实验5 永磁式直流测速发电机
直流发电机 实验报告
直流发电机实验报告直流发电机实验报告引言：直流发电机是一种将机械能转化为电能的装置，广泛应用于工业生产和日常生活中。
本实验旨在通过搭建直流发电机的实验装置，了解其工作原理和特性，并通过实验数据分析验证理论模型的准确性。
一、实验装置及原理1. 实验装置：本实验采用基本的直流发电机实验装置，包括主磁极、励磁电源、电刷、电刷滑环、电刷支架等组成。
2. 原理：直流发电机的基本原理是利用电磁感应现象，通过转动的导体与磁场的相互作用，产生电势差。
主磁极产生磁场，励磁电源提供励磁电流，电刷与电刷滑环连接转动的导体，当导体与磁场相互作用时，电势差产生，形成电流。
二、实验步骤1. 搭建实验装置：按照实验指导书的要求，正确搭建直流发电机实验装置，确保各部件的连接正确牢固。
2. 测量励磁电流与电势差关系：通过改变励磁电流的大小，测量不同励磁电流下的电势差，并记录数据。
3. 测量负载电流与电势差关系：将负载电阻接入电路，通过改变负载电阻的大小，测量不同负载电流下的电势差，并记录数据。
4. 分析实验数据：根据测量数据，绘制励磁电流与电势差的关系曲线，以及负载电流与电势差的关系曲线。
通过曲线的形状和趋势，分析直流发电机的特性。
三、实验结果与数据分析1. 励磁电流与电势差关系：根据测量数据绘制的励磁电流与电势差的关系曲线显示，随着励磁电流的增加，电势差呈现出线性增长的趋势。
这表明励磁电流的增加会导致产生的电势差增加。
2. 负载电流与电势差关系：根据测量数据绘制的负载电流与电势差的关系曲线显示，随着负载电流的增加，电势差呈现出下降的趋势。
这表明负载电流的增加会导致电势差减小，即发电机的输出电压下降。
3. 实验结果分析：根据实验结果，可以得出以下结论：- 励磁电流对电势差有直接影响，增加励磁电流可以增加发电机的输出电压。
- 负载电流对电势差有间接影响，增加负载电流会导致发电机的输出电压下降。
四、实验误差分析与改进措施1. 实验误差：在实验过程中，可能存在以下误差：- 测量误差：由于测量仪器的精度限制，测量数据可能存在一定误差。
永磁同步电机参数测量试验方法
永磁同步电机参数测量实验一、实验目的1.测量永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、转子磁链以及转动惯量。
二、实验内容1.掌握永磁同步电机dq 坐标系下的电气数学模型以及机械模型。
2.了解三相永磁同步电机内部结构。
3.确定永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、反电势系数以及转动惯量。
三、拟需实验器件1.待测永磁同步电机1台；2.示波器1台；3.西门子变频器一台；4.测功机一台及导线若干；5. 电压表、电流表各一件；四、实验原理1.定子电阻的测量采用直流实验的方法检测定子电阻。
通过逆变器向电机通入一个任意的空间电压矢量U i (例如U 1)和零矢量U 0,同时记录电机的定子相电流,缓慢增加电压矢量U i 的幅值,直到定子电流达到额定值。
如图1所示为实验的等效图,A 、B 、C 为三相定子绕组,U d 为经过斩波后的等效低压直流电压。
I d 为母线电流采样结果。
当通入直流时，电机状态稳定以后，电机转子定位，记录此时的稳态相电流。
因此，定子电阻值的计算公式为：1,2a d b c d I I I I I ===- (1)23d s dU R I = (2)图1 电路等效模型2． 直轴电感的测量在做直流实验测量定子电阻时,定子相电流达到稳态后,永磁转子将旋转到和定子电压矢量重合的位置,也即此时的d 轴位置。
测定定子电阻后,关断功率开关管,永磁同步电机处于自由状态。
向永磁同步电机施加一个恒定幅值,矢量角度与直流实验相同的脉冲电压矢量(例如U 1),此时电机轴不会旋转(ω=0),d 轴定子电流将建立起来，则d 轴电压方程可以简化为：d d d q q d di u Ri L i L dt ω=-+d d d d di u Ri L dt =+ (3)对于d 轴电压输入时的电流响应为：()(1)d R t L U i t e R -=- (4)利用式(4)以及测量得到的定子电阻值和观测的电流响应曲线可以计算得到直轴电感值。
直流发电机实验报告
直流发电机实验报告1. 引言直流发电机是一种将机械能转化为电能的设备，广泛应用于各个领域。
通过本次实验，我们旨在深入了解直流发电机的工作原理和性能特点。
2. 实验目的本次实验的目的是通过对直流发电机的实验，探究其输出特性和效率。
3. 实验装置和方法我们使用了一台小型直流发电机和相应的测量仪器。
首先，我们连接了直流发电机的电源和负载。
然后，通过逐渐增加负载电流的方式，记录下电压、电流和转速的变化，以及相应的功率输出。
4. 实验结果及分析根据我们的实验数据，我们发现直流发电机的输出特性与负载的变化密切相关。
随着负载电流的增加，直流发电机的输出电压呈现出下降的趋势。
这是由于负载电流增加导致电枢绕组产生较大的电流，从而引起了电枢电阻的电压降。
同时，我们还观察到直流发电机的效率随着负载电流的增加而下降。
这是因为随着负载电流的增加，电枢绕组产生的热量也会增加，电机的内阻也会增加，从而导致效率的降低。
5. 结论通过本次实验，我们得出了以下结论：（1）直流发电机的输出电压与负载电流呈反比关系。
（2）随着负载电流的增加，直流发电机的效率会下降。
6. 拓展讨论本次实验只是对直流发电机的基本特性进行了研究，还有许多更深入的方面值得探讨。
例如，我们可以通过改变发电机的磁场强度或电枢绕组的电流来进一步研究直流发电机的输出特性。
此外，我们还可以探究不同类型的负载对直流发电机效率的影响。
7. 实验总结通过本次实验，我们对直流发电机的工作原理和性能特点有了更深入的了解。
我们通过实际操作和数据分析，验证了直流发电机的输出特性与负载电流的关系，并了解到了直流发电机的效率随着负载电流的增加而下降。
这对我们今后的学习和应用都有着重要的指导意义。
在未来的学习中，我们将进一步探索直流发电机的性能特点，深入了解其内部结构和工作原理。
通过不断的实践和研究，我们也将能够更好地应用直流发电机于实际工程中，为社会的发展做出贡献。
直流电机转速测量与控制实验
直流电机转速测量与控制实验1、实验目的:了解霍尔器件工作原理及转速测量与控制的基本原理、基本方法，掌握DAC0832电路的接口技术和应用方法，提高实时控制系统的设计和调试能力。
2、实验内容:设计并调试一个程序其功能为测量电机的转速，并在超想－３０００ＴＢ综合实验仪显示器上显示出来，采用比例调节器方法，使电机转速稳定在某一设定值。
此设定值可由超想－３０００ＴＢ综合实验仪上的键盘输入。
3、工作原理：转速是工程上一个常用参数。
旋转体的转速常以每秒钟或每分钟转数来表示，因此其单位为转/秒、转/分，也有时用角速度表示瞬时转速，这时的单位相应为孤度/秒。
转速的测量方法很多，由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。
霍尔开关传感器正由于其体积小，无触点，动态特性好，使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的两个侧面之间产生霍尔电势。
其大小和外磁场及电流大小成比例。
本实验选用美国史普拉格公司（SPRAGUE）生产的3000系列霍尔开关传感器3020，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单、输出电平可与各种数字电路兼容等特点。
器件采用三端平塑封装。
引出端功能符号如下：引出端序号 1 2 3功能电源地输出符号 VC1 GND OUT我们根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘附近安装一个霍尔器件3020，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比，测出脉冲的周期或频率即可计算出转速。
直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关。
本实验用DAC0832控制输出到直流电机的电压，控制DAC0832的模拟输出信号量来控制电机的转速。
直流发电机实验报告
一、实验目的1. 理解直流发电机的工作原理。
2. 掌握直流发电机的基本结构及其各部分的作用。
3. 学习直流发电机输出电压和电流的测量方法。
4. 分析直流发电机的性能参数，评估其性能。
二、实验原理直流发电机是利用电磁感应原理将机械能转换为电能的装置。
当导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电动势。
直流发电机通过改变磁场强度、导体长度和转速等因素来调节输出电压和电流。
三、实验仪器与设备1. 直流发电机2. 数字多用表3. 磁铁4. 铅笔芯（导体）5. 螺丝刀6. 导线7. 开关8. 电源9. 实验台四、实验步骤1. 组装电路：将直流发电机、数字多用表、磁铁、铅笔芯、开关和电源等实验仪器连接成电路，确保连接牢固。
2. 调整磁铁位置：将磁铁放置在实验台上，调整其位置，使磁铁的磁场与铅笔芯的长度垂直。
3. 测量输出电压：打开开关，逐渐增加电源电压，同时观察数字多用表上显示的输出电压值，记录数据。
4. 改变导体长度：调整铅笔芯的长度，重复步骤3，记录不同长度下的输出电压值。
5. 改变转速：使用螺丝刀旋转发电机轴，改变转速，重复步骤3，记录不同转速下的输出电压值。
6. 分析数据：对实验数据进行整理和分析，得出直流发电机的输出电压与磁铁磁场强度、导体长度和转速之间的关系。
五、实验结果与分析1. 输出电压与磁铁磁场强度的关系：实验结果表明，输出电压与磁铁磁场强度呈线性关系。
当磁铁磁场强度增加时，输出电压也随之增加。
2. 输出电压与导体长度的关系：实验结果表明，输出电压与导体长度呈线性关系。
当导体长度增加时，输出电压也随之增加。
3. 输出电压与转速的关系：实验结果表明，输出电压与转速呈线性关系。
当转速增加时，输出电压也随之增加。
六、实验结论1. 直流发电机是利用电磁感应原理将机械能转换为电能的装置。
2. 直流发电机的输出电压与磁铁磁场强度、导体长度和转速呈线性关系。
3. 通过实验，掌握了直流发电机的基本工作原理和性能参数。
实验五++直流发电机
实验五直流发电机一．实验目的1．掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。
2．通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。
二．预习要点1.什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取。
2.做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？3.并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？三．实验项目1.他励发电机(1)空载特性：保持n=n N，使I=0，测取U0=f(I f)。
(2)外特性：保持n=n N，使I f =I fN，测取U=f(I)。
(3)调节特性：保持n=n N，使U=U N，测取I f=f(I)。
2.并励发电机(1)观察自励过程(2)测外特性：保持n=n N，使R f2=常数，测取U=f(I)。
四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。
2．电机导轨及测功机，转矩转速测量组件（MEL-13）或电机导轨及转速表。
3．直流并励电动机M03。
4．直流复励发电机M01。
5．直流稳压电源（位于主控制屏下部）。
6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。
7．波形测试及开关板（MEL-05）。
8．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
9．三相可调电阻90Ω（MEL-04）。
10．电机起动箱（MEL-09）。
五．实验说明及操作步骤1．他励发电机。
按图5-1接线图5-1 直流他励发电机接线图G：直流发电机M01，P N=100W，U N=200V，I N=0.5A，n N=1600r/minM：直流电动机M03，按他励接法S1、S2：双刀双掷开关，位于MEL-05R f1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于MEL-09。
R f2：磁场调节变阻器，采用MEL-03最上端900Ω变阻器，并采用分压器接法。
R2：发电机负载电阻，采用MEL-03中间端和下端变阻器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联）。
直流电机的测速实验
实验十四直流电机的测速实验一、实验目的1、掌握直流电机的工作原理。
2、了解开关型霍尔传感器的工作原理和使用方法。
3、掌握电机测速的原理。
二、实验原理直流电机是我们生活当中常用的一种电子设备。
其内部结构如下图14-1所示：图14-1 直流电机结构图下面就上图来说明直流电机的工作原理。
将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过，由于电磁作用，这样电枢导体将会产生磁场。
同时产生的磁场与主磁极的的磁场产生电磁力，这个电磁力作用于转子，使转子以一定的速度开始旋转。
这样电机就开始工作。
为了能够测定出电机在单位时间内转子旋转了多少个周期，我们在电机的外部电路中加入了一个开关型的霍尔原件（44E），同时在电子转子上的转盘上加入了一个能够使霍尔原件产生输出的带有磁场的磁钢片。
当电机旋转时，带动转盘是的磁钢片一起旋转，当磁钢片旋转到霍尔器件的上方时，可以导致霍尔器件的输出端高电平变为低电平。
当磁钢片转过霍尔器件上方后，霍尔器件的输出端又恢复高电平输出。
这样电机每旋转一周，则会使霍尔器件的输出端产生一个低脉冲，我们就可以通过检测单位时间内霍尔器件输出端低脉冲的个数来推算出直流电机在单位时间内的转速。
直流电机和开关型霍尔器件的电路原理图如下图14-2所示：图14-2 直流电机、霍尔器件电路图电机的转速通常是指每分钟电机的转速，也就是单位为rpm，实际测量过程中，为了减少转速刷新的时间，通常都是5～10秒刷新一次。
如果每6秒钟刷新一次，那么相当于只记录了6秒钟内的电机转数，把记录的数据乘10即得到一分钟的转速。
最后将这个数据在数码管上显示出来。
最后显示的数据因为是将数据乘以10，也就是将个位数据的后面加上一位来做个位即可，这一位将一直为0。
如：45*10变为450，即为在“45”个位后加了一位“0”。
由此可知，这个电机的转速的误差将是20以内。
为了使显示的数据能够在数码管是显示稳定，在这个数据的输出时加入了一个16位的锁存器，把锁存的数据送给数码管显示，这样就来会因为在计数过程中，数据的变化而使数码管显示不断变化。
修改_控制电机实验指导书
控制电机实验指导书南通大学电气工程学院2011.9.20实验一永磁式直流测速发电机一、实验目的1、通过实验加深对直流测速发电机工作原理及其运行情况的理解；2、掌握直流测速发电机的输出特性的测定方法。
二、实验项目1、测定直流测速发电机的输出特性U=f(n)。
三、实验内容12、按图1.1接线。
图中直流电机M选用DJ25作他励接法，永磁式直流测速发电机为HK10，R f1选用900Ω阻值，R Z选用10KΩ/2W电阻，把R f1调至输出电压最大位置，电压表选择直流电压表的20V档，S选择控制屏上的开关并断开。
图1.1 直流测速发电机接线图3、先接通励磁电源，再接通电枢电源，并将电枢电源调至220V，使电动机运行，调节励磁电阻R f1使转速达1600 r/min，然后减小励磁电阻R f1和电枢电源输出电压使逐渐电机减速，每200 r/min记录对应的转速和输出电压。
4、共测取8~9组，记录于表1.1中。
5、合上双刀双掷开关S，重复上面步骤，记录8~9组数据于表1.2中。
四、实验报告1、由：得：式中： R a ――电枢回路总电阻 R z ――负载电阻 E 0=C e Φn――电枢总电势 2、作出U=f(n)曲线。
五、思考题1、直流测速发电机的误差主要由哪些因素造成？2、在自动控制系统中主要起什么作用？aa a R RzU E R I E U -=-=00nR R C R R E U za e za +=+=110φ实验二控制式自整角机参数测定一、实验目的1、通过实验测定控制式自整角机的主要技术参数；2、掌握控制式自整角机的工作原理和运行特性。
二、实验项目1、测自整角机变压器输出电压与失调角的关系U2＝f（θ）；2、测定比电压Uθ；3、测定零位电压U0 。
三、实验内容1、测定控制式自整角机变压器输出电压与失调角的关系U2＝f（θ）（1）按图2.1接线；发送机CX自整角变压器CT图2.1 控制式自整角机实验接线图（2）发送机加额定电压，旋转发送机刻度盘至0o位置并固紧；（3）用手缓慢旋转自整角机变压器的指针圆盘，接在L1、L2两端的数字电压表就会有相应读数，找到输出电压为最小值的位置，即初始零点；（4）然后，用手缓慢旋转自整角机变压器的指针圆盘，在指针每转过10o时测量一次自整角机变压器的输出电压U2；（5）测取各点U2及θ值并记录于表2.1中。
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实验5 永磁式直流测速发电机
测速发电机是一种测量转速信号的元件，它将输入的机械转速变换为电压信号输出，且输出电压与转速成正比。
在自动控制系统中用作测量元件和反馈元件，用以测量转速或调节和稳定转速。
测速发电机有交直流两大类，交流测速发电机有异步和同步之分，直流测速发电机根据励磁方式不同，又可分为永磁式和他励磁式之分。
本处使用的是永磁式直流测速发电机。
一、实验方法
1
2、屏上挂件排列顺序
D44、D31
3、按图7-1接线。
图中直流电动机M选用DJ23作他励接法，TG选用导轨上的永磁式直流测速发电机，R f1选用D44上900Ω阻值，R1选用D44上180Ω阻值调至最大位置，R Z选用D44上10K/8W功率电阻，电流表A1、A2选用D31挂件上，开关S选用D44上的开关，并处于断开位置。
图7-1 直流测速发电机接线图
4、先接通励磁电源，调节电阻R f1使励磁电流达到最大的位置，接通电枢电源，电动机M运行后将R1调至最小。
调节电阻R f1、R1转速达2400r/min，然后逐渐使电机减速（电阻R1调至最大位置以后可降低电枢电源的输出电压来降低转速）。
记录对应的转速和输出电压。
共测取8~9组数据记录于表7-1中。
5、合上开关S，重复上面步骤，记录8-9组数据于表7-2中。
表7-2
二、实验报告
1、由：
得：
式中： R a ――电枢回路总电阻 R z ――负载电阻 E 0=C e Φn――电枢总电势 2、作出U=f(n)曲线。
三、思考题
1、直流测速发电机的误差主要由哪些因素造成？
2、在自动控制系统中主要起什么作用？
a
a a R Rz
U
E R I E U -=-=00n R R C R R E U z
a e z a +
=+=110φ。