最终版实验一____直流他励电动机机械特性

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1-1

M为直流他励电动机M12，UN=220V，IN=0.55A，nN=1500r/min，PN=80W；励磁电压Uf=220V，励磁电流If＜0.13A。

G为直流发电机M03，UN=220V，IN=1.1A，nN=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。

按图1-1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。 （2）电阻R1至最小值，R2、R3、R4阻值最大位置。

（3）直流励磁电源船形开关和220V可调直流稳压电源船形开关须在断开位置。 实验步骤。

a．按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

b．分别调节直流电动机M的磁场调节电阻R1，发电机G磁场调节电阻R3、负载电阻R4（先调节相串联的900Ω电阻旋钮，调到零用导线短接以免烧毁熔断器，再调节900Ω电阻相并联的旋钮），使直流电动机M的转速nN=1500r/min， IN=0.55A，此时If=IfN，记录此值。

c．保持电动机的U=UN=220V，If=IfN不变，改变R4及R3阻值，测取M在额定负载至空载范围的n、Ia，共取5-6组数据填入表中。

d．折掉开关S2的短接线，调节R3，使发电机G的空载电压达到最大（不超过220伏），并且极性与电动机电枢电压相同。

e．保持电枢电压 U=UN=220V，If=IfN，把开关S2合向“1”端，把R4值减小，此时开始记录数据，（先调节相串联的900Ω电阻旋钮，调到零用导线短接以免烧毁熔断器）R4值减小到零后，再调节R3阻值使阻值逐渐增加，电动机M的转速升高，当A1表的电流值为0时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，则电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至电流接近0.8倍额定值（实验中应注意电动机转速不超过2100转/分）。

测取电动机M的n、Ia，共取9组数据填入表1-2中。

记录完数据后调节直流可调电源的电位器，使V1读数为UN=0伏， R2阻值调至180Ω。

2．自由停车及能耗制动

断电按图1-2接线，S1 的“2”端先空着不接线。R2为180欧（采用MEL-04中只90Ω电阻相串联）。

接好线后，把S1合向“1”端，，R2置最大值。

a．按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

b．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录自由停车时间。 c．断电，S1 的“2”端按图1-2接线，R3为450欧（采用MEL-03中的900欧电阻相并联）。接好线后，把S1合向“1”端， R2置最大值。按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

d．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录R3为450Ω能耗制动停车时间。

e．断电，R3为900欧。接好线后，把S1合向“1”端， R2置最大值，R3置900Ω。按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

f．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录R3为900Ω能耗制动停车时间。

记录完数据后调节直流可调电源的电位器，使V1读数为UN=0伏， R2阻值调至180Ω。

图1-2 自由停车及能耗制动接线图

3．反接制动。

实验步骤：

a．断电按图1-3接线。把S1合向“1”端， R2为180欧（采用MEL-04中只90Ω电阻相串联）。R3为900欧在未上电前， R2 ， R3置最大值。

b．按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

c．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录R3为900Ω反接制动停车时间。并观察电流表电流极性的变化。

d．断电，R3为450欧（采用MEL-03中的900欧电阻相并联）。按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节

R

2阻值至零。

e．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录R3为450Ω反接制动停车时间。并观察电流表电流极性的变化。

图1-3 反接制动接线图

六．实验注意事项

调节串并联电阻时，要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻，防止电阻过流烧毁熔断丝。

七．实验报告

根据实验数据绘出电动机机械特性曲线机回馈制动制动特性曲线。

八．思考题

1.回馈制动实验中,如何判别电动机运行在理想空载点?

2.直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变,试问电磁转矩的方向是否也不变? 为什么?

3.能耗制动电阻的大小对制动时间有何影响，为什么？

4．反接制动电阻的大小对制动时间有何影响，为什么？在反接制动过程中电枢电流的极性应如何变化？