直流电动机实验报告

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实验报告

电机

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<0.16A

特性和机械特性

<1> 电动机启动前,将R1最大,R f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R f,使U=U N=220V,I=I N=1.1A,n=n N=1600r/min,记录此时励磁电流I f,即为额定励磁电流I fN。

<4> 在保持U=U N=220V,I f=I fN=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*I η= P2/P1*100% Ia=I-I fN, 计算出Ia、P2、η

4.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=U N=220V,M2=500mN.m,I f=I fN=0.071A

<2> 保持此时的M2和I f=I fN,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=U N=220V,M2=500mN.m。

<2>保持此时的M2和U=U N =220V ,R1=0,逐次增加Rf 的阻值至n=1.1n N =1760r/min,测取电动机的n, I f , I 。

四、实验数据记录,处理与分析

1.工作特性和机械特性

测得实验数据与计算数据如下表

表格一

U=U N =220V ,I f =I fN =0.071A ,Ra=20Ω

Δn=(n 0-n N )/ n N =(1768-1600)/1600=10.5%

n=f(I a )的曲线特性

n=f(M2)的曲线特性

效率与输出功率的关系曲线

转速与输出功率的关系曲线

转矩与输出功率的关系曲线

3.调速特性

(1)改变电枢端电压的调速

测得实验数据如下表

表格二

I f=I fN=0.071A,M2=500mN.m

n=f(U a)的曲线特性

(2)改变励磁电流的调速

测得实验数据如下表

表格三

U=U N=220V,

M2=500mN.m

n=f(I f)的曲线特性

(3)在恒转矩负载时,两种调速方法电枢电流变化规律

<1>改变电枢端电压的调速时,由公式Tem=C TΦIa可知,M与I f不变时,Tem与Φ均不变,故Ia

也不变,于此可知Ia在实验中几乎不变,从表格二中的数据可以证实这个结论。

<2>改变励磁电流的调速时,由公式Tem=C TΦIa可知,M不变时,Tem不变,Φ与I f成正相关,因

此可知Ia与I f成反相关,当励磁电流减小时,Ia会增加,表格三中的数据可得,Ia=f(I f)的曲线特性若下图所示

Ia=f(I f)的曲线特性

(4)两种调速方法的优缺点

改变电枢端电压调速可以连续平滑的无极调速,机械特性硬,对于轻载与重载具有明显的调速效果。但转速只能从额定转速往下调,初投资大,维护要求高。

改变励磁电流调速在恒转矩负载时,因磁通减小,导致电枢电流Ia增大,电机效率降低,而且长时间运行会导致电机发热,故弱磁调速适合恒功率场合。弱磁调速可以连续平滑调速,改变励磁电流控制方便,但转速只能从额定转速往上调,最高转速受机械强度与换向能力的限制。

五、思考题

1.并励电动机的速率特性n=f(Ia)为什么是略微下降?是否出现上翘现象?为什么?上翘的速率

特性对电动机有何影响?

答:n=U/CeΦ-RaTem/CeC TΦ2=n0-βT em,为一条下垂的斜线,由于直流电动机中的Ra<< CeC TΦ2,故β很小,只是略微下降。当Ia增加时,由于电枢反应的去磁作用,导致Φ的减小,E=CeΦn知,n会增加,故可能出现上翘现象。

2.当电动机的负载转矩和励磁电流不变时,减小电枢端压,为什么会引起电动机转速降低?答:当M和If不变时,由E=CeΦn知,电动机转速会下降

3.当电动机的负载转矩和电枢电压不变时,减小励磁电流会引起转速的升高,为什么?

答:当M和Ua不变时,由E=CeΦn知,减小励磁电流会使Φ减小,而E几乎不变,故n升高

4.并励电动机在负载运行时,当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”?为什么?

答:当磁场回路断线时,Φ值骤减,但由于但由于磁滞效应,仍有剩磁存在,

由公式n=U/CeΦ-RaTem/CeCTΦ2=n0-βTem可得,n0, β均变得很大,而且β>n0,于是当负载转矩很小时,可能会导致飞速。若负载转矩较大,这可能产生制动效果

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