并励直流电动机的认识实验与特性测试

北京联合大学

实验报告

实验一

课程（项目）名称：并励直流电动机的认识实验与特性测试学院：自动化学院

专业：电气工程及其自动化

班级：电气1501s

组员姓名：林丁棣、周琪、杜浩文

实验项目一并励直流电动机的认识实验与特性测试

一.实验目的

通过直流电机认识实验，了解实验中所用设备和仪表的使用及安全操作规程；学会并励直流电动机的接线和操作方法，掌握并励直流电动机的起动、调速和实现反转的方法；通过测取并励直流电动机工作特性和机械特性，掌握测试电机的基本技能和方法，树立工程意识，从运行的角度理解机电能量转换的原理，深入理解工作特性和机械特性的内涵，为熟练掌握和灵活运用电动机奠定基础。

二.实验任务

1. 了解实验室概况，熟悉电源与实验设备布局，常用设备、仪表的使用及安

全操作规程；

2. 并励直流电动机的起动、调速与反转；

3. 测取一台直流并励电动机的工作特性和机械特性。保持U=U

N 和I

f

=I

fN

不变，

测取n、T

2、η=f（I

a

）和n=f（T

2

）。

4. 明确电动机机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩T的关系。

三.实验设备与装置

1.DDSZ-1型电机及电气技术实验装置

结合现代教育的特点和实验教学的发展趋势，实验室配备了DDSZ-1型电机及电气技术实验装置（联网型）；该装置主要包括电源控制屏、电机导轨、涡流测功机、电动机、发电机、变压器、步进电机、交流伺服电机、直线电机实验部件、直流无刷电机及控制系统以及相应的智能电机特性测试仪、智能测试仪表等实验组件挂箱。为培养学生试验分析、系统调试和解决实际工程技术问题的能力以及教师指导、管理实验进程逐步实现开放性实验创造了条件。

2.电源控制屏

图3-1 DD01电源控制屏

3.智能电机特性测试及控制系统

智能电机特性测试系统由导轨、涡流测功机、光码盘测速系统（配日本欧姆龙1024光电码器）和智能电机特性测试控制系统组件构成，图3-2所示为智能电机特性测试系统组成图。采用此测试方式与传统的直流发电机作校正电机的测功方式相比，更为方便、直观，转矩可直接读数，将大大提高实验效率和精度。

图3-2 智能电机特性测试系统组成图

D55-4涡流测功机控制箱是最新研制的电机参数测量部件，它与电机实验台配套使用，采用标准小型挂件和铝制面板封装。在它内部采用新型、高速片上SOC 作为主控芯片，同时配有涡流测功机的专用电源。通过精心规划的软件，可

涡流测功机

涡流测功机控制箱D55-4

被试电机

电机导轨

三相可调交流电源0~450V

可调直流电源40~230V 、3A

直流励磁电源220V 、0.5A

钥匙式电源总开关

三相可调输出线电压指示

定时器兼报警记录仪

以同时快速的完成电机输出转速、输出转矩、输出功率的测量。D55-4挂件平面示意图如图3-3所示。

图3-3 D55-4挂件平面示意图

D55-4挂件使用说明如下：

使用前按照设备说明书连接好各部件，打开电源。

转速显示框：显示当前的电机转速。显示范围±1~3000r/min。

转矩显示框：显示当前的电机转矩。显示范围±0~2N m。

功率显示框：显示当前的电机功率。显示范围0~900W。

清零按钮：当开始实验时，或者需要调零时点动此键（转矩显示框）。

突加载开关：当指向突加载时，电机负载立即变为0，反之正常。

控制方式开关：当指向转速控制时，本挂件进入转速控制模式（PID调节），反之则进入转矩控制模式。

旋钮：在转速控制模式此旋钮用于设定电机转速；在转矩模式此旋钮用于设定电机负载转矩（如果发现有空段属正常现象）。

10芯接口：用于连接导轨上的部件（电机的转速传感器、转矩传感器、电源）。

使用注意事项：

本挂件采用AC220V供电，使用时请按电工操作规程操作，否则后果自负。

本挂件与旋转电机配套使用，请在使用时扎好头发、衣服等以免和电机旋转轴造成危险！

在使用过程中请勿用手、硬物等去抱住电机旋转轴，同时远离实验物以免造成伤害！

在使用过程中发现异味、异常现象等立即停止实验，待检查后才能操作！

4.主要实验设备

要求记录实验设备编号、电机铭牌数据等。

5.屏上挂件排列顺序

D55-4、D31、D44

四.实验内容与方法

1.并励直流电动机的认识实验——并励直流电动机的起动、调速与反转

1）接线图

实验线路接线图如图3-4所示。并励直流电动机的电枢绕组和励磁绕组并联由同一直流电源供电。

图3－4 并励直流电动机实验线路图

实验接线图

电动机铭牌图

R 1、R

2

：电枢回路调节电阻和励磁回路调节电阻，均位于D44部件。选择电阻值

R

1

=180Ω；R

2

=1800Ω。

B：涡流测功机，安装于电机导轨。

U：光码盘测速系统。

I

s

：涡流测功机励磁电流调节，位于涡流测功机控制箱D55-4。

A、mA、V：直流电流表、毫安表、电压表。

2）实验准备及测试步骤如下：

（1）将直流并励直流电动机M的电枢串联起动电阻R

1

调至最大值，励磁调节

电阻R

2

调至最小值；