实验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。

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．直流他励电动机机械特性。

2．回馈制动特性3. 自由停车及能耗制动。

4．反接制动。

四．实验设备及仪器1．NMEL系列电机系统教学实验台主控制屏。

2．电机导轨及转速表（MMEL-13）3．三相可调电阻900Ω（NMEL-03）4．三相可调电阻90Ω（NMEL-04）5．波形测试及开关板（NMEL-05B）6、直流电压、电流、毫安表（NMEL-06）7．电机起动箱（NMEL-09）五．实验方法及步骤1．直流他励电动机机械特性及回馈制动特性接线图如图1-1M为直流他励电动机M12，U N=220V，I N=0.55A，n N=1500r/min，P N=80W；励磁电压U f=220V，励磁电流I f＜0.13A。

G为直流发电机M03，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（电枢电源）自带，V2的量程为300V （MEL-06）；图1-1直流他励电动机机械特性实验线路图直流电流表mA1、A1分别为直流励磁及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（NMEL-06）R1选用1800Ω欧姆电阻（NMEL-03）R2选用180欧姆电阻（NMEL-04中两90欧姆电阻相串联）R3选用3000Ω磁场调节电阻（NMEL-09）R4选用2250Ω电阻（用NMEL-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NMEL-05中的双刀双掷开关。

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。

实验二直流他励电动机机械特性测定一、实验目的掌握直流电动机机械特性的测定方法。

二、实验项目1、固有机械特性测定2、电枢回路串电阻人为机械特性测定3、降低电枢电源电压人为机械特性测定三、实验设备该实验是在DDSZ-1型电机及电气技术实验装置上完成的。

本次实验使用设备包括：1、DD01电源控制屏2、两个D31挂件3、D44挂件4、D51挂件5、D42挂件6、D55－1挂件7、DD03测试台、直流发电机和直流电动机本次实验使用DD01电源控制屏下方的直流励磁电源和直流电枢电源。

D31挂件由直流数字电压表、直流数字毫安表、直流数字安培表组成，本次实验使用两块毫安表和两块安培表。

D44挂件由可调电阻器R1、R2，电容器C1、C2和开关S1、S2组成，本次实验使用R1作为直流电动机电枢绕组串联电阻，R2作为直流电动机励磁绕组串联电阻。

D51挂件，由波形测试部分和开关S1、S2、S3组成，本次实验只使用开关S1 。

D42挂件，由三只相同的可调电阻器R1、R2、R3组成。

R1、R2串并联后，作为发电机的负载电阻R L，R3作为发电机励磁绕组串联电阻。

D55－1挂件，由数字转矩表、数字转速表和数字输出功率表组成。

并有转速输入端口和电枢电流输入端口以及5个功能按键。

5个功能按键分别是：复位键、功能鍵、确定键、数位键和数据键。

DD03测试台包括导轨、测速发电机和指针式转速表直流发电机和直流电动机之间是用联轴器直接联接好的，直流电动机，电枢绕组有两个接线端，励磁绕组有两个接线端。

直流发电机，电枢绕组有两个接线端，励磁绕组有两个接线端。

四、实验接线接线之前：开启电源总开关，按下绿色“启动”按钮，将电源控制屏下方的直流电压指示开关切换到电枢电压一侧，接通电枢电源开关，调节“电压调节”旋钮，将电枢电压调到220V后，关断电枢电源开关，按下红色“停止”按钮直流他励电动机机械特性测定实验接线图。

图3-1 直流他励电动机机械特性测定实验接线图直流电动机按他励电动机接线。

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TnTCCRCUnNTeaNeN⋅-=Φ-Φ=β2机械转速NeNCUnΦ=斜率2NTeaCCRΦ=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Ｍ０３Ｇ：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，（２）ｍＡ:毫安表,位于直流电机励磁电源部（３）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。

（４）将直流电枢调节电阻R1跳到最大,磁场调节电阻跳到最小，转矩设定器逆时针调到底。

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。

一、 实验目的1、 研究直流发电机空载特性，并计算磁路饱和系数；2、 研究直流发电机调节特性；3、 对比他励和并励直流发电机的外特性，分别计算电压调整率U ∆。

二、 实验对象小功率直流发电机，有复励绕组。

额定参数：额定功率W P N 100=，额定电压V U N 200=，额定电流A I N 5.0=， 额定转速rpm n N 1600=。

三、 实验项目1、 实验台编号2、 他励直流发电机空载特性-+-图2-1 他励直流发电机实验电路实验电路图如图2-1所示。

图中所选用的仪表和设备列在表2-1中。

表2-1实验电路图中仪表选用发电机励磁电流置0，K 分断，起动原动机，将转速调至额定转速1600rpm 。

注意控制原动机电枢电压在额定电压附近，不宜过小。

单方向逐渐增加励磁电流，直到发电机输出电压达到250V （N U 25.1）。

测取9个点，每个点记录发电机的励磁电流和输出电压。

然后单方向逐渐降低励磁电流，直到励磁电流为0，再测9个点。

整个过程保持发电机转速不变，为额定转速1600rpm 。

注意励磁电流调节时需单方向调节，否则需重新测试。

为了特性曲线更直观，使剩磁电压与励磁电压方向相反。

表2-2直流发电机空载特性实验记录A I 0=,rpm n n N 1600==3、 他励直流发电机调节特性实验电路同上，如图2-1所示。

仪表选择同表2-1。

发电机励磁电流置0，K 分断，起动原动机，将转速调至额定转速1600rpm 。

改变发电机负载电流I ，调节发电机励磁电流f I ，保持输出电压保持为额定值200V 。

发电机负载从空载开始逐渐增大到额定电流A I N 5.0=。

过程中测取5个点，每点需记录发电机励磁电流f I 和负载电流I 。

表2-3直流发电机调节特性实验记录4、 他励直流发电机外特性实验电路同上，如图2-1所示。

仪表选择同表2-1。

发电机励磁电流置0，L R 置阻值最大，合上K ，起动原动机，将转速调至额定转速1600rpm 。

实验日期年月日组号同组人实验一. 直流发电机一、实验目的：1．掌握用实验方法测定他励直流发电机空载特性，及直流发电机在他励并励时的外特性。

2．掌握并励直流发电机的自励条件，并观察其自励过程。

二、实验内容：1．他励直流发电机的空载特性U0=f(If)2．他励直流发电机的外特性U=f(I)3．观察并励直流发电机的电压建立情况4．并励直流发电机的外特性：U=f(I)三、实验仪器和设备：1．电机机组一套：（直流电动机－交流电动机－直流发电机－测速发电机－编码器）。

2．直流发电机：额定功率350W、额定转速1440r/min、额定电压165V、额定励磁电流2.0A、额定励磁电压200V、额定励磁电流0.45A。

3．直流电动机：额定功率500W、额定转速1400r/min、额定电压220V、额定励磁电流2.3A、额定励磁电压200V、额定励磁电流0.35A。

4．IPS-n电机转速测量仪。

5．三相调压器：调压范围0～420V/50Hz、视载功率4KW、电流4A。

6．直流电压表、电流表、负载单元、可变电阻器和开关导线等。

四、实验线路及参数测量：图1-1 他励直流发电机实验电路实验日期年月日组号同组人1．他励直流发电机的空载特性实验实验表1-1 他励直流发电机的空载特性数据2．他励直流发电机的外特性实验实验表1-2 他励直流发电机的外特性数据e3．观察并励直流发电机的电压建立过程图1-2 并励直流发电机实验电路起动电动机，当转速达到发电机的额定转速时，观察到，发电机剩磁电压的极性与发电机输出电压极性一致时，发电机端电压快速升高的过程，同时调节RP2可使发电机输出电压达到额定值，从而使并励发电机的电压建立起来。

相反发电机端电压很低几乎不变，无论怎么调节RP2发电机输出电压都达不到额定值，无法使并励发电机的电压建立起来。

通过这个实验，验证了并励发电机电压自建立的两个条件：1.发电机必须有剩磁；2. 发电机剩磁电压的极性与发电机输出电压极性必须一致。

1、直流发电机实验1-1 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、改变电机转向与调速的方法。

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、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器? 不串接会产生什么严重后果?3、直流电动机起动时，励磁回路串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、了解实验装置中的电枢电源、励磁电源、涡流测功系统、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。

2、掌握涡流测功机控制系统的使用方法及原理。

3、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。

4、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。

四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序12、控制屏上挂件排列顺序D55-4，D31、D44，D31、五、实验说明及操作步骤1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。

2、将D55-4涡流测功机控制箱挂件的三芯电源插头插到控制屏的三芯插座，打开涡流测功机控制箱的电源开关，然后用信号线将涡流测功机控制箱与涡流测功机导轨连接好。

按下“调零”按钮，将“突减载”开关拨至下端。

用手转动涡流测功机转轴，然后顺时针调节右侧给定旋钮一定位置，再次用手转动涡流测功机转轴，对比一下转动时的阻力。

将“突减载”开关拨至上端，再调节左侧给定旋钮，转动涡流测功机转轴，此时给定的旋钮还起作用吗？ 3、用伏安法测电枢的直流电阻图1-1-1 测电枢绕组直流电阻接线图（1）按图1-1-1接线，电阻R 用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。