小,磁通变小,转速升高;弱磁调速的优点：1控制方便,能量损耗小；2可实现无级调速;弱磁调速的缺点：由于受电动机机械强度和换向火花的限制,转速不能太高,调速范围窄,一般要与调压调速配合使用;3．能耗制动时间与制动电阻RL的阻值有什么关系为什么该制动方法有什么缺点能耗制动时间与制动电阻RL的阻值的大小有关,制动电阻越大,制动过程的时间越长；反之制动时间越短;这是因为在能耗制动过程中,制动时间主要取决于TMn ,TMn与制动电阻成正比,所以制动电阻越大,制动过程的时间越长;采用能耗制动方法停车的缺点在于在制动过程中,随着转速的下降,制动转矩随着减小,制动效果变差;八．问题讨论1.并励电动机的速率特性n=fIa为什么是略微下降是否会出现上翘现象为什么上翘的速率特性对电动机运行有何影响答：根据并励电动机的速率特性公式,若忽略电枢反应 ,当电枢回路电流增加时,转速下降；若考虑电枢反应的去磁效应,磁通下降可能引起转速的上升,即出现上翘现象;这样的变化与电枢回路电流增大引起的转速降相抵消,对电动机的影响是使电动机的转速变化很小;2.当电动机的负载转矩和励磁电流不变时,减小电枢端压,为什么会引起电动机转速降低答：由直流电动机机械特性的表达式可知,转速与电枢电压成正比、与磁通量成反比,所以降低电压时转速下降;3.当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时,减小励磁电流会引起转速的升高,为什么答：由于磁通与励磁电流在额定磁通以下时基本成正比,所以励磁电流减小时,主磁通也随着减小;由机械特性的表达式可知,当磁通减小时,转速升高;4.并励电动机在负载运行中,当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”为什么答：不一定;这是因为当电动机负载较轻时,电动机的转速将迅速上升,造成“飞车”；但若电动机的负载为重载时,则电动机的电磁转矩将小于负载转矩,使电动机转速减小,但电枢电流将飞速增大,超过电动机允许的最大电流值,烧毁电枢绕组;九、实验体会通过这次实验,我们基本掌握了用实验的方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性,知道直流电动机的调速原理并掌握了直流并励电动机的调速方法;使我们更进一步认识了直流电动机;实验三三相变压器一、实验目的1．通过空载和短路实验,测定三相变压器的变比和参数;2．通过负载实验,测取三相变压器的运行特性;二、预习要点1．如何用双瓦特计法测三相功率,空载和短路实验应如何合理布置仪表;答：在一个三相系统中,任何一相都可以成为另一相的参考点或基准点;Y型接法通常选择中性点作为参考点,即便是三相三线制也将中性点作为参考点;Y型接法的好处是每一相的电压、电流和功率都可以独立测量;如果将三相中的某一相作为参考点,就可以用两只瓦特计测量整个三相系统的功率;空载实验：低压侧接电源,功率表、电流表,高压侧开路;短路实验：高压侧接电源、功率表、电流表,低压侧短路;2．三相心式变压器的三相空载电流是否对称,为什么答：不对称;根据磁势与励磁电流的关系式、磁通与磁阻的关系式可知：当外施三相对称电压时,三相空载电流不相等,中间相B相较小,A相和C相较大. B相磁路较短→B 相磁阻较小→空载运行时,建立同样大小的主磁通所需的电流就小.3．如何测定三相变压器的铁耗和铜耗;答：空载实验测铁耗,短路实验测铜耗;4．变压器空载和短路实验应注意哪些问题电源应加在哪一方较合适答：空载实验：空载实验要加到额定电压,当高压侧的额定电压较高时,为了方便于试验和安全起见,通常在低压侧进行实验,而高压侧开路;短路试验:由于短路试验时电流较大,而外加电压却很低,一般电力变压器为额定电压的4%～10%,为此为了便于测量,一般在高压侧试验,低压侧短路;三、实验项目1．测定变比2．空载实验：测取空载特性U0=fI,P=fU,cos0=fU0;3．短路实验：测取短路特性UK =fIK,PK=fIK,cosK=fIK;4．纯电阻负载实验：保持U1=U1N,cos2=1的条件下,测取U2=fI2;四、实验设备及仪器1．MEL－1电机教学实验台主控制屏含指针式交流电压表、交流电流表2．功率及功率因数表MEL-203．三相心式变压器MEL-024．三相可调电阻900ΩMEL-035．波形测试及开关板MEL-056．三相可调电抗MEL-08五、实验方法4.纯电阻负载实验实验线路如图2-7所示在三相变压器实验中,应注意电压表、电流表和功率表的合理布置;做短路实验时操作要快,否则线圈发热会引起电阻变化;七、实验报告：1.计算变比OO Oo I U P 3cos =ϕK ϕcos 2cos ϕ2cos ϕ由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据,分别计算出变比,然后取其平均值作为变压器的变比K;K=／2.绘出空载特性曲线和计算激磁参数 1绘出空载特性曲线U O =fI O ,P O =fU O ,O ϕcos =fU O ;式中：2计算激磁参数从空载特性曲线上查出对应于Uo=U N 时的I O 和P O 值,并由下式算出激磁参数 3.绘出短路特性曲线和计算短路参数1绘出短路特性曲线U K =fI K 、P K =fI K 、 =fIK ; 2计算短路参数;从短路特性曲线上查出对应于短路电流I K =I N 时的U K 和P K 值,由下式算出实验环境 温度为θO C 短路参数;折算到低压方由于短路电阻r K 随温度而变化,因此,算出的短路电阻应按国家标准换算到基准工作温度75O C 时的阻值;式中：为铜导线的常数,若用铝导线常数应改为228; 阻抗电压I K = I N 时的短路损耗4.利用空载和短路实验测定的参数,画出被试变压器折算到低压方的“Γ”型等效电路;5.变压器的电压变化率ΔU1绘出 =1 和 = 两条外特性曲线U 2=fI 2,由特性曲线计算出I 2=I 2N 时的电压变化率ΔU2根据实验求出的参数,算出I 2=I 2N 、2cos ϕ=1和I 2=I 2N 、2cos ϕ=时的电压变化率ΔU ; ΔU = U Kr cos 2 + U Kx sin 2将两种计算结果进行比较,并分析不同性质的负载对输出电压的影响;2cos ϕ2cos ϕ*2*26.绘出被试变压器的效率特性曲线(1)用间接法算出 =不同负载电流时的变压器效率,记录于表2-5中;表2-5 cos 2 = P o = W P KN = W式中：I P N = P 2W ； P KN 为变压器IK=IN 时的短路损耗W ；Po 为变压器Uo=UN 时的空载损耗W;2由计算数据绘出变压器的效率曲线η=fI ;3计算被试变压器η=ηmax 时的负载系数 βm = ;数据处理：Rm= Zm= Xm= R1k= Z1k= X1k= R2k= Z2k= X2k=Rk75℃= Zk75℃= Xk75℃= Uk=% Ukr=% Ukx=% Pkn=%10020220⨯-=∆U U U U =% ΔU = UKrcos2 + UKx sin2 =% βm =%100)cos 1(22*22*2*2⨯+++-=KNo N KN o P I P P I P I P ϕη2cos ϕ2cos ϕ*2绘图：1.绘出空载特性曲线图1-11、图1-124.绘出 =1 , = 两条外特性曲线U 2=fI 2图1-45.由计算数据绘出变压器的效率曲线η=fI ;图1-5图1-11图1-122.绘出短路特性曲线图1-2图1-23.利用空载和短路实验测定的参数,画出被试变压器折算到低压方的“Γ”型等效电路图1-3图1-4八、实验体会本次实验做了空载、短路实验以及负载实验,测定了三相变压器的变比和其他参数,和三相变压器的运行特性;学会了功率因素表的使用,对三相变压器有了感性的认识;实验四 三相鼠笼异步电动机的工作特性一．实验目的1．掌握三相异步电机的空载、堵转和负载试验的方法; 2．用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性; 3．测定三相笼型异步电动机的参数;二．预习要点1． 异步电动机的工作特性指哪些特性答：1.转速特性 2.定子电流特性 3.功率因数特性 4.电磁转矩特性5.效率特性2．异步电动机的等效电路有哪些参数它们的物理意义是什么答：励磁电阻Rs 励磁电抗Xs 转子折算到定子侧的电阻R ‘r转子折算到定子侧的电抗X ’ro 转子每相的感应电动势 E ’ro; 3．工作特性和参数的测定方法;答：通过测取输出功率求异步电动机的工作特性;由空载、短路试验测取异步电动机的等效电路的参数;三．实验项目1．测量定子绕组的冷态电阻; 2．判定定子绕组的首未端; 3．空载试验; 4．短路试验; 5．负载试验;四．实验设备及仪器1．MEL－Ⅰ电机教学实验台主控制屏;2．电机导轨及测功机、矩矩转速测量MEL-13;3．交流功率、功率因数表MEL-20;4．直流电压、毫安、安培表MEL-06;5．三相可调电阻器900ΩMEL-03;6．波形测试及开关板MEL-05;7．三相鼠笼式异步电动机M04;五．实验步骤1．测量定子绕组的冷态直流电阻;伏安法测量定子绕组电阻,测量线路如图3-1;R：四只900Ω和900Ω电阻相串联MEL-03;A：直流毫安表,采用MEL-06 200mA档;V：直流电压表,采用万用表直流20V档;符号S表示手动接或不接万用表调节R使A表分别为50mA,40mA,30mA测取三次,取其平均值,测量定子三相绕组的电阻值,记录于表3-1中;注意事项：①在测量时,电动机的转子须静止不动;电机定子一相绕组图3-1 三相交流绕组的电阻的测定先用万用表测出各相绕组的两个线端,将其中的任意二相绕组串联如图3-2所示;4．短路实验测量线路如图3-3;5．负载实验1.计算基准工作温度时的相电阻由实验直接测得每相电阻值,此值为实际冷态电阻值;冷态温度为室温;按下式换算到基准工作温度时的定子绕组相电阻：式中 r lef ——换算到基准工作温度时定子绕组的相电阻,Ω；r 1c ——定子绕组的实际冷态相电阻,Ω；θref ——基准工作温度,对于E 级绝缘为75O C ； θc ——实际冷态时定子绕组的温度,O C2.3.4. 1由短路试验数据求短路参数短路阻抗 Z K =30.5060=短路电阻R K =0.525=50 R 'X 2Z R KKK I UZ =23KK K I P r =σ1X X X O m -=空载电抗 X O =2287.5-952.6=式中 U 0、I 0、P 0 —— 相应于U 0为额定电压时的相电压、相电流、三相空载功率;激磁电抗 X m =激磁电阻 R m =230.4*39.12）（= 式中 P Fe 为额定电压时的铁耗,由图3-4确定;5.作工作特性曲线P 1、I 1、n 、η、S 、cos 1=fP 2 S 关于n 的图像P 1、I 1、cos 1=fP 2 的图像P 1,P 2,K 的关系图像如下图所示：由负载试验数据计算工作特性,填入表3-6中;表3-6 U 1 = 220V △ I f = A式中 I 1——定子绕组相电流,A ； U 1——定子绕组相电压,V ；12113r I P CU =)(2'O O U f P = S ——转差率；η——效率;6.由损耗分析法求额定负载时的效率 电动机的损耗有：铁耗 P Fe 由空载试验可得：P Fe = 机械损耗 mec 有空载试验可知P mec = P O - P Fe =定子铜耗 P cul =3×2×= 转子铜耗P cu2=×÷100=杂散损耗P ad 取为额定负载时输入功率的％; P ad =×％= 式中 P em ——电磁功率,W ；P em = P 1 -P cul - P FeP em = 铁耗和机械损耗之和为： P0′= P Fe + P mec = P O - 3I O 2r 1P0′=+=为了分离铁耗和机械损耗,作曲线, 如图3-4; 延长曲线的直线部分与纵轴相交于P 点,P 点的纵座标即为电动机的机械损耗P mec ,过P 点作平行于横轴的直线,可得不同电压的铁耗P Fe ;电机的总损耗ΣP = P Fe + P cul + P cu2 + P ad ΣP=+++=于是求得额定负载时的效率为： η=÷×100﹪=﹪式中 P 1、S 、I 1由工作特性曲线上对应于P 2为额定功率P N 时查得;七．思考题1.由空载、短路试验数据求取异步电机的等效电路参数时,有哪些因素会引起误差 答：读数时产生的误差,仪表的误差,由于实验时线圈会发热,随着温度的升高电阻也会跟着变化,这也会产生误差;2.从短路试验数据我们可以得出哪些结论 答1.有回馈电源功率;2.短路时线电压很小3.由直接负载法测得的电机效率和用损耗分析法求得的电机效率各有哪些因素会引起误差答：由直接负载法测得的电机效率主要可能引起误差的是测量读数时仪表产生的误差;由损耗分析法求得的电机效率主要可能引起误差的因素是由图像读数时产生的误差;八、实验体会通过本次实验,我们基本掌握了三相异步电机的空载和负载实验的方法,学会了用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性,并掌握测定三相笼型异步电动机的参数,对异步电机有了更深的了解;。

一、实验目的1. 掌握直流并励电动机的基本结构和工作原理。

2. 通过实验，了解并励直流电动机的工作特性和机械特性。

3. 熟悉直流并励电动机的调速方法及其应用。

二、实验原理直流并励电动机是一种将励磁绕组与转子绕组并联连接的直流电动机。

励磁绕组与电枢绕组并联，励磁电流大小与转子绕组电压及励磁电路的电阻有关。

并励直流电动机具有以下特点：1. 电压与励磁电流的关系：U = E + IaRa，其中E为电动势，Ra为电枢电阻。

2. 电流与励磁电流的关系：Ia = (E - U) / Ra，其中Ia为电枢电流。

3. 转矩与励磁电流的关系：T = kT Ia，其中kT为转矩常数。

三、实验仪器与设备1. 直流并励电动机2. 测功机3. 实验工作台4. 直流电压源5. 电流表6. 电压表7. 电阻箱8. 万用表四、实验步骤与内容1. 接线：按照实验线路图连接电路，确保连接正确无误。

2. 初始设置：- 将R1调至最大，Rf调至最小。

- 测功机常规负载旋钮调至零。

- 直流电压调至零。

- 各个测量表均调至最大量程处。

3. 启动电动机：- 接通实验电路，将直流电压源调至25伏左右。

- 在电动机转速较慢的情况下，判断其转向是否与测功机上箭头所示方向一致。

若不一致，则将电枢绕组或励磁绕组反接。

4. 测量额定励磁电流：- 将R1调至零，调节直流电压源旋钮，使U220V，转速稳定后将测功机转矩调零。

- 同时调节直流电源旋钮，测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf，使UUN220V，IIN1.1A，nnN1600r/min，记录此时励磁电流If，即为额定励磁电流IfN。

5. 测量工作特性和机械特性：- 在保持UUN220V，IfIfN0.071A及R10不变的条件下，逐次减小电动机的负载，测取电动机的转速n和转矩T，记录数据。

- 绘制工作特性和机械特性曲线。

五、实验结果与分析1. 工作特性曲线：在工作特性曲线上，可以看出电动机的转速随负载的增加而下降，转速与负载之间的关系呈非线性。