直流电机拖动试验.docx
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直流电机拖动试验
第二章直流电机拖动实验
实验一直流他励电动机机械特性
一.实验目的
了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性
二.预习要点
1.直流他励电动机机械特性定义
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?
三.实验项目
1.电动及回馈制动特性。
四.实验设备及仪器
1.MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。
2.电机导轨及转速表(MEL-13、MEL-14)
3.三相可调电阻900Ω(MEL-03)4.三相可调电阻90Ω(MEL-04)
5.波形测试及开关板(MEL-05)
6、直流电压、电流、毫安表(MEL-06)
7.电机起动箱(MEL-09)
五.实验方法及步骤
(一)电动及回馈制动特性
接线图如图2-1
M为直流并励电动机M12(接成他励方式),UN=220V,IN=0.55A,nN=1600r/min,PN=80W;励磁电压Uf=220V,励磁电流If<0.13A。
G为直流并励电动机M03(接成他励方式),UN=220V,IN=1.1A,nN=1600r/min;
直流电压表V1为220V可调直流稳压电源自带,V2的量程为300V(MEL-06);
直流电流表mA1、A1分别为220V可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表;
mA2、A2分别选用量程为200mA、5A的毫伏表、安培表(MEL-06)
R1选用900Ω欧姆电阻(MEL-03)
R2选用180欧姆电阻(MEL-04中两90欧姆电阻相串联)R3选用3000Ω磁场调节电阻(MEL-09)
R4选用2250Ω电阻(用MEL-03中两只900Ω电阻相并联再加上两只900Ω电阻相串联)
开关S1、S2选用MEL-05中的双刀双掷开关。
按图2-1接线,在开启电源前,检查开关、电阻等的设置;
(1)开关S1合向“1”端,S2合向“2”端。
(2)电阻R1至最小值,R2、R3、R4阻值最大位置。
(3)直流励磁电源船形开关和220V可调直流稳压电源船形开关须在断开位置。
实验步骤。
a.按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源形开关,使直流电动机M起动运转,调节直流可调电源,使V1读数为UN=220伏,调节R2阻值至零。
b.分别调节直流电动机M的磁场调节电阻R1,发电机G磁场调节电阻R3、负载电阻R4(先调节相串联的900Ω电阻旋钮,调到零用导线短接以免烧毁熔断器,再调节900Ω电阻相并联的旋钮),使直流电动机M的转速nN=1600r/min,If+Ia=IN=0.55A,此时If=IfN,记录此值。
c.保持电动机的U=UN=220V,If=IfN不变,改变R4及R3阻值,测取M在额定负载至空载范围的n、Ia,共取5-6组数据填入表2-1中。
表2-1UN=220vIfN=
Ia(A)
n(r/min)
d.折掉开关S2的短接线,调节R3,使发电机G的空载电压达到最大(不超过220伏),并且极性与电动机电枢电压相同。
e.保持电枢电源电压U=UN=220V,If=IfN,把开关S2合向“1”端,把R4值减小,直至为零(先调节相串联的900Ω电阻旋钮,调到零用导线短接以免烧毁熔断器)。
再调节R3阻值使阻值逐渐增加,电动机M的转速升高,当A1表的电流值为0时,此时电动机转速为理想空载转速,继续增加R3阻值,则电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至电流接近0.8倍额定值(实验中应注意电动机转速不超过2100转/分)。
测取电动机M的n、Ia,共取5-6组数据填入表2-2中。
表2-2UN=220vIfN=
Ia(A)
n(r/min)
因为T2=CMφI2,而CMφ中为常数,则T∝I2,为简便起见,只要求n=f(Ia)特性,见图2-2。
六.实验注意事项
调节串并联电阻时,要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻,防止电阻过流烧毁熔断丝。
七.实验报告
根据实验数据绘出电动机运行在第一、第二象限的制动特性n=f(Ia)
八.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?
实验二直流他励电动机的起动与调速
一、实验目的
掌握直流电动机的起动方法和调速方法。
预习要点
1、直流电动机起动前为什么必须将励磁回路变阻器调到零?
为什么励磁回路接线必须接牢?
2、直流电动机调速原理是什么?
调速方法有哪些?
三、实验内容
1、直流电动机的起动。
2、直流电动机的调速。
四.实验设备及仪器
1.励磁变阻器——r11和r12均选用0.9/1.8A,300Ω励磁变阻器。
2.电动机电枢电阻Rsa——选用ZB120-0.25/6,6/45A,0/11.28Ω调节变阻器。
3.发电机负载RL——选用ZBRg-100,4.8/220Ω,2.55/16.67调节变阻器。
4.电流表——A1和A2均选用T19型(用1A档)
A2和A3均选用026型(用20A档)
5.电压表——V1和V2均选用T51型。
五.实验方法及步骤
按图2-3接线。
本次实验恒转矩负载为:
调节发电机机励磁回路分压电阻rf2,使发电机励磁电流等于额定励磁电流,调节负载电阻RL,使电枢电流等于额定值的一半,并保持不变,则发电机即可看作是电动机的一个恒转矩负载。
发电机G由并励改成他励使用。
1、改变电枢回路串联可改变变阻器调速。
(1)将r11调至最小位置(顺时针旋转至最大):
将Rsa调到最大位置(逆时针旋转最大)。
(2)起动直流电动机。
(3)使U=UN=常数,If=IfN=常数(调r11).
(4)测电枢回路串联可变阻器Rsa阻值,电机转速n。
测五组数据,记表2-3中。
表2-3
测量内容
测量值
Rsa(Ω)
n(r/min)
2.改变电源电压U调速
(1)起动电流电动机。
(2)保持If=IfN=常数。
(3)电枢回路不串接电阻,即可改变电阻器Rsa阻值为零(顺时针旋至最大)。
(4)电压从额定值往下调节。
(5)测量电源电压U及电动机转速n。
(6)共测取5组数据,记录于表2-4中。
表2-4
测量内容
测量值
U(V)
n(r/min)
3.改变励磁电流调速
将Rsa调至最大(逆时针旋转至最大).
(1)起动直流电动机,保持U=UN。
(2)使U=UN=常数,使电枢回路不串接电阻即Rsa调至零(顺时针调至最大)。
(3)调节电动机励磁电流If,即调节励磁回路可变电阻器r11,使If减小。
(4)测量电动机对应的转速n和If。
(5)注意:
电动机最高转速不超过1.2nN。
(6)共测5组数据,记录于表2-5中。
表2-5
测量内容
测量值
If(A)
n(r/min)
六.实验报告
(1)作电枢回路串联电阻器调速特性曲线。
n=f(Rsa)
(2)作降压调速特性曲线。
n=f(V)
(3)作励磁调速特性曲线。
n=f(If)
(4)会定性地分析三种特性曲线。
实验三直流他励电动机制动
一.实验目的
了解他励直流电动机的反接制动、能耗制动原理
二.预习要点
1.他励直流电机制动方法有哪些方法?
2.他励直流电动机能耗制动时,能量传递关系,电动势平衡方程式及机械特性。
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.电机反接制动特性。
3.电机能耗制动特性。
四.实验设备及仪器
1.MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。
2.电机导轨及转速表(MEL-13、MEL-14)
3.三相可调电阻900Ω(MEL-03)4.三相可调电阻90Ω(MEL-04)
5.波形测试及开关板(MEL-05)
6、直流电压、电流、毫安表(MEL-06)
7.电机起动箱(MEL-09)
五.实验方法及步骤
1.反接制动特性。
接线图如图2-1
M为直流并励电动机M12(接成他励方式),UN=220V,IN=0.55A,nN=1600r/min,PN=80W;励磁电压Uf=220V,励磁电流If<0.13A。
G为直流并励电动机M03(接成他励方式),UN=220V,IN=1.1A,nN=1600r/min;
直流电压表V1为220V可调直流稳压电源自带,V2的量程为300V(MEL-06);
直流电流表mA1、A1分别为220V可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表;
mA2、A2分别选用量程为200mA、5A的毫伏表、安培表(MEL-06)
R1选用900Ω欧姆电阻(MEL-03)
R2选用180欧姆电阻(MEL-04中两90欧姆电阻相串联)R3选用3000Ω磁场调节电阻(MEL-09)
R4选用2250Ω电阻(用MEL-03中两只900Ω电阻相并联再加上两只900Ω电阻相串联)
在断电的条件下,对图2-1作如下改动:
(1)R1为MEL-09的3000Ω磁场调节电阻,R2为MEL-03的900Ω电阻,R3不用,R4不变。
(2)S1合向“1”端,S2合向“2”端(短接线拆掉),把发电机G的电枢二个插头对调。
实验步骤:
a.在未上电源前,R1置最小值,R2置300Ω左右,R4置最大值。
b.按前述方法起动电动机,测量发电机G的空载电压是否和直流稳压电源极性相反,若极性相反可把S2含向“1”端。
c.调节R2为900Ω,调节直流电源电压U=UN=220V,调节R1使If=IfN,保持以上值不变,逐渐减小R4阻值,电机减速直至为零,继续减小R4阻值,此时电动机工作于反接制动状态运行(第四象限);
d.再减小R4阻值,直至电动机M的电流接近0.8倍IN,测取电动机在第1、第4象限的n、I2,共取5-6组数据记录于表2-6中。
表2-6R2=900ΩUN=220VIfN=
I2(A)
n(r/min)
为简便起见,画n=f(Ia),见图2-4。
2.能耗制动特性
图2-1中,R1用3000Ω,R2改为360欧(采用MEL-04中只90Ω电阻相串联),R3采用MEL-03中的900欧电阻,R4仍用2250Ω电阻。
操作前,把S1俣向“2”端,R1、R2置最大值,R3置最大值,R4置300欧(把两只串联电阻调至零位,并用导线短接,把两只并联电阻调在300欧位置),S2合向“1”端。
按前述方法起动发电机G(此时作电动机使用),调节直流稳压电源使U=UN=220伏,调节R1使电动机M的If=IfN,调节R3使发电机G的If=80mA,调节R4并先使R4阻值减小,使电机M的能耗制动电流Ia接近0.8IaN数据,记录于表2-7中。
表2-7R2=360ΩIfN=
Ia(A)
n(r/min)
调节R2的180Ω,重复上述实验步骤,测取Ia、n,共取6-7组数据,记录于表2-8中。
表2-8R2=180ΩIfN=
Ia(A)
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