直流电机实验报告
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电机实验报告
电气1209
高树伦
12292002
实验一:他励直流发电机
一、实验电路图
按图接线:
图中直流发电机G 选用DJ15,其额定值P N=100W,U N=180V,I N=0.5A,n N=1600r/min。校正直流测功机MG 作为G 的原动机(按他励电动机接线)。MG、G 及TG 由联轴器直接连接。开关S 选用D51组件。R f1 选用D44 的1800Ω变阻器,R f2 选用D42 的900Ω变阻器,并采用分压器接法。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。直流电流表、电压表选用D31、并选择合适的量程。
二、实验器材
三、实验步骤
(1)测空载特性
1)把发电机G 的负载开关S 打开,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。
2)使MG 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MG 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MG,其旋转方向应符合正向旋转的要求。
3)电动机MG 起动正常运转后,将MG 电枢串联电阻R1 调至最小值,将MG 的电
枢电源电压调为220V,调节电动机磁场调节电阻R f1,使发电机转速达额定值,并
在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。
4)调节发电机励磁分压电阻R f2,使发电机空载电压达U0=1.2U N 为止。
5)在保持n=n N=1600r/min 条件下,从U0=1.2U N 开始,单方向调节分压器电阻R f2 使
发电机励磁电流逐次减小,每次测取发电机的空载电压U0 和励磁电流I f,直至I f=0
(此时测得的电压即为电机的剩磁电压)。
6)测取数据时U0=U N 和I f=0 两点必测,并在U0=U N 附近测点应较密。
7)共测取7~8 组数据,记录于表中
(2)测外特性
1)把发电机负载电阻R2 调到最大值,合上负载开关S。
2)同时调节电动机的磁场调节电阻R f1,发电机的分压电阻R f2 和负载电阻R2 使发电机的I L=I N,U=U N,n=n N,该点为发电机的额定运行点,其励磁电流称为额定励
磁电流I fN,记录该组数据。
3)在保持n=n N 和I f=I fN 不变的条件下,逐次增加负载电阻R2,即减小发电机负载电流I L,从额定负载到空载运行点范围内,每次测取发电机的电压U 和电流I L,直到
空载(断开开关S,此时I L=0),共取6-7 组数据,记录于表中。
四、实验数据及分析
1、空载特性数据:
2、特性曲线:
由表中数据制得他励直流发电机空载特性曲线,如下图所示:
3、数据分析:
空载运行时电枢电压Ia=0,电枢回路中没有电阻压降,所以空载电压就等于电枢感应电动势,即U0=Ea。又因为发电机转速恒定,故电动势Ea与主磁通成正比。另一方面,因为励磁绕组匝数恒定,故励磁磁动势Ff与励磁电流If成正比,所以空载特性曲线U0=f(If)与磁化曲线形状相似。
4、外特性数据:
5、特性曲线:
由表中数据制得他励直流发电机外特性曲线,如下图所示:
6、数据分析:
由图表可看出,他励直流发电机的外特性曲线略微下垂。电压下降原因可由电压方程式得出。随着负载电流的增大,电枢反应的去磁作用增大,使气隙磁通略微减小,从而电枢感应电动势也随之减小;另一方面,随着电枢电流增大,电枢回路的电阻压降增大,两方面原因都使得发电机的端电压下降。
实验二:并励直流电动机
一、实验电路图:
按图接线。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900Ω阻值,按分压法接线。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。
二、实验器材:
三、实验步骤:
(1)将直流并励电动机M 的磁场调节电阻Rf1 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;
(2)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If2 为校正值(100 mA),再调节其负载电阻R2 和电动机的磁场调节电阻Rf1,使电动机达到额定值:U=UN,I=IN,n=nN。此时M 的励磁电流If 即为额定励磁电流IfN;
(3)保持U=UN,If=IfN,If2 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Ia,转速n 和校正电机的负载电流IF(由校正曲线查出电动机输出对应转矩T2)。取数据记录于表中。
四、实验数据及分析:
由上表测得数据,再依据公式可计算出以下值:
电动机输出功率:P2=0.105 nT2
电动机输入功率:P1=UI
输入电流:I=Ia+I fN
电动机效率:
由上式计算得下表所示数据:
由实验所得数据绘制而成以下图表:
并励直流电动机工作特性曲线
特性分析:
并励直流电动机效率特性曲线如图所示。当负载较小时,电机效率较低,当负载增大时,效率随着输出功率的增大而增大;但当负载增大到一定程度时,由于铜耗随电枢电流的增大而快速增加,使电机效率重新开始下降。
并励直流电动机机械特性曲线
机械特性分析:
并励直流电动机机械特性曲线为一条向下倾斜的直线。