直流电机实验报告

电机实验报告

电气1209

高树伦

12292002

实验一：他励直流发电机

一、实验电路图

按图接线：

图中直流发电机G 选用DJ15，其额定值P N＝100W，U N＝180V，I N＝0.5A，n N＝1600r/min。校正直流测功机MG 作为G 的原动机（按他励电动机接线）。MG、G 及TG 由联轴器直接连接。开关S 选用D51组件。R f1 选用D44 的1800Ω变阻器，R f2 选用D42 的900Ω变阻器，并采用分压器接法。R1 选用D44 的180Ω变阻器。R2 为发电机的负载电阻选用D42，采用

串并联接法（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联），阻值为2250Ω。当负载电流大于0.4 A 时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。直流电流表、电压表选用D31、并选择合适的量程。

二、实验器材

三、实验步骤

（1）测空载特性

1）把发电机G 的负载开关S 打开，接通控制屏上的励磁电源开关，将R f2 调至使G 励

磁电流最小的位置。

2）使MG 电枢串联起动电阻R1 阻值最大，R f1 阻值最小。仍先接通控制屏下方左边

的励磁电源开关，在观察到MG 的励磁电流为最大的条件下，再接通控制屏下方

右边的电枢电源开关，起动直流电动机MG，其旋转方向应符合正向旋转的要求。

3）电动机MG 起动正常运转后，将MG 电枢串联电阻R1 调至最小值，将MG 的电

枢电源电压调为220V，调节电动机磁场调节电阻R f1，使发电机转速达额定值，并

在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。

4）调节发电机励磁分压电阻R f2，使发电机空载电压达U0＝1.2U N 为止。

5）在保持n=n N＝1600r/min 条件下，从U0＝1.2U N 开始，单方向调节分压器电阻R f2 使

发电机励磁电流逐次减小，每次测取发电机的空载电压U0 和励磁电流I f，直至I f＝0

（此时测得的电压即为电机的剩磁电压）。

6）测取数据时U0＝U N 和I f＝0 两点必测，并在U0＝U N 附近测点应较密。

7）共测取7～8 组数据，记录于表中

（2）测外特性

1）把发电机负载电阻R2 调到最大值，合上负载开关S。

2）同时调节电动机的磁场调节电阻R f1，发电机的分压电阻R f2 和负载电阻R2 使发电机的I L＝I N，U＝U N，n=n N，该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定励

磁电流I fN，记录该组数据。

3）在保持n=n N 和I f＝I fN 不变的条件下，逐次增加负载电阻R2，即减小发电机负载电流I L，从额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U 和电流I L，直到

空载（断开开关S，此时I L=0），共取6-7 组数据，记录于表中。

四、实验数据及分析

1、空载特性数据：

2、特性曲线：

由表中数据制得他励直流发电机空载特性曲线，如下图所示：

3、数据分析：

空载运行时电枢电压Ia=0，电枢回路中没有电阻压降，所以空载电压就等于电枢感应电动势，即U0=Ea。又因为发电机转速恒定，故电动势Ea与主磁通成正比。另一方面，因为励磁绕组匝数恒定，故励磁磁动势Ff与励磁电流If成正比，所以空载特性曲线U0=f（If）与磁化曲线形状相似。

4、外特性数据：

5、特性曲线：

由表中数据制得他励直流发电机外特性曲线，如下图所示：

6、数据分析：

由图表可看出，他励直流发电机的外特性曲线略微下垂。电压下降原因可由电压方程式得出。随着负载电流的增大，电枢反应的去磁作用增大，使气隙磁通略微减小，从而电枢感应电动势也随之减小；另一方面，随着电枢电流增大，电枢回路的电阻压降增大，两方面原因都使得发电机的端电压下降。

实验二：并励直流电动机

一、实验电路图：

按图接线。校正直流测功机 MG 按他励发电机连接，在此作为直流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。Rf1选用D44的900Ω阻值，按分压法接线。Rf2选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R1用D44的180Ω阻值。R2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。

二、实验器材：

三、实验步骤：

（1）将直流并励电动机M 的磁场调节电阻Rf1 调至最小值，电枢串联起动电阻R1 调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求；

（2）M 起动正常后，将其电枢串联电阻R1 调至零，调节电枢电源的电压为220V，调节校正直流测功机的励磁电流If2 为校正值（100 mA），再调节其负载电阻R2 和电动机的磁场调节电阻Rf1，使电动机达到额定值：U＝UN，I＝IN，n＝nN。此时M 的励磁电流If 即为额定励磁电流IfN；

（3）保持U＝UN，If=IfN，If2 为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流Ia，转速n 和校正电机的负载电流IF（由校正曲线查出电动机输出对应转矩T2）。取数据记录于表中。

四、实验数据及分析：

由上表测得数据，再依据公式可计算出以下值：

电动机输出功率：P2＝0.105 nT2

电动机输入功率：P1=UI

输入电流：I=Ia+I fN

电动机效率：

由上式计算得下表所示数据：

由实验所得数据绘制而成以下图表：

并励直流电动机工作特性曲线

特性分析：

并励直流电动机效率特性曲线如图所示。当负载较小时，电机效率较低，当负载增大时，效率随着输出功率的增大而增大；但当负载增大到一定程度时，由于铜耗随电枢电流的增大而快速增加，使电机效率重新开始下降。

并励直流电动机机械特性曲线

机械特性分析：

并励直流电动机机械特性曲线为一条向下倾斜的直线。