实验四、直流电机实验

实 验 报 告

系 院 电气与电子工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 成 绩

2020年06月10日 教务处 印制

广东···实验报告

系： 电气与电子工程学院 专业： 电气工程及其自动化 年级： 姓名： 学号： 实验时间： 2020.06.10 指导教师签字： 成绩： 实验项目名称： 实验四、直流电机实验 ? 实验目的和要求： ? 目的 （1）学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 （2）认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 （3）熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。 ? 要求 (1) 了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正直流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。 (2) 用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 (3) 直流他励电动机的起动、调速及改变转向。 ? 主要仪器设备： 实验设备 序 号 1 2 3 4 5 6 7 2、控制屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D44 型 号 DD03 DJ23 DJ15 D31 D42 D44 D51 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 直流并励电动机 直流数字电压、毫安、安培表 三相可调电阻器 可调电阻器、电容器 波形测试及开关板 数 量 1 台 1 台 1 台 2 件 1 件 1 件 1 件

? 实验内容和原理： 1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。 2、用伏安法测电枢的直流电阻 图 4.1测电枢绕组直流电阻接线图 （1）按图4-1接线，电阻R用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。A表选用D31上的直流安培表。开关S选用D51挂箱上的双刀双掷开关。 （2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U和电流I。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U、I三组数据列于表2-1中。 （3）增大R使电流分别达到0.15A和0.1A，用同样方法测取六组数据列于表4-1中。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值 + 220V电枢电源-SARVRa?M1(Ra1?Ra2?Ra3)31(Ra1?Ra2?Ra3)R?1(R?R?R)a1a11a12a1333 1R? a23(Ra21?Ra22?Ra23)1Ra3?(Ra31?Ra32?Ra33) 3 Ra?（4）计算基准工作温度时的电枢电阻 由实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值： 式中Raref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（Ω）。 Ra——电枢绕组的实际冷态电阻。（Ω）。 θref ——基准工作温度，对于E级绝缘为75 ℃。 θa——实际冷态时电枢绕组的温度。（℃） 3、直流仪表、转速表和变阻器的选择 直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。 （1）电压量程的选择 如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为1000V量程档。 Raref?Ra235??ref235??a

（2）电流量程的选择 因为直流并励电动机的额定电流为1.2A，测量电枢电流的电表A3可选用直流安培表的5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，选用直流毫安表的200mA量程档。 （3）电机额定转速为1600r/min，转速表选用1800r/min量程档。 （4）变阻器的选择 变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路R1可选用D44挂件的1.3A的90Ω与90Ω串联电阻,磁场回路Rf1可选用D44挂件的0.41A的900Ω与900Ω串联电阻。 4、直流他励电动机的起动准备 按图4-2接线。图中直流他励电动机M用DJ15，其额定功率PN=185W，额定电压UN=220V，额定电流IN=1.2A,额定转速nN=1600r/min,额定励磁电流IfN＜0.16A。校正直流测功机MG作为测功机使用，TG为测速发电机。直流电流表选用D31。Rf1用D44的1800Ω阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。Rf2选用D42的1800Ω阻值的变阻器作为MG励磁回路串接的电阻。R1选用D44的180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻，R2选用D42上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值作为MG的负载电阻。 接好线后，检查M、MG及TG之间是否用联轴器直接联接好。 （1）检查按图2-2的接线是否正确，电表的极性、量程选择是否正确，电动机励磁回路接线是否牢固。然后，将电动机电枢串联起动电阻R1、测功机MG的负载电阻R2、及MG的磁场回路电阻Rf2调到阻值最大位置，M的磁场调节电阻Rf1调到最小位置，断开开关S，并确认断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动准备。 （2）开启控制屏上的钥匙开关，按下其上方的“启动”按钮，接通其下方左边的励磁电源开关，观察M及MG的励磁电流值，调节Rf2使If2 等于校正值（100mA）并保持不变，再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使M起动。 （3）M起动后观察转速表指针偏转方向，应为正向偏转 ，若不正确，可拨动转速表上正、反向开关来纠正。调节控制屏上电枢电源“电压调节”旋钮，使电动机电枢端电压为220伏。减小起动电阻 R1阻值，直至短接。 （4）合上校正直流测功机MG的负载开关S，调节R2 阻值，使MG的负载电流IF 改变，即直流电动机M的输出转矩T2 改变（调不同的IF值，查对应于If2=100mA时的校正曲线T2=f(IF)，可得

到M不同的输出转矩T2值）。 （5）调节他励电动机的转速 分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R1和励磁回路的调节电阻Rf1，观察转速变化情况。 （6）改变电动机的转向 将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值，先切断控制屏上的电枢电源开关，然后切断控制屏上的励磁电源开关，使他励电动机停机。在断电情况下，将电枢（或励磁绕组）的两端接线对调后，再按他励电动机的起动步骤起动电动机，并观察电动机的转向及转速表显示的转向。 ? 操作方法与实验步骤： 1·画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻R1和磁场调节电阻Rf1应调到什么位置?为什么? 答：励磁变阻器在最小位置，电枢变阻器在最大位置。先开励磁绕组器开关，后开电枢绕组开关。先关电枢绕组开关，后关励磁绕组开关。 2·在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？ 答：增大电枢回路电阻，转速下降低;增大励磁回路电阻，转速会上升(增大励磁回路电阻会减弱励磁电流和磁通) 3·用什么方法可以改变直流电动机的转向？ 答：改变直流电机的转向，只需改变没电枢回路或者励磁回路的电流方向即可，要记住，只能改变一个回路的电流方向，如果两个电流方向都改变了，那么电机转向不变。 4·在他励直流电动机启动时，为什么要先加励磁电源后加电枢电源？ 答： （1）如果电机直接加电枢电源，没有励磁，电枢电流过大 （2）如果电机有剩磁，直接加电枢电源，电机会“飞车”，这是最主要的原因。是绝不允许的，可能造成电机损坏或人身伤害。他励电动机他励电动机是指电机的励磁线圈和电枢绕组是分开的，励磁电流单独提供，与电枢电流无关。控制方便，容易实现调速，控制器控制正反转不需要安装切换接触器。