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

三、实验内容

（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。通过调节其阻值，记录并计算变阻器的好坏。

在本次试验中，实验室的并励电动机也可以充当他励使用，连接时只需将电机绕组与励磁输出电压相连。

他励电动机的起动与调速与并励电动机一样，但他励电动机在制动时则不同。在停车时，先关闭电枢输出电压则电动机完成制动，若先关闭励磁输出电压则会出现飞车的现象。

六、实验注意事项

1、通电试车前，要认真检查励磁回路的接线，必须保证连接可靠，以防止电动机运行时出现因励磁回路断路失磁引起“飞车”事故。

2、起动时，应使调速变阻器R 短接，使电动机在满磁情况下起动，起动变阻器R 要逐级切换，不可越级切换。

3、通电试车时，必须有指导教师在现场监护。

七、实验故障及原因

1、在调速过程中，将三相可调变阻的电阻阻值调节迅速，引起报警 答：电动机在起动情况下，起动变阻器R 要逐级切换，不可越级切换。

2、在断电后将电枢输出电压端短接，制动时间没发生变化

答：没能完全解读好此电路图，在原电路断电的情况下，以使其构成能耗制动，不用再加额外电阻。

八、实验数据处理

电动机起动：1、减小1ST R ，观察转速的变化。数据为表1

表1

电动机调速：2、增加 1ST R ，观察转速的变化以及同时增加 1r R ，观察转速的变化。数据为表2 组号

1M 转速n r/min

电枢电流a I /A

电枢电压a U /V

励磁电流f I

/mA

1605 0.09 230 115 1560 0.09 220 105 1455 0.09 200 96 1320 0.09 180 90 1240 0.08 165 83 1185

0.08

150

81

表2 折线图

直流电动机1M 空载起动时转速n 与电枢电压之间的关系

图一

直流电动机1M 调速时转速n 与电枢电压之间的关系

图二

直流电动机1M调速时转速n与励磁电流之间的关系

图三

九、实验结果陈述与总结

1.实验结论

本次实验由于准备时为了解到实验室设备的问题，未能完成既定实验目的，但是在老师指点下将直流串励电动机的电枢绕组和励磁绕组分别用一独立电源供电即可改接成他励电动机，接线合理，数据真实，小组成员积极配合，但只达到实验的部分目的。

首先按照实验步骤和实验注意事项测出电动机起动时的数据和电动机调速时的数据，对本次实验所得到的数据利用画图软件辅助分析电动机在起动时的转速

与电枢电压的关系以及电动机在调速状态下的转速与电枢电压、励磁电流的关系。

起动时，保持励磁电压不变，缓慢调节1ST R ，使1ST R 的电阻慢慢减小，使电枢电压每次增加将近20 V ，得到如图1的关系。电动机的转速基本与电枢电压成正比，但随着1ST R 的减小，励磁电流有微小的的变化以及电枢电流亦有微小的变化。

调速时，将1ST R 、1r R 同时往大调，得到电动机的转速与电枢电压、励磁电流的关系如图2、3

通过调节电枢电压和励磁电流都可以实现调节电动机的转速，电动机的转速与电压和励磁电流成一定的线性关系。

另外在整个实验中不能出现励磁电压断路或者停机时先断励磁电压，否则电动机转速会爆增。

2.收获与不足

通过本次试验不仅对直流电机有了一定的了解和认识，还在实验上有了提高，提高动手能力，更重要的是开发了自己对实验的兴趣和实验过程的锻炼，增加了动手的次数。在整个过程中，思考的问题较少。对知识的迁移以及应用方面有所欠缺，没有想到串励直流电动机可以用作他励直流电动机，以至于开始时因为缺少他励电动机没有做成实验。

十、参考文献（资料）

1．唐介. 电机与拖动. 第三版. 高的教育出版社，2015年 2．电机教学实验台实验指导书. 杭州教仪设备有限公司，2011年