实验八 直流并励电动机

直流并励电动机机械特性一、实验目的练习和掌握测定直流并励电动机的固有和人工机械特性的方法。

二、实验内容1、 测定直流并励电动机的固有机械特性。

2、 测定电枢回路串6Ω电阻时的人工机械特性。

3、 测定改变励磁电路时的人工机械特性。

三、实验设备1、 MCL －Ⅱ型实验台主控制屏2、 电机导轨及测功机3、 三相可调电阻器MEL －044、 直流电压电流表MEL －065、 电机启动电阻箱MEL －096、 电机M037、 万用表四、实验步骤按图一接线。

将R f 、R 放在零位置。

1、 固有机械特性的测定：闭合直流稳压电源开关，按下复位按钮使电动机启动。

如果转速表显示为负，则断开电源开关，改变励磁接线，重新启动电动机。

调节电源电压、励磁电阻和负载，使电机工作于额定工作点U ＝U N ，I ＝I N ，n ＝n N ，其励磁电流即为额定励磁电流I fN 。

在保持U ＝U N ，I f ＝I fN 不变的条件下，逐次减小电动机的负载。

测取电动机电枢电流I a ，转速n 和转矩T 2，共取5－6组数据，记录于表一中。

2、 测定电枢回路串6Ω电阻时的人工机械特性：在获得固有机械特性的基础上，停止电动机，断开电机电枢回路，用万用表测量调节电枢电阻至R 至6Ω。

重新连接电枢回路，启动电动机，调节I f ＝I fN 。

逐渐增加负载，最后达到额定电流I ＝I N ，测取电动机电枢电流I a ，转速n 和转矩T 2，共取5－6组数据，记录于表二中。

图一 直流并励电动机机械特性接线图3、 测定改变励磁电路时的人工机械特性：去掉负载，将R 调到零位置，调节R f 使电动机转速为1800r/min ，记录I f 值。

逐渐增加负载，最后达到额定电流I N ，测取电动机电枢电流I a ，转速n 和转矩T 2，共取5－6组数据，记录于表三中。

表二I fN ＝五、实验报告1、 实验目的2、 实验设备3、 实验线路及数据4、 根据测量数据，通过计算，画出三种情况下的机械特性曲线n ＝f （T 2）于同一坐标系上。

课程实验报告2018 - 2019 学年第一学期课程名称：电机拖动与运动控制系统I实验名称：直流并励电动机实验班级： *********实验小组: **** 组长: ***** 实验日期: 2018.10.15 地点: ******* 指导教师: ***成绩评定: 批改日期:***工程学院制一、实验目的1、对直流并励电动机的工作特性和机械特性的测试和验证。

2、对直流并励电动机的调速特性的测试。

二、实验项目1、直流并励电动机工作特性和机械特性的测试实验保持N U U =、、fN f I I =不变，测取n 、2T 、)(a I f =η、)(2T f n = 2、直流并励电动机调速特性的测试实验（1）改变电枢电压调速保持N U U =、fN f I I ==常数、2T =常数，测取)(a U f n =（2）改变励磁电流调速保持N U U =、2T =常数，测取)(f I f n =设备名称数量设备名称数量 导轨、测速发电机及转速表（DD03）1台 校正直流测功机（DJ23）1台直流并励电动机（DJ15） 1台 直流数字电压、毫安、安培表（D31）2件 三相可调电阻器（DJ12） 1件 可调电阻器、电容器（D44） 1件 波形测试及开关板（D51） 1件四、实验线路简图及基本操作步骤 实验线路简图:操作步骤：1、直流电动机工作特性测试：调节R f2阻值，把 I f2调到100mA ，再调节负载电阻R 2和电动机的磁场调节电阻R f1，使电机满足额定值U=U N ，I=I N （I 为电机的输入电流，I=I a +I f ），n=n N ，其励磁电流为额定励磁电流I fN ，在保持U=U N 和I f =I fN 不变的条件下，逐次减小电动机的负载，先调小两个900Ω串联电阻的阻值，观察A 4使其不超过0.5A 。

当串联部分为0后，减小并联部分电阻，当I a 为0.25A 时记录下n 、I f 的数值，依次增大I a （步进为0.1A ），记录n 、I f 的值于表1中。

直流并励电动机实验原理直流并励电动机是一种常见的电动机类型，它具有结构简单、价格低廉以及调速性能优良的特点，在工业生产和日常生活中得到了广泛应用。

直流并励电动机的原理基于摩擦能转换为电能的基本原理，通过电磁力的作用将电能转化为机械能。

它由电枢、励磁组和分配机构组成。

首先，我们来看电枢部分。

电枢由一组绕在铁芯上的电线圈组成，通电后产生磁场。

其中，直流电源的正极连接电枢上的一个接线柱，电源的负极连接电枢上的另一个接线柱。

通过这种连接方式，电流会通过电枢形成一个磁场。

这个磁场会在电枢的轴线方向上产生一个极性，并向着相反的方向形成两个极。

接下来是励磁组的部分。

励磁组通常由励磁线圈和励磁磁极组成。

励磁线圈绕在励磁磁极上，通过连接到外部电源，提供所需的励磁电流。

当励磁线圈通电时，产生的磁场会使励磁极上的磁场与电枢的磁场相互作用，进而形成一个磁极。

最后是分配机构的部分。

分配机构通常由刷子和换向器组成。

刷子与电枢的正、负极接触，使励磁组和电枢之间的电路实时连接。

换向器则根据电枢和励磁极的相对位置，实现电流的方向变换，从而实现正反转。

当直流电源连接到电动机的电枢上时，电流通过电枢产生磁场，同时励磁线圈的磁场与电枢的磁场相互作用，使电动机形成一个旋转磁场。

根据电动机的工作原理，通过刷子和换向器，将电流反复改变方向，从而使产生的磁场不断改变方向。

根据洛伦兹力的原理，当电流通过电枢和励磁线圈时，会产生一个力对电枢和励磁线圈施加作用力，使整个电机产生转动力矩。

而要实现电动机的转速调节，可以通过改变电流的大小或者改变励磁线圈的励磁电压来实现。

当电流增大时，电枢和励磁线圈产生的磁场也增大，力的大小也会增大，从而使电机的转速加快。

相反，当电流减小时，电机的转速会减慢。

另外，直流并励电动机还具有多种保护措施。

例如，可以通过使用熔断器或过电流继电器等装置，以保护电机不受过电压或过流的损害。

此外，还可以使用温度传感器来监测电机的温度，当温度超过设定值时，会及时切断电源，以避免电机因温度过高而受损。

直流并励电机的特性测试实验原理
直流并励电机的特性测试实验主要通过改变电机的负载和输入电压来研究电机的性能特性。

实验原理包括以下几个方面：
1. 电机的基本特性：通过改变电机的负载来研究电机的转速-负载特性曲线。

通过改变电机的转速和输入电压来研究电机的转速-电压特性曲线。

2. 电机的效率特性：通过测试电机的输入功率和输出功率，计算电机的效率，研究电机的负载-效率特性曲线。

3. 电机的起动特性：通过改变电机的输入电压和负载，观察电机的起动情况，研究电机的起动特性。

实验步骤一般如下：
1. 将电机连接到电源，并通过速度变调器调节电机的输入电压。

2. 测量电机的转速和输入电压，记录下转速-电压的数据。

3. 改变电机的负载，测量电机的转速和负载，记录下转速-负载的数据。

4. 测量电机的输入功率和输出功率，计算电机的效率。

5. 改变电机的输入电压和负载，观察电机的起动情况，并记录下起动的电压和负载。

通过以上的实验步骤和数据记录，可以得到电机的转速-负载特性曲线、转速-电压特性曲线、负载-效率特性曲线，以及起动的电压和负载范围等特性。

这些特性数据可以用来评估电机的性能，并为电机的使用和控制提供参考。

课程名称：电机与拖动实验指导老师：白亚男成绩：__________________ 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（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1.掌握用实验方法测区直流并励电动机的工作特性和机械特性2.掌握直流电动机的调速方法二、实验仪器设备1、直流电源（DT02，220V，3A，可调）2、并励直流电动机（D17）P N=185W,U N=220V,I N=1.1A,n s=1600r/min,I f<0.16A3、负载—测功机4、调节电阻（DT04）电枢调节电阻R1:0~90欧姆磁场调节电阻Rf:0~3000欧姆5、直流电压电流表（DT10）电压表1：直流250V 电流表1：量程2.5A，电枢回路电流表2：量程200mA，励磁回路三、实验内容1.工作特性和机械特性保持U=U N和I f=I fN不变，测取n,M2,n=f(I a) and n=f(M2).2.调速特性（1）改变电枢电压调速保持I f=I fN,M2=contast,测取电动机的转速与电枢两段电压的关系，即n=f(U a)（2）改变励磁电流调速保持U=U N,M2=contast测取n=f(I f).四、实验步骤1、,并励直流电动机起动实验（1）电动机起动前，电枢调节电阻R1调至最大，磁场调节电阻Rf调至最小；（2）调节电源电压，缓缓起动电机，观察电动机转向是否符合测功机加载方向；（3）逐渐减小电阻R1，直至完全切除。

2、改变并励直流电动机转向实验对调电枢绕组或励磁绕组，重复操作1，重新起动，观察转向。

实验线路图：3、测取并励直流电动机的工作特性和机械特性步骤：（1）按操作1起动电机后，切除R1(R1=0)；（2）调节电源电压、测功机加载旋钮及磁场调节电阻R f,至额定状态,： U= U N,I=I N ,n=n N ,记下此时的I f，即I fN；（3）保持U=U N ,I f=I fN不变调测功机加载旋钮，逐渐减小电动机负载至最小，测I,n,T2。

试验二直流并励电动机一.试验目1.掌握用试验方法测取直流并励电动机工作特征和机械特征。

2.掌握直流并励电动机调速方法。

二.预习关键点1.什么是直流电动机工作特征和机械特征？答: 工作特征: 当U = UN , Rf+ rf= C时, η, n ,T分别随P2变;机械特征: 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相关, 而且可控量只有这两个, 我们能够经过调整这两个量来改变转速。

即经过人为改变电动机机械特征而使电动机与负载两条特征交点随之改变, 从而达成调速目。

三.试验项目1.工作特征和机械特征保持U=UN和If=IfN不变, 测取n=f(Ia)及n=f(T2)。

2.调速特征(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．试验设备及仪器1．MEL-I系列电机教学试验台主控制屏。

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）。

7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。

毫安、电流、电压表（MEL-06）G: 涡流测功机IS: 涡流测功机励磁电流调整, 位于MEL-13。

（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1-8U=U N=220V I f=I f N=0.0748A K a=Ω2．调速特征（1）改变电枢端电压调速表1-9 I f=I fN= 0.0748 A,T2=0.60 N.m（2）改变励磁电流调速表1-10 U=U N=220V, T2= 0.60N.m一7接线R f: 直流电机电MEL-09）MEL-03中两L只900Ω电阻并联。

第三次实验报告——直流并励电动机1、 实验内容1 1． 工作特性和机械特性保持U=UN 和If =IfN 不变，测取n 、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。

1.1实验拍照、数据、图表表1-8 U=U N =220V I f =I fN =1.1 A K a =20Ω 1.2 实验结果分析与理解实 验 数 据 I a （A ）1.101.00 0.85 0.75 0.63 0.57 0.40 0.25 n （r/min ） 1261 1289 1317 1340 1363 1387 1402 1428 T 2（N.m ）2.73 2.512.211.801.571.421.160.84计 算 数 据P 2（w ） 361.5 339.7 305.6 253.3 224.7 206.8 170.8 125.9 P 1（w ） 484.0 462.0 429.0 407.0 380.6 367.4 330.0 297.0 η（%）74.773.5 71.2 62.2 59.0 56.3 51.7 42.4 △n （%）电磁转矩T越大，转速n越低，其特性是一条下斜直线。

原因是T增大，电枢电流Ia与T成正比关系，Ia也增大；电枢电动势Ea则减小，转速n降低。

2、实验内容2调速特性（1）改变电枢端电压的调速2.1实验拍照、数据、图表U a（V）153 123 78 72 66 60 56 0.42n（r/min）858 638 295 276 185 158 138 83I a（A）0.55 0.65 0.93 0.90 0.88 0.86 0.82 0.612.2实验结果分析与理解电枢电压减小时，Ce与电动机本身决定，Φ由励磁电流决定，负载转矩T 不变，只有转速n会随着电枢电压减小而降低，从而实现调速。

改变电枢电压调速，电枢电流几乎不变。

改变电枢电压调速，可以实现连续平滑地无级调速，调速范围大，效率高，机械特性硬，但只能从额定转速向下调节。

2-3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保持U=U N和I f=I fN不变，测取n、T2、η=f（I a）、n=f（T2）。

2、调速特性（1）改变电枢电压调速保持U=U N、I f=I fN=常数，T2=常数，测取n=f（U a）。

（2）改变励磁电流调速保持U=U N，T2=常数，测取n=f（I f）。

（3）观察能耗制动过程四、实验方法1、实验设备2、屏上挂件排列顺序D31、D42、D51、D31、D443、并励电动机的工作特性和机械特性1）按图2-6接线。

校正直流测功机 MG按他励发电机连接，在此作为直流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。

Rf1选用D44的1800Ω阻值。

Rf2选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。

R1用D44的180Ω阻值。

R2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。

图2－6 直流并励电动机接线图2）将直流并励电动机M的磁场调节电阻R f1调至最小值，电枢串联起动电阻R1调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。

3）M起动正常后，将其电枢串联电阻R1调至零，调节电枢电源的电压为220V，调节校正直流测功机的励磁电流I f2为校正值（50mA或100 mA），再调节其负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻R f1，使电动机达到额定值：U＝U N，I＝I N，n＝n N。

此时M的励磁电流I f即为额定励磁电流I fN。

4）保持U＝U N，I f=I fN，I f2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载。

测取电动机电枢输入电流I a，转速n和校正电机的负载电流I F（由校正曲线查出电动机输出对应转矩T2）。

直流电机实验报告组员：辉尚贵、王喆实验台号：8分工：王喆：实验过程中，负责连接发电机的电路，以及调试、运行。

完成实验数据的整理，处理以及表格的生成。

辉尚贵：实验过程中，负责电动机的电路连接、调试。

完成实验报告的整理，数据分析，规律总结以及实验报告的提交工作。

直流他励直流发电机一、实验目的1、掌握用实验方法测定直流电机的各种特性，并根据运行特性评估电机的相关技能2、观察电机的自励过程和自励的条件二、实验内容（1）测空载特性保持n=n N使I L =0，测取U 0 =f（I f ）（2）测外特性保持n=n N使I f =I f N，测取U=f（I L）（3）测调特性保持n=n N使U=U N，测取I f =f（I L）（他励发电机实验）三、实验原理1、实验工具矫正直流测功机DJ23DJ23参数（国际标准单位）直流并励电动机DJ15直流并励电动机DJ15参数（国际单位）实验步骤1、他励直流发电机如上图连接好电路，图中直流发电机G选用DJ15，其额定值如上表所示直流电动机DJ23-1作为G的原动机（他励），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。

R f1=1800Ω变阻器，Rf2 =900Ω变阻器，R1=180Ω变阻器。

R2=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。

电枢电流表量程为1A，励磁电流表量程选200mA。

1.1测空载特性1）首先将涡流测功机控制箱的“突减载”开关拨至上端位置或将给定调节旋钮逆时针旋转到底，涡流测功机不加载。

然后打开发电机G的负载开关S，接通控制屏上的励磁电源开关，将R f2调至使G励磁电流最小的位置（即R f2调至最大）。

2）使直流电动机M电枢串联起动电阻R1阻值最大，R f1阻值最小。

仍先接通控制屏下方左边的励磁电源开关，在观察到直流电动机M的励磁电流为最大的条件下，再接通控制屏下方右边的电枢电源开关，起动直流电动机M，其旋转方向应符合正向旋转的要求。

并励直流电动机实验报告直流并励电动机实验报告实验报告课程名称：______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0.16A2.接好线路图，如下3.工作特性和机械特性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*Iη= 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=0.071A2 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。