1、直流電機實驗報告課程名：電機學與電力拖動姓名：李靜怡學院：電氣工程學院班級：電氣1108班學號：11291240指導老師：郭芳2-2直流發電機 一、實驗目的 1、掌握用實驗方法測定直流發電機的各種運行特性，并根據所測得的運行特性評定該被試電機的有關性能。 2、通過實驗觀察并勵發電機的自勵過程和自勵條件。 二、預習要點 1、什么是發電機的運行特性？在求取直流發電機的特性曲線時，哪些物理量應保持不變，哪些物理量應測取。 2、做空載特性實驗時，勵磁電流為什么必須保持單方向調節？ 3、并勵發電機的自勵條件有哪些？當發電機不能自勵時應如何處理？ 4、如何確定復勵發電機是積復勵還是差復勵？ 三、實驗項目

2、1、他勵發電機實驗 （1）測空載特性 保持n=nN使IL=0，測取U0=f（If）。 （2）測外特性 保持n=nN使If=IfN ，測取U=f（IL）。 （3）測調節特性 保持n=nN使U=UN，測取If=f（IL）。 2、并勵發電機實驗 （1）觀察自勵過程 （2）測外特性 保持n=nN使Rf2=常數，測取U=f（IL）。 3、復勵發電機實驗 積復勵發電機外特性 保持n=nN使Rf2常數，測取Uf（IL）。 四、實驗設備及掛件排列順序1、實驗設備序號型 號名 稱數 量1DD03-4渦流測功機及導軌1 臺2D55-4渦流測功機控制箱1 臺2DJ23-1直流電動機（按他勵電動機接線）1 臺3DJ1

3、3直流復勵發電機（他勵發電機接線）1 臺4D31直流電壓、毫安、安培表2 件5D44可調電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關板1 件7D42三相可調電阻器1 件 2、屏上掛件排列順序 D55-4，D31、D44、D31、D42、D51五、實驗方法1、他勵直流發電機（必做）按圖1-2-1接線。圖中直流發電機G選用DJ13，其額定值PN100W，UN200V，IN0.5A，nN1600r/min。直流電動機DJ23-1作為G的原動機（按他勵電動機接線）。渦流測功機、發電機及直流電動機由聯軸器同軸聯接。開關S選用D51組件上的雙刀雙擲開關。Rf1選用D44的1800變阻器，Rf2 選用D42的

4、900變阻器，并采用分壓法接線。R1選用D44的180變阻器。R2為發電機的負載電阻選用D42，采用串并聯接法（900與900電阻串聯加上900與900并聯），阻值為2250。當負載電流大于0.4 A時用并聯部分，而將串聯部分阻值調到最小并用導線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇合適的量程。圖1-2-1直流他勵發電機接線圖 （1）測空載特性1）首先將渦流測功機控制箱的“突減載”開關撥至上端位置或將給定調節旋鈕逆時針旋轉到底，渦流測功機不加載。然后打開發電機G的負載開關S，接通控制屏上的勵磁電源開關，將Rf2調至使G勵磁電流最小的位置（即Rf2調至最大）。 2）使直流電動機M電樞串聯起動

5、電阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左邊的勵磁電源開關，在觀察到直流電動機M的勵磁電流為最大的條件下，再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關，起動直流電動機M，其旋轉方向應符合正向旋轉的要求。 3）直流電動機M起動正常運轉后，將M電樞串聯電阻R1調至最小值 ，將M的電樞電源電壓調為220V，調節電動機磁場調節電阻Rf1，使發電機轉速達額定值。 4）調節發電機勵磁分壓電阻Rf2，使發電機空載電壓達U01.2UN為止。 5）在保持n=nN1600r/min條件下，從U01.2UN 開始，單方向調節分壓器電阻Rf2使發電機勵磁電流逐次減小，每次測取發電機的空載電壓U0和勵磁電流If，直至

6、If0（此時測得的電壓即為電機的剩磁電壓）。 6）測取數據時U0UN和If0兩點必測，并在U0UN 附近測點應較密。 7）共測取78組數據，記錄于表1-2-1中表2-2 n=nN1600r/min IL=0U0（V）240220210200190180150110705028.8If（mA）116.790.481.573.16659.442.826.612.96.90（2）測外特性 1）把發電機負載電阻R2調到最大值，合上負載開關S。 2）同時調節電動機的磁場調節電阻Rf1，發電機的分壓電阻Rf2 和負載電阻R2使發電機的ILIN，UUN，n=nN，該點為發電機的額定運行點，其勵磁電流稱為額定

7、勵磁電流IfN，記錄該組數據。特別注意，當電流超過0.4A時,R2中串聯的電阻調至零并用導線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。 3）在保持n=nN和IfIfN 不變的條件下，逐次增加負載電阻R2，即減小發電機負載電流IL，從額定負載到空載運行點范圍內，每次測取發電機的電壓U和電流IL，直到空載（斷開開關S，此時IL=0），共取6-7組數據，記錄于表1-2-2中。表2-3 nnN1600 r/min IfIfN 112.0 mAU（V）200210220230235IL（A）0.50.370.270.10 2、并勵發電機實驗 （1）觀察自勵過程 1）按注意事項使直流電動機M停機。同時將啟動電阻R

8、1調回最大值，磁場調節電阻Rf1調到最小值為下次啟動做好準備。在斷電的條件下將發電機G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖1-2-2所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯并調至最大阻值，打開開關S。 2）按注意事項起動電動機，調節電動機的轉速，使發電機的轉速n=nN，用直流電壓表量發電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接成他勵方式進行充磁。 3）合上開關S逐漸減小Rf2，觀察發電機電樞兩端的電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件。如果不能自勵建壓，將勵磁回路的兩個端頭對調聯接即可。 4）對應著一定的勵磁電阻，逐步降低發電機轉速，使發電機電壓隨之下降，直至電壓不能建立，此時的轉速

9、即為臨界轉速。 六、注意事項 1、直流電動機MG起動時，要注意須將R1調到最大，Rf1調到最小，先接通勵磁電源，觀察到勵磁電流If1為最大后，接通電樞電源，使 M起動運轉。起動完畢，應將R1調到最小。 2、做外特性時，當電流超過0.4A時,R2中串聯的電阻調至零并用導線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。七、實驗報告1、根據空載實驗數據,作出空載特性曲線,由空載特性曲線計算出被試電機的飽和系數和剩磁電壓的百分數。U0（V）240220210200190180150110705028.8If（mA）116.790.481.573.16659.442.826.612.96.90飽和系數：X%=(Ib

10、/Ia)*100%=(63/73.1)*100%=86.18%剩磁電壓：剩磁電壓U=28.8V 剩磁電壓的百分數 %=（U/UN）*100%=（28.8/200）*100%=14.4%可以看出，電機的剩磁電壓還是比較大的。2、在同一座標紙上繪出他勵、并勵和復勵發電機的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率： 并分析差異原因。U（V）200210220230235IL（A）0.50.370.270.10從圖表中可以看出，隨著負載電流上升，他勵發電機的端電壓逐漸下降。計算電壓變化率：=（235-200）/200*100%=17.5%通常他勵發電機的電壓調整率為5%到10%，由于17.5%

11、大于10%，此發電機的外特性不夠好。八、思考題1、并勵發電機不能建立電壓有哪些原因？答：電機沒有磁路，沒有電壓，必須通過外加直流電源通電來勵磁；勵磁繞組接法和電樞方向沒有配合好，最初微小勵磁電流產生的磁動勢方向與剩磁方向相反；對于某回路有以臨街轉速，轉速低于臨界轉速也不建立起電壓。2、在發電機一電動機組成的機組中，當發電機負載增加時，為什么機組的轉速會變低？為了保持發電機的轉速n=nN，應如何調節？答：負載電流增大時電壓下降，而勵磁電流沒有增加，轉速降低，為了保持轉速正常運行，應曾江勵磁電流，以抵消電樞回路的電壓降。2-3直流并勵電動機一.實驗目的1.掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性

12、和機械特性。2.掌握直流并勵電動機的調速方法。二.預習要點1.什么是直流電動機的工作特性和機械特性？2.直流電動機調速原理是什么？三.實驗項目1.工作特性和機械特性保持U=UN 和If =IfN 不變，測取n、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。2.調速特性(1)改變電樞電壓調速保持U=UN 、If=IfN =常數，T2 =常數，測取n=f(Ua)。(2)改變勵磁電流調速保持U=UN，T2 =常數，R1 =0，測取n=f(If)。(3)觀察能耗制動過程四實驗方法1并勵電動機的工作特性和機械特性。a將R1調至最大，Rf調至最小，毫安表量程為200mA，電流表量程為2A檔，電壓表量程為300V

13、檔，檢查渦流測功機與MEL-13是否相連，將MEL-13“轉速控制”和“轉矩控制”選擇開關板向“轉矩控制”，“轉矩設定”電位器逆時針旋到底，打開船形開關，按實驗一方法起動直流電源，使電機旋轉，并調整電機的旋轉方向，使電機正轉。b直流電機正常起動后，將電樞串聯電阻R1調至零，調節直流可調穩壓電源的輸出至220V，再分別調節磁場調節電阻Rf和“轉矩設定”電位器，使電動機達到額定值：U=UN=220V，Ia=IN，n=nN=1600r/min，此時直流電機的勵磁電流If=IfN（額定勵磁電流）。c保持U=UN，If=IfN不變的條件下，逐次減小電動機的負載，即逆時針調節“轉矩設定”電位器，測取電動機

14、電樞電流Ia、轉速n和轉矩T2，共取數據7-8組填入表1-8中。表2-7 U=UN=220V If=IfN= 67.8mA IF2=100MA實驗數據Ia（A）0.50 0.40 0.35 0.33 1.20 n（r/min）1682 1700 1710 1717 1600 IF（A）0.27 0.16 0.11 0.09 0.90 T2（Nm）0.505 0.343 0.290 0.280 1.155 計算數據P2（w）89.19 61.23 52.07 50.48 194.04 P1（w）124.92 102.92 91.92 87.52 278.92 （%）71.40%59.49%56.

15、65%57.68%69.57%n（%）5.13%6.25%6.88%7.31%0.00%實驗數據Ia（A）1.10 1.00 0.90 0.85 0.75 0.65 n（r/min）1608 1618 1625 1635 1648 1657 IF（A）0.84 0.75 0.65 0.60 0.50 0.40 T2（Nm）1.100 0.990 0.882 0.828 0.720 0.612 計算數據P2（w）185.72 168.19 150.49 142.15 124.59 106.48 P1（w）256.92 234.92 212.92 201.92 179.92 157.92 （%）7

16、2.29%71.60%70.68%70.40%69.25%67.43%n（%）0.50%1.13%1.56%2.19%3.00%3.56%五實驗報告1.由表1-8計算出 P2和，并繪出n、T2、=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲線。電動機輸出功率P2=0.105nT2式中輸出轉矩T2 的單位為Nm，轉速n的單位為rmin。電動機輸入功率P1=UI電動機效率=100電動機輸入電流I =Ia +IfN由工作特性求出轉速變化率：n= 100實驗數據Ia（A）0.50 0.40 0.35 0.33 1.20 n（r/min）1682 1700 1710 1717 1600 IF（A）0.27 0.1

17、6 0.11 0.09 0.90 T2（Nm）0.505 0.343 0.290 0.280 1.155 計算數據P2（w）89.19 61.23 52.07 50.48 194.04 P1（w）124.92 102.92 91.92 87.52 278.92 （%）71.40%59.49%56.65%57.68%69.57%n（%）5.13%6.25%6.88%7.31%0.00%實驗數據Ia（A）1.10 1.00 0.90 0.85 0.75 0.65 n（r/min）1608 1618 1625 1635 1648 1657 IF（A）0.84 0.75 0.65 0.60 0.50

18、0.40 T2（Nm）1.100 0.990 0.882 0.828 0.720 0.612 計算數據P2（w）185.72 168.19 150.49 142.15 124.59 106.48 P1（w）256.92 234.92 212.92 201.92 179.92 157.92 （%）72.29%71.60%70.68%70.40%69.25%67.43%n（%）0.50%1.13%1.56%2.19%3.00%3.56%有圖表中可以看出，轉速n和轉矩T2的曲線比較符合理論推測：隨著電樞電流的上升，他勵電動機轉速n略微下降，負載轉矩T2線性增大，而效率的曲線偏離較大，找不到明顯的線增后降，出現峰值的趨勢，可能是實驗中操作存在失誤導致數據出現偏差，還有可能是理論與實際情況的電機運行條件不完全吻合，導致實際效率曲線不正確。在圖表中沿n=f(Ia)的數據曲線畫出趨勢線，與坐標軸的交點即為n0，讀出n0=1.08，換算成n0=1.08*1600=1728，計算轉速變化率：n= 100=（1728-1600）/1600*100%=8%六思考題1.并勵電動機的速率特性n=f(Ia)為什么是略微下降？是否會出現上