电机实验 答案汇总

实验一直流发电机的工作特性

一实验目的

1观察并励直流发电机的自励过程及自励条件。

2测定并励及他励直流发电机运行的负载外特性曲线。

3观察直流发电机的剩磁（无励磁）发电。

二预习要点

1什么是发电机的运行外特性？如何测定？

2并励直流发电机不能自励发电时该如何处理？

3如何保持直流发电机的转速不变？

4直流发电机的他励运行与并励运行差异何在？为什么？

5认真阅读附录部分关于实验台的使用说明。

三实验设备

1 原动机为直流电动机M03一台：

U N 220V，I N 1.1A, P N 185W，n N 1600rpm

2 直流发电机为M01一台：

U N 200V，I N 0.5A, P N 100W，n N 1600rpm

3 直流电流表三台（500mA、2A、2A各一台）

4 直流电压表一台

5 MEL－03可变电阻箱（900Ω×6）及转速表（MEL－09）各一台

6 直流励磁电源、可调直流电源各一台

四实验项目

1 并励发电机

A 实验线路

图1-1 并励发电机

（1）可调直流源经电枢电流测量表A1向直流电动机M03的电枢供电（V0内接）。

（2）直流励磁电源经励磁电流测量表A2向直流电机的励磁线圈F1，F2供电。

（3）直流发电机M01输出端接300V档电压表，负载回路串直流电流表2A档。

（4）直流发电机的励磁线圈F1，F2并联到发电机的电枢端。

（5）R L由3组900Ω可变电阻并联后串联（见附录），总阻值0～1350Ω可调。

接线要求：必须保证在操作过程中带电导线的金属部分不裸露在外。

完成接线后，检查各旋钮的初始位置：

可调直流电源输出最小（调节旋钮逆时针旋到底），而R L在最大位置（3个调节旋钮都逆时针旋到底）；直流励磁电源开关置“0N”，可调直流电源开关置“0N”；

必须经指导教师检查认可，才能通电。

B 实验系统的启动及调试

（1）接通总电源后，先检查直流电动机的励磁电流测量表A2，必须要有100mA左右的电流指示，才能按复位键启动电机，否则禁止启动电动机，直到励磁电流正常。

（2）渐升电动机转速，发电机端的电压表和电流表应有逐渐再大的读数，则表明发电成功，可将电动机升速到1600rpm。

（3）如果渐升电动机转速，发电机端的电压表和电流表的读数不变化，则表明发电机不能发电，则将可调直流电源恢复到最低后关断，待改接发电机励磁接线后再开。

（4）若励磁端对换后发电机仍不能发电，则要先充磁。方法如下：

a)先将可调直流电源降到最小，然后关断。

b)再将直流励磁电源关断。

c)将发电机与电动机的励磁线圈F1，F2并联（见图1-2，不管如何并联法）。

d)开启直流电源总开关，开启励磁电源，励磁电流测量表A2应有200mA左右的电流指示，片刻后关断两个开关。

e)将发电机的励磁线圈F1，F2重新并联到发电机G的电枢F1，F2端。

f)按以上步骤重新启动电动机。

图1-2 发电机充磁

C 并励直流发电机的运行外特性U=f（I）测定（n=1600rpm保持恒定）

U(V) 243 238 234 231 227 218

I(A) I min= （R L最大) 0.25 0.30 0.35 0.40 0.50

n=1600rpm（增大电动机的电枢端电压）。

2他励直流发电机外特性U=f（I）测定（n=1600rpm保持恒定）

把发电机的励磁绕组（见右侧的F1、F2）也接到直流励磁电源，其余不变。

图1-3 他励发电机

所有旋钮重新置初始位置后启动电动机，操作方法同上。

表1-2 数据记录：（n=1600rpm保持恒定）

U(V) 244 240 238 236 233 231

I(A) I min(R L最大) 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45

3 观察直流发电机的剩磁（无励磁）发电

关闭所有直流电源后，将直流发电机的励磁线圈F1、F2从励磁直流电源处断开（无励磁），并使发电机空载（且断开R L回路）。

图1-4 剩磁发电

所有旋钮重新置初始位置后启动电动机。

观察发电机输出端的电压表是否有电压指示值：若有则剩磁发电成功，否则不成功。

n(rpm) 1600

U(V) 19

五实验报告

1画出实验时电气线路图。

2写出实验操作步骤（上电前的准备工作和上电后的操作步骤及注意事项）。

3实验原始数据记录。

4在同座标上画出直流发电机并励和他励运行时的外特性。

5

6回答问题

（1）并励发电机不能发电的原因有哪些？实验中如何解决？

答：可能是发电机失磁或是励磁绕组接到电枢的记性不正确。解决方法是改变发电机励磁接线，若励磁端兑换后发电机仍不能发电，可采用充磁的方法。

（2）在电动机—发电机组成的机组中，当发电机负载增加时，机组的转速会发生什么变化？如何处理？为什么？

答：转速会降低。因为发电机负载增加时，电流随之增加发电机的输出功率增加，短时的输出功率增加会造成转速下降，应增加电动机的电枢端电压，从而使转速上升到1600rpm。

（3）简述发电机并励运行与他励运行时外特性曲线的异同。

答：（1）相同，当负载增加时，磁通减小，相应的电动势下降，电枢电阻压降和电刷接触压降均增大。（2）不同：并励发电机中，端电压下降时，历次电流减小，引起磁通及电动势进一步减小。因此并励发电机的外特性比他励电动机好。

（4）直流发电机的剩磁发电是否一定能实现，为什么？

答：不一定，因为励磁发电必须满足两个条件：励磁绕组并接到电枢的极性必须正确，且Rf

（5）发电机是否可能发生电枢端有电压，但额定转速下离额定电压甚远？为何？

答：有可能。估计是励磁回路未接通，使发电机处于剩磁发电状态。如果在励磁回路传入电流表就可能发现问题的症结。