他励直流电动机的机械特性.doc
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他励直流电动机的机械特性.doc
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他励直流电动机的机械特性
一、实验目的
了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性
二、预习要点
1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法?
2、他励直流电动机在什么情况下,从电动机运行状态进入回馈制动状态?
他励直流电动机回馈制动时,能量传递关系,电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况?
3、他励直流电动机反接制动时,能量传递关系,电动势平衡方程式及机械特性。
三、实验项目
1、电动及回馈制动状态下的机械特性
2、电动及反接制动状态下的机械特性
3、能耗制动状态下的机械特性
四、实验方法
1、实验设备
序号
型号
名称
数量
1
DD03
导轨、测速发电机及转速表
1件
2
DJ15
直流并励电动机
1件
3
DJ23
校正直流测功机
1件
4
D31
直流电压、毫安、安培表
2件
5
D41
三相可调电阻器
1件
6
D42
三相可调电阻器
1件
7
D44
可调电阻器、电容器
1件
8
D51
波形测试及开关板
1件
2、屏上挂件排列顺序
D51、D31、D42、D41、D31、D44
按图1接线,图中M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式),MG用编号为DJ23的校正直流测功机,直流电压表V1、V2的量程为1000V,直流电流表A1、A3的量程为200mA,A2、A4的量程为5A。
R1、R2、R3、及R4依不同的实验而选不同的阻值。
3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性
图1他励直流电动机机械特性测定的实验接线图
(1)R1、R2分别选用D44的1800Ω和180Ω阻值,R3选用D42上4只900Ω串联共3600Ω阻值,R4选用D42上1800Ω再加上D41上6只90Ω串联共2340Ω阻值。
(2)R1阻值置最小位置,R2、R3及R4阻值置最大位置,转速表置正向1800r/min量程。
开关S1、S2选用D51挂箱上的对应开关,并将S1合向1电源端,S2合向2'短接端。
(3)开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置,然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”,再按下“开”按钮,随后接通“励磁电源”开关,最后检查R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关,使他励直流电动机M起动运转。
调节“电枢电源”电压为220V;调节R2阻值至零位置,调节R3阻值,使电流表A3为100mA。
(4)调节电动机M的磁场调节电阻R1阻值,和电机MG的负载电阻R4阻值(先调节D42上1800Ω阻值,调至最小后应用导线短接)。
使电动机M的n=nN=1600r/min,IN=If+Ia=1.2A。
此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流IfN。
保持U=UN=220V,If=IfN,A3表为100mA。
增大R4阻值,直至空载(拆掉开关S2的2'上的短接线),测取电动机M在额定负载至空载范围的n、Ia,共取8-9组数据记录于表1中。
(5)在确定S2上短接线仍拆掉的情况下,把R4调至零值位置(其中D42上1800Ω阻值调至零值后用导线短接),再减小R3阻值,使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等(在开关S2两端测),并且极性相同,把开关S2合向1'端。
(6)保持电枢电源电压U=UN=220V,If=IfN,调节R3阻值,使阻值增加,电动机转速升高,当A2表的电流值为0A时,此时电动机转速为理想空载转速(此时转速表量程应打向正向3600r/min档),继续增加R3阻值,使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900r/min,测取M的n、Ia。
共取8~9组数据记录于表2中。
(7)停机(先关断“电枢电源”开关,再关断“励磁电源”开关,并将开关S2合向到2'端)。
表1UN=220VIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
表2UN=220VIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
3、R2=400Ω时的电动运行及反接制动状态下的机械特性
(1)在确保断电条件下,改接图1,R1阻值不变,R2用D42的900Ω与900Ω并联并用万用表调定在400Ω,R3用D44的180Ω阻值,R4用D42上1800Ω阻值加上D41上6只90Ω电阻串联共2340Ω阻值。
(2)转速表n置正向1800r/min量程,S1合向1端,S2合向2'端(短接线仍拆掉),把电机MG电枢的二个插头对调,R1、R3置最小值,R2置400Ω阻值,R4置最大值。
(3)先接通“励磁电源”,再接通“电枢电源”,使电动机M起动运转,在S2两端测量测功机MG的空载电压是否和“电枢电源”的电压极性相反,若极性相反,检查R4阻值确在最大位置时可把S2合向1'端。
(4)保持电动机的“电枢电源”电压U=UN=220V,If=IfN不变,逐渐减小R4阻值(先减小D44上1800Ω阻值,调至零值后用导线短接),使电机减速直至为零。
把转速表的正、反开关打在反向位置,继续减小R4阻值,使电动机进入“反向”旋转,转速在反方向上逐渐上升,此时电动机工作于电势反接制动状态运行,直至电动机M的Ia=IaN,测取电动机在1、4象限的n、Ia共取12~13组数据记录于表3中。
(5)停机(必须记住先关断“电枢电源”而后关断“励磁电源”的次序,并随手将S2合向到2'端)。
表3UN=220VIfN=mAR2=400Ω
Ia(A)
n(r/min)
4、能耗制动状态下的机械特性
(1)图1中,R1阻值不变,R2用D44的180Ω固定阻值,R3用D42的1800Ω可调电阻,R4阻值不变。
(2)S1合向2短接端,R1置最大位置,R3置最小值位置,R4调定180Ω阻值,S2合向1'端。
(3)先接通“励磁电源”,再接通“电枢电源”,使校正直流测功机MG起动运转,调节“电枢电源”电压为220V,调节R1使电动机M的If=IfN,调节R3使电机MG励磁电流为100mA,先减少R4阻值使电机M的能耗制动电流Ia=0.8IaN,然后逐次增加R4阻值,其间测取M的Ia、n共取8-9组数据记录于表4中。
(4)把R2调定在90Ω阻值,重复上述实验操作步骤
(2)、(3),测取M的Ia、n共取5-7组数据记录于表5中。
表4R2=180ΩIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
表5R2=90ΩIfN=mA
Ia(A)
n(r/min)
五、实验报告
根据实验数据,绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性n=f(Ia)(在同一座标系中绘出)。
当忽略不变损耗时,可近似认为电动机轴上的输出转矩等于电动机的电磁转矩T=CMΦIa,他励电动机在磁通Φ不变的情况下,其机械特性可以由曲线n=f(Ia)来描述。
六、思考题
1、回馈制动实验中,如何判别电动机运行在理想空载点?
2、直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变,试问电磁转矩的方向是否也不变?
为什么?
3、直流电动机从第一象限运行到第四象限,其转向反了,而电磁转矩方向不变,为什么?
作为负载的MG,从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变?
为什么?
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- 直流电动机 机械 特性