他励直流电动机工作特性的测定

实验一他励直流电动机工作特性的测定

一、实验目的

1、进一步熟悉他励直流电动机的起动和调速方法。

2、测定他励直流电动机的工作特性和机械特性。

二、预习要点

1、做固有特性实验时，为什么首先要找电动机的额定运行点？如何找I

fN

？

2、调节同轴的直流发电机的电枢电流与励磁电流，为什么能起到调节电动机电磁转矩的作用？

三、实验仪器设备

校正过的直流电动机DJ23 一台直流电动机DJ15 一台电机导轨及转速表0～1800 r/min 一套直流毫安表200mA 二块直流安培表5A 二块三相电阻器D41、D42 二台白炽灯组二组注：DJ23的名牌参数：

P

N =355W、U

N

=220V、I

N

=2.2A、n

N

=1500r/min、U

FN

=220V、I

FN

<0.16A DJ15的名牌参数：

W

185

P N =、V

220

U

N

=、A

06

.1

I

N

=、V

220

U

FN

=、

FN

I

16

.0、m in

/r

1600

n

N

=。

四、实验内容

1、观察直流电机的起动和调速

1）他励直流电动机的起动方法：按图1-1接线，起动前应将电动机起动电阻

1

R置最大

位置，电动机励磁回路中的可变电阻

1f

R短接或调到最小位置，以使起动后的转速不至过高，

同时由于磁场可变电阻短接或调到最小位置，使较大的励磁电流

1f

I产生较大的磁通，因而

能获得较大的起动转矩，电动机可迅速起动。

2）操作步骤：确保所有接线准确无误，合上电源开关后，先接通“励磁电源”开关，

观察有无异常，若正常再接通“电枢电源”开关。电动机开始起动，这时将起动电阻R

1

逐步减小直到为0为止。操作不宜过快，须与电动机加速过程相适应，并注意电枢回路的电流变化情况。

3）将电动机电枢绕组或励磁绕组的出线端对调，重新起动，观察电动机旋转方向的改变。

4）改变他励直流电动机的电枢电压（减小）及调节电枢回路或励磁回路中的可变电阻

1R 或1f R ，观察电动机转速的变化情况，以熟悉他励直流电动机的调速方法。

图1-1

2、他励直流电动机的工作特性和固有机械特性的测定。

实验中保持N U U ==220V （额定电压）、fN f I I =1、mA I f 1002=不变，测取n 、a I 、

F I 。绘制工作特性（转速特性n=f(I a )，效率特性η=f(I a )），以及固有机械特性n=f （T 2）。

操作步骤如下：

1）调节电枢电源电压N U U ==220V （额定电压）并保持不变；调节发电机励磁回路中的可变电阻R

2

f ，使mA I f 1002=并保持不变；并将负载电阻R L 置于最大位置。

2）将电枢回路串的可变电阻R 1短接，将励磁回路中的可变电阻R 1f 调到最小位置，合上电源开关，起动他励直流电动机，调节R 1f 使电动机转速n 略大于n N (如：1700r/min)。

3）调节R L ，逐步增加电动机负载电流，直到电动机输入电流达到额定值为止（取I a =1.2A ）。再调节R 1f 使电动机转速n=n N 。

4）实验中应反复调节R 1f 和R L ，使电动机运行于额定运行点：U=U N 、I=I N 、n=n N 。该运行点的励磁电流即为电动机的额定励磁电流：I 1f =I fN 。记录该点数据：U N 、I fN 、n N 。然后保持U=U N 、I 1f =I fN 不变，逐步减小电动机负载R L ，直至电动机空载。测7组数据于表1-1中。

表中T 2可通过附表二查表得出，P 2=0.105nT 2，P 1= U N * I a +U f * I fN ，100P P 1

2

?=

η%

表1-1 工作特性和固有机械特性实验数据 U=U N =220（V ）、R 1=0、I fN = （A ）

1）电枢回路串接电阻改变时的人为特性测定。

保持U=U N 、I 1f =I fN 不变。改变R 1≠0，按上述方式测定，数据记入表1-2中。

表1-2 U=U N =220（V ）、I fN = （A ）R 1=＿（Ω）

保持I 1f =I fN 、R 1=0不变。改变U ≠U N ，按上述方式测定，数据记入表1-3中。 表1-3 U=U N

= （V ）、I fN = （A ）

3）改变电动机励磁电流时的人为特性测定。

保持U=U

N 、R

1

=0不变。将电动机励磁电流调低至某个数值，即I

1f

＜I

fN

，并保持此

电流不变，按上述方式测定，数据记入表1-4中。

表1-4 U=220（V）、I

1f

= （A）

五、注意事项

1、他励直流电动机起动时须先接通“励磁电源”，然后再接通“电枢电源”。停机时必须先关断“电枢电源”，然后再关断“励磁电源”。

2、测试实验数据时，须保持实验条件。

3、如果用灯箱作发电机的负载时，则应注意发电机的端电压不能超过灯泡的额定电压。

六、实验数据整理及实验报告

1、根据表1-1的数据绘制他励直流电动机工作特性曲线：转速特性n=f(I a)，效率特性η=f(I a)。

2、根据表1-1的数据绘制他励直流电动机的固有工作特性曲线：n=f（T

2

）。

3、根据表1-2的数据绘制电枢回路串接电阻时的人为特性曲线n=f（T

2

）。

4、根据表1-3的数据绘制改变电源电压时的人为特性曲线n=f（T

2

）。

5、根据表1-4的数据绘制改变电动机励磁电流时的人为特性曲线n=f（T

2

）。

6、计算被测他励直流电动机的转速变化率，即：

Δn=

N N

O n n

n-

附表一:保持校正直流发电机励磁电流I=50mA

附表二:保持校正直流发电机励磁电流I=100mA