直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

一、 实验目的

了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性

二、 预习要点

1、改变他励直流电动机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、电动及回馈制动状态下的机械特性 2、电动及反接制动状态下的机械特性 3、能耗制动状态下的机械特性

四、实验方法

2、屏上挂件排列顺序 D51

直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

电枢电源图 6-1他励直流电动机机械特性测定的实验接线图

3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性

按图6-1接线，图中M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式)，MG用编号为DJ23的校正直流测功机，直流电压表V1、V2的量程为500V，直流电流表A1、A3的量程为200mA，A2、A4的量程为5A。R1选用R1上的1800Ω阻值，R2选用R2上的180Ω阻值，R3选用R3上1800Ω电阻加R4上的180Ω共1980Ω阻值，R4选用R5上的1800Ω加上R上的650Ω共2450Ω。开关S1、S2选用D51上的双刀双掷开关。

(1) R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置。开关S1、S2选用D51挂箱上的对应开关，并将S1合向1电源端，S2合向2'短接端(见图6-1)。

(2) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“启动”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V；调节R2阻值至零位置，调节R3阻值，使电流表A3为100mA。

(3) 调节电动机M的磁场调节电阻R1阻值，和电机MG 的负载电阻R4阻值(先调节R5上1800Ω阻值，调至最小后应用导线短接)。使电动机M的n=nN=1600r/min，IN=If+Ia=1.2A。此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流IfN。保持U=UN=220V ，If=IfN,校正直流测功机的励磁电流为校正值100mA。增大R4阻值，直至空载(将开关S2 拨至中间位置),测取电动机M在额定负载至空载范围的n、Ia数据。共取8-9组数据记录于表6-1中。 (4)在确定S2处于中间位置的情况下，把R4调至零值位置(其中R5上1800Ω阻值调至零值后用导线短接)，再减小R3阻值，使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在开关S2两端测)，并且极性相同，把开关S2合向1'端。

直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

(5)保持电枢电源电压U=UN=220V，If=IfN，调节R3阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当A2表的电流值为0A时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900 r/min，测取M的n、Ia。共取18组数据记录于表 6-2中。

(6) 停机（先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关， 并将开关S2合向到2'端）。

3、R2=300Ω时的电动运行及反接制动状态下的机械特性

(1) 在确保断电条件下，R1保持不变，R2用R上的650Ω电阻并用万用表调定在300Ω，R3选用R2上的180Ω电阻，R4选用R6上的1800Ω电阻加R4

和R6上的四个90Ω电阻串联共2160Ω电阻

(2) S1合向1端，S2合向中间位置，把电机MG电枢的二个插头对调，R1调至最小值，R3调至最大。R4置最大值。

(3) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使电动机M 起动运转，在S2两端测量测功机MG的空载电压是否和“电枢电源”的电压极性相反，若极性相反，检查R4阻值确在最大位置时可把S2合向1'端。

(4) 保持电动机的“电枢电源”电压U=UN=220V，If=IfN不变， 逐渐减小R4阻值（先减小R5上1800Ω阻值，调至零值后用导线短接），使电机减速直至为零。把转速表的正、反开关打在反向位置，继续减小R4阻值，使电动机进入“反向”旋转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机工作于电势反接制动状态运行，直至电动机M的Ia=IaN，测取电动机在1、4象限的n、Ia共取12组数据记录于表6-3中。

(5) 停机( 必须记住先关断“电枢电源”而后关断“励磁电源”的次序，并随手将S2合向到2'端)。

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4、能耗制动状态下的机械特性

(1) 图6-1中， S1合向2短接端，S2合向1'端，电机MG电枢两个插头换过来。R1电阻不变并置最大位置，R2用R2上的180Ω电阻，R3选用R3上的1800Ω阻值并调最小，R4选用R5上的1800Ω电阻加R4和R6上的四个90Ω串联共2450Ω并调180Ω。 (2) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使校正直流测功机MG起动运转，调节“电枢电源”电压为220V，调节R1使电动机M的If=IfN，先减少R4阻值或增加R3阻值使电机M的能耗制动电流 Ia=0.8IaN, 然后逐次增加R4阻值，其间测取M的Ia、n共取8-9组数据记录于表6-4中。

(3) 把R2调定在90Ω阻值，重复上述实验操作步骤(2)、(3)，测取M的Ia、n共取5-7组数据记录于表6-5中。

五、实验报告

根据实验数据，绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性n=f(Ia)。

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六、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

直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

否也不变？为什么？

3、直流电动机从第一象限运行到第四象限，其转向反了，而电磁转矩方向不变，为什么？作为负载的MG，从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变？为什么？