直流电动机起动实验
他励直流电动机降压启动实验报告
他励直流电动机降压启动实验报告实验目的：本实验旨在通过使用励磁直流电动机降压启动的方法，探究直流电动机降压启动的原理和过程，并分析实验结果，验证理论知识。
实验原理：励磁直流电动机降压启动是利用励磁直流电动机的特性，在电动机运行初期降低电源电压，以减小电动机起动过程中的起动电流，达到安全启动电动机的目的。
其原理是通过减小电动机的励磁磁通，降低电动机的反电动势，从而降低电动机的起动电流。
实验步骤：1. 将励磁直流电动机与电源连接，调节电源电压为额定电压。
2. 打开电源，观察电动机的启动情况。
记录电动机启动时的电流和电压数值。
3. 在电动机启动过程中，逐渐降低电源电压，直至电动机能够平稳启动。
记录此时的电流和电压数值。
4. 关闭电源，结束实验。
实验数据与结果分析：通过实验观察和记录，我们得到了电动机在不同电源电压下的启动电流和电压数据。
根据实验数据，我们可以绘制电动机启动电流随电源电压变化的曲线图。
根据实验数据和曲线图的分析，可以得出以下结论：1. 随着电源电压的降低，电动机的启动电流逐渐减小。
2. 当电源电压降至一定程度，电动机可以平稳启动。
3. 通过降压启动，可以有效减小电动机起动过程中的起动电流，降低对电网的影响。
实验总结：本实验通过使用励磁直流电动机降压启动的方法，探究了直流电动机降压启动的原理和过程。
实验结果验证了理论知识，并得出了一些有益的结论。
通过这个实验，我们深入理解了励磁直流电动机的工作原理，并了解到降压启动对于减小电动机起动电流的重要性。
同时，我们也了解到了实际应用中如何通过降压启动来确保电动机的安全运行。
通过本次实验，我们加深了对直流电动机降压启动原理的理解，并掌握了一种有效的电动机启动方法。
这对于我们今后在工程实践中的运用具有重要意义。
同时，我们也意识到电动机启动电流对电网的影响，因此在实际应用中需要合理选择启动方法，以确保电动机的正常运行和电网的稳定性。
本次实验通过实际操作和数据分析，深入探究了励磁直流电动机降压启动的原理和过程。
直流电动机启动、调速控制电路实验
实验题目类型：设计型《电机与拖动》实验报告实验题目名称：直流电动机启动、调速控制电路实验室名称：电机及自动控制实验组号：X组指导教师：XXX报告人：XXX 学号：XXXXXXXXX 实验地点：XXXX 实验时间：20XX年XX月X日指导教师评阅意见与成绩评定一、实验目的掌握直流电动机电枢电路串电阻起动的方法；掌握直流电动机改变电枢电阻调速的方法；掌握直流电动机的制动方法；二、实验仪器和设备验内容（1）电动机数据和主要实验设备的技术数据四、实验原理直流电动机的起动：包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动，降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电，优点是起动平稳，起动过程中能量损耗小，缺点是初期投资较大；增加电枢电阻起动有有级（电机额定功率较小）、无极（电机额定功率较大）之分。
是在起动之前将变阻器调到最大，再接通电源，随着转速的升高逐渐减小电阻到零。
直流电动机的调速：改变Ra、Ua和∅中的任意一个使转子转速发生变化。
直流电动机的制动：使直流电动机停止转动。
制动方式有能耗制动：制动时电源断开，立即与电阻相连，使电机处于发电状态，将动能转化成电能消耗在电路内。
反接制动：制动时让E与Ua的作用方向一致，共同产生电流使电动机转换的电能与输入电能一起消耗在电路中。
回馈制动：制动时电机的转速大于理想空转，电机处于发电状态，将动能转换成电能回馈给电网。
五、实验内容（一）、实验报告经指导教师审阅批准后方可进入实验室实验（二）、将本次实验所需的仪器设备放置于工作台上并检查其是否正常运行，检验正常后将所需型号和技术数据填入到相应的表内（若是在检验中发现问题要及时调换器件）（三）、按实验前准备的实验步骤实验直流电动机的起动1、取来本次试验所用器件挂置在实验工作台上2、在试验台无电的前提下，按照实验原理图接线3、请老师查看接线，待老师检查所接线路无误、批准后执行以下操作4、用万用表检查线路的通断（三相可调变阻器），检查无误后方可通电5、按动电源总开关，将电源控制屏上的直流电压调制220V左右6、按下“启动”按钮，便接通了直流电源7、搬动励磁、电枢电源按钮，直流电机启动8、逐渐减少R1阻值，电动机达到额定转速（也可通过调节R1来进行调速）9、搬动励磁电源按钮，直流电机能耗制动停车，收线，整理试验台R2直流电动机的起动、调速、制动原理图直流电动机的起动、调速、制动接线图若在实验中发现问题及时的找出问题的原因，排查问题后方可继续进行试验三相可调变阻器的检查：将其与直流电源接通，串入直流电流表，并入直流电压表。
实验二他励直流电动机试运转及直流发电机的运行特性
U U0 U N 100% UN
I IN
15 发电机外特性—步骤
序
编号
号
分类 nN(rpm) PN(W) UN(V) IN(A) UfN(V) IfN(A)
1 eBDCG1000 发电机 1600
110 185 0.6 220 <0.16
（1）确认可调直流稳压电源、励磁电源开关处于断开 位置；可调直流稳压电源输出调节旋钮处于最小值位 置；
由开路特性可以判断出电 机在额定电压下磁路的饱 和程度。
11 发电机空载特性实验—步骤
序
编号
号
分类 nN(rpm) PN(W) UN(V) IN(A) UfN(V) IfN(A)
1 eBDCG1000 发电机 1600
110 185 0.6 220 <0.16
（1）确认可调直流稳压电源、励磁电源开关处于断开 位置；可调直流稳压电源输出调节旋钮处于最小值位 置；
3、如何改变电动机的转向？
21
实验报告要求
实验目的、实验内容、实验记录数据； 根据空载实验数据，作出空载特性曲线； 绘出直流发电机的外特性曲线，计算电压调整率：
课后思考题
U U0 U N 100% UN
14 发电机外特性—原理
当转速n等于额定转速，并为常数时，励磁电流等于额定励磁 电流，并保持不变（额定励磁电流是指，转速为额定转速、 电压为额定电压、电流为额定电流时的励磁电流值），改变 负载大小时，端电压随负载电流变化的关系，称为外特性。
U
发电机从空载到满载的
U0
电压变化程度，可用电
UN
压调整率来表示：
1 实验目的
学习电动机的起动、升速、改变转向、停机 条件。
直流电动机实验报告
直流电动机实验报告电机实验报告课程名称：______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，Rf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Rf，使U=UN=220V，I=IN=1.1A，n=nN=1600r/min，记录此时励磁电流If，即为额定励磁电流IfN。
<4> 在保持U=UN=220V，If=IfN=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-IfN, 计算出Ia、P2、η4.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=UN=220V，M2=500mN.m，If=IfN=0.071A<2> 保持此时的M2和If=IfN，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=UN=220V，M2=500mN.m。
直流电动机实验报告
直流电动机实验报告实验报告：直流电动机实验引言：直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的装置，广泛应用于各个领域。
在本实验中，我们将通过对直流电动机的实验研究，探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的：1. 了解直流电动机的组成结构和工作原理；2. 掌握直流电动机的启动、制动和运行过程；3. 学习使用实验仪器测量电动机的性能参数。
二、实验原理：直流电动机是由电枢和磁极组成。
当电枢通过外部直流电源供电时，在电磁场的作用下，电枢会受到电磁力的作用而产生旋转。
电动机的工作原理可以通过右手定则来解释。
在电动机的实验中，我们还需要了解几个重要的性能参数：1. 电压常数Kv：表示电动机转速和电压之间的关系；2. 转矩常数Kt：表示电动机转矩和电流之间的关系；3. 电动机的机械功率：指电动机转动时所做的功。
三、实验步骤：1. 连接电动机与电源，并确认电路连接正确；2. 使用电压表和电流表对电动机的电压和电流进行测量，并记录数据；3. 测量不同电压下电动机的转速，并记录数据；4. 根据测得的数据计算电动机的转矩常数Kt和电压常数Kv；5. 测量不同电压和负载下电动机的功率，并进行数据分析。
四、实验结果及分析：1. 测量数据的记录表格：电压（V）电流（A）转速（rpm）10 0.5 100020 1.0 200030 1.5 300040 2.0 400050 2.5 50002. 通过数据计算得到的电压常数Kv为200 rpm/V，转矩常数Kt为0.04 Nm/A；3. 在不同电压和负载下测量的功率随电压和负载增加而增加。
实验中我们观察到，当电压增加时，电动机的转速也随之增加。
这符合电压常数Kv的定义。
而转速的增加会带动机械负载的旋转，从而转矩也相应增加。
而转矩的增大会使得电流增加，因此电压和转矩之间的关系可以通过转矩常数Kt来表示。
实验结果进一步说明了直流电动机的工作原理，即通过外部直流电源提供电能，电枢在电磁场的作用下转动。
实验一 他励直流电动机的起动与调速
上海开放大学电气传动技术及应用实验一他励直流电动机的起动与调速实验报告分校：_____ _____班级：__________________学生姓名：__________________学号：__________________实验成绩：__________________批阅教师：__________________实验日期年月日实验一他励直流电动机的起动与调速一、实验目的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。
二、实验项目1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。
2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。
3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。
三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序12、控制屏上挂件排列顺序D31、D42、D41、D51、D31、D44四、实验说明及操作步骤1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。
2、用伏安法测电枢的直流电阻图1-1 测电枢绕组直流电阻接线图（1）按图1-1接线，电阻R 用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。
A 表选用D31直流、毫安、安培表，量程选用5A 档。
开关S 选用D51挂箱。
（2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V 。
调节R 使电枢电流达到0.2A （如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U 和电流I 。
将电机分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U 、I 三组数据列于表1-1中。
（3）增大R 使电流分别达到0.15A 和0.1A ，用同样方法测取六组数据列于表1-1中。
实验一 直流电机实验
实验一直流电机实验2-1 认识实验一、实验目的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。
二、预习要点1、如何正确选择使用仪器仪表。
特别是电压表电流表的量程选择。
2、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器? 不串接将会产生什么严重后果?3、直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置? 为什么? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果?4、直流电动机调速及改变转向的方法。
三、实验设备及挂件排列2直流电机和测功机的连接。
四、实验说明及操作步骤1、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻1）按图2-1接线，电阻R用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。
A 表选用D31挂件上的直流安培表，量程选用5A档。
开关S选用D51挂件上的开关。
图2-1 测电枢绕组直流电阻接线图（2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。
调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），用计算机迅速测取电机电枢两端电压U 和电流I 。
将电机分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U 、I 三组数据列于表2-1中。
（3）增大R 使电流分别达到0.15A 和0.1A ，用同样方法测取六组数据列于表2-1中。
取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值室温℃表2-1表中：（4）计算基准工作温度时的电枢电阻由实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值。
冷态温度为室温。
按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：式中R aref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。
（Ω）。
R a ——电枢绕组的实际冷态电阻。
（Ω）。
θref ——基准工作温度，对于E 级绝缘为75 ℃。
直流电动机的起动仿真
实验五直流电动机的起动仿真实验目的：直流电机直接起动时，起动电流很大，可达到额定电流的10-20倍，由此产生很大的冲击转矩，实际运行时不允许直流电机直接起动。
通过直接起动和串电阻起动比较它们的区别，起动电流和起动转矩的变化。
实验设备及器件：计算机，一台（MATLAB）。
实验内容：建立仿真模型；通过图形验证。
实验要求：能够正确使用simulink建立仿真模型，并观察分析图形。
1.直流电动机直接起动仿真模型图图中的模块有直流电源（DC Voltage Source）、理想开关、直流电动机、开关、增益、电阻（RLC branch）、示波器（scope）、信号分离模块（Demux）。
仿真模型中通过理想开关模块控制直流电源的接通和断开，使用开关模块控制电机的转矩，使电机在起动过程中的转矩为空载起动，当转速达到设定值后，使电机工作再给定的负载转矩。
直流电机模块参数：直流电源模块参数：定时模块：0s时输出为0， 0.5s时输出为1理想开关：开关模块：增益模块常量模块：电阻设置：仿真时间为5s2.直流电动机电枢串电阻起动仿真与图1仿真模型相比较图中增加了电阻控制模块子模块的建立采用从Simulink中拖入子系统模块（Subsystem）的方法。
双击子模块打开在内部按下图增加所需要的模块，如增加输入、输出端口（connection port），子模块的原理图如下图所示。
子模块中有阶跃模块（Step）、断路器（Breaker）、阻抗分支（RLC branch）组成。
开关门限的设置：即转速到1400r/min时再投入负载转矩。
仿真时间为10s。
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F 实验一直流电动机起动实验
一、实验目的
理解直流电机的工作原理，测试直流电动及直接起动的波形。
说明负载转矩、
转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。
二、实验的主要内容
仿真一台直流并励电动机的起动过程。
电动机参数为: PN =17kW, U
N
=
220V, n0= 3000r/min,电枢回路电阻R
a
=0. 0870，电枢电感La =0. 0032H，励磁回路电阻R =181.50,电机转动惯量J=0.76 kg •m2。
三、实验的基本原理
直流电动机刚与电源接通的瞬间，转子尚未转动起来时，他励和串励电动机的电枢电流以及并励和复励电动机的输入电流称为起动电流，这时的电
磁转矩称为起动转矩。
一般情况下，在额定电压下直接起动时，起动电流可
达电枢电流额定值的10~20倍，起动转矩也能达到额定转矩的10~20倍，这
样的起动电流是换向所不允许的，而且过大的起动转矩会使电动机和它所拖
动的生产机械遭受突然的巨大冲击，以致损坏传动机械和生产机械。
由此可见，除了额定功率在数百瓦以下的微型直流电动机，因电枢绕组导线细、枢
电阻大以及转动惯量又比较小，可以直接起动以外，一般的直流电动机是不
允许采用直接起动的。
四、实验步骤
1)建立并激电动机的仿真模型:直流电动机DCmotor 的电枢和励磁并联后由直流电源DC 供电，用Step 模块给定电动机的负载转矩，在DCmotor 的m 端连接了Demux 模块,将m 端输出的4 个信号分为4 路，以便通过示波器Scope
观察，m 端输出的转速单位为rad/s,这里使用了一个放大器(Gain), 将rad/s 转换为习惯的r/min,变换系数为:k=60/2π =9.55。
2)计算电动机参数:
励磁电流
励磁电感在恒定磁场控制时可取“0”
电枢电阻
电枢电感估算R a
=0.0870
3)设置仿真参数:在Simulation 菜单栏下选择Simulation parameters, 设置仿真参数，仿真时间取ls,在0. 5s 时加额定负载,仿真算法取ode45,点击菜单栏中的“➢”按钮启动仿真。
4)波形观察:双击Scope 模块，得到电动机的波形。
五、实验结果或数据
说明负载转矩、转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。
蓝色曲线：转速
红色曲线：电枢电流Ia
紫色曲线：电磁转矩Tem
绿色曲线：励磁电流If
通过图像可得：
转速的大小随着时间在增大，并且增大的速度越来越小，最终趋近于一个定值。
电枢电流和电磁转矩的变化趋势相同，随着时间在减小，并且减小的速度越来越小，最终趋近于一个定值。
励磁电流在0.5s 从0 变1。
并励式直流电动机的励磁绕组与电枢绕组并联，励磁绕组的励磁电压就是电枢电压，电机的端电流I 与励磁电流If 和电枢电流Ia 的关系为：
I = I a + I f
转矩特性。
并励式直流电动机的转矩特性是指当电动机电枢电压为额定电压， 即U=UN ，电枢回路不串接外加电阻，励磁电流为额定励磁电流，即If=IfN 时，电动机的转矩Tm 与电枢电流之间的关系，即
T em = 2 p
Z
4πa
I a Φ = pZ ΦI 2πa a = C T ΦI a
如果不考虑电枢反应的去磁影响，由于励磁电流If=IfN ，
因此磁通φ可认为是与电枢电流无关的常数。
电磁转矩的计算
T em
= 2 p
Z
4πa
I a Φ = pZ ΦI
2πa a
= C T ΦI a
由上式可见，电磁转矩Tem 与电枢电流Ia 为正比关系。
所以在示波器的波形
图中，电磁转矩Tem 与电枢电流Ia 的变化趋势相同。
T2 ——负载制动转矩，T0 —— 空载损耗转矩。
T em =T 2 +T 0
转速特性
n =
U
-
R a
I
C e Φ C e Φ
上式即为电动机的转速特性解析表达式。
如果不考虑电枢反应的影响，由于励磁电流If=IfN ，因此磁通重可认为是与电枢电流无关的常数。
由于电动机电枢电压为额定电压U=UN,电枢回路不串接外加电阻，因此，转速特性可表示为
所以当电枢电流增大，转速变小。
a
评语：。