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电机与电力拖动实验指导书(2014教学版)

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实验一 直流电动机

一、实验目的

(1). 掌握用实验方法测取直流电动机的工作特性和机械特性。 (2). 掌握直流并励电动机的调速方法。 二、预习要点

(1). 什么是直流电动机的工作特性和机械特性? (2). 直流电动机调速原理是什么? 三、实验项目

(1). 工作特性和机械特性

保持U=UN和If=IfN不变,测取n,M2、n=f(Ia)及n=f(M2)。 (2). 调速特性

a) 改变电枢电压调速

保持U=UN和If=IfN常值,M2=常值,测取n=f(U0)。 b) 改变励磁电流调速

保持U=UN,T2=常值,R1=0,测取n=f(If)。 四、实验设备 (1). (2). (3). (4). (5). (6). (7). (8).

RTZN02或JPT01智能直流电压表、安培表,用2只 JPZN12-1智能转矩、转速、功率表 RTDJ09三相可调电阻器(90Ω) RTDJ10三相可调电阻器(900Ω) RTDJ32直流并励电动机 JPDJ45校正过直流电机

JPDJ47-1电机导轨、旋转编码器 RTDJ12波形测试及开关板

五、 实验线路及操作步骤

1、直流电动机的工作特性和机械特性

实验线路如图1-1所示。R1用RTDJ09的180Ω的阻值,Rf1用RTDJ10的1800Ω的阻值,R2选用RTDJ10的两个900Ω电阻的并联阻值,Rf2用RTDJ10的两个900Ω电阻的串联阻值。电动机选用RTDJ32直流并励电动机,JPDJ45校正过的直流电机作为电动机负载。按照预备实验方法起动直流并励电动机。将电阻R1调到零,同时调节电枢电源电压值为220V,调节Rf2阻值,把 If2调到100mA,再调节负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻Rf1,使电机满足额定值U=UN,I=IN,n=nN,其励磁电流为额定励磁电流IfN,在保持U=UN和If=IfN不变的条件下,逐次减小电动机的负载,即将校正过的直流电机的负载电阻逆时针调到最大,至空载。测取电动机输入电流I,转速n和校正电机的转矩M2,共取6-7组资料,记录于表1-1中。

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220VIf2励磁绕组f2f1并励绕组A2If1A1MGTG1V2A4IFA3IV1220V电枢电源图1-1 直流电动机他励接线图 表1-1 U=UN= V If=IfN= A 实验资料 计算资料 Ia(A) n(r/min) M2(N.m) I (A) P2(W) η(%)

2、调速特性

(1)改变电枢端电压的调速

直流电动机起动后,将电阻R1调至零,If2调到校正值100mA,再调节负载电阻R2、电枢电压及磁场电阻Rf1,使M的U=UN,Ia=0.5IN,If=IfN。保持此时的M2值和If=IfN,逐次增加R1的阻值,降低电枢两端的电压Ua,使R1从零调至最大值,每次测取电动机的端电压Ua,转速n和电枢电流Ia,共取5-6组资料,记录于表1-2中。

表1-2 If=IfN= A M2= N.m Ua(V) n(r/min) Ia(A) (2)改变励磁电流的调速

直流电动机起动后,将电阻R1和电阻Rf1调至零,调节MG的磁场电阻使If2调至

校正值100mA,再调节M的电枢电压和MG的负载,使电动机U=UN,Ia=0.5IN,保持此时的M2值和U=UN的值,逐次增大磁场电阻Rf1,直至n=1.3nN,每次测取电动机的n、If、Ia,共取5-6组资料,记录于表1-3中。

表1-3 U=UN= V M2= N.m

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-M-

n(r/min) If(A) Ia(A) 六、 实验报告

1、由表1-1计算出I、P2和η,并绘出n=f(M2)、n=f(Ia)的特性曲线。

电动机输出功率P2=0.105nM2,式中M2的单位为N.m,n的单位为r/min。 电动机输入功率P1=UI。

电动机效率η= P2/P1ⅹ100%。

由工作特性求出转速变化率:△n=(n0-nN)/nNⅹ100%。

2、绘出并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒转矩负载两种速时的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。

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实验二 直流电动机各种运转状态的机械特性测试

一、实验目的

掌握用实验方法测定他励直流电动机各种运行状态下机械特性的方法。 二、预习要点

⑴. 改变直流电动机机械特性有哪些方法。 ⑵. 直流电动机在什么情况下,从电动运行状态进入回馈制动状态。直流电动机回馈制

动时,能量传递关系,电势平衡方程式以及机械特性。 ⑶. 直流电动机反接制动时,能量传递关系,电动势平衡方程式以及机械特性。 三、实验内容

⑴.测定电动及回馈制动状态下的机械特性。 ⑵.测定能耗制动状态下的机械特性。

⑶.测定电动及反接制动状态下的机械特性。 四、实验设备

⑴.RTDJ34/RTDJ31 直流并励电动机/直流复励发电机 ⑵.RTDJ09/RTDJ10/RTDJ37 电阻挂箱

⑶.RTZN02 智能直流电压电流表挂箱,用2只 ⑷.RTDJ12波形测试及开关板 ⑸.手持式转速表 五、实验操作 1、 实验接线

按图2-1接线,图中各部分说明如下:

⑴. MD和Ldf为被测直流电动机的电枢绕组和励磁绕组,使用RTDJ34直流并励电动机,

接成他励方式使用。额定电压220V,电流1.1A,转速1500rpm。

⑵. MG和Lgf为作测试设备使用的直流电机的电枢绕组和励磁绕组,使用RTDJ34直流复励发电机,接成他励方式使用。与被测电机同轴连接。 ⑶. 电阻R1=900Ω,选用RTDJ37上端的电阻。R2=360Ω=180Ω+180Ω,选用RTDJ37

中间的电阻和RTDJ09上端的电阻。R3=3600Ω=1800Ω+1800Ω,选用RTDJ10上端和中间的电阻。R4=810Ω=450Ω+180Ω+180Ω,选用RTDJ10下端的电阻(两只900Ω并联)、RTDJ09中间的电阻和下端的电阻。 ⑷. 直流电流表A1和A3选用两只RTZN02中的小量程电流表,A2和A4选用其大量程

电表。 ⑸. “直流电机励磁电源”和“直流电机电枢电源”分别取自实验台左边电源控制屏中

部的相应电源输出。 ⑹. 发电机电枢回路里可并联一只直流电压表,用RTZN02上端的电压表。

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直流电 机电枢 电源 + (40~ 220V) - 1 2 R2 AMD MG AR4 2 1 S1 Ia S2 Iga AA 直流电+R1 Igf R3 If 机励磁 Ldf 电源 Lgf - (220V)

图2-1 他励直流电动机各种运转状态下机械特性测定实验接线图

2、 电动及回馈制动状态下的机械特性测定

⑴. R2和R4阻值调到最大。S1合向电源侧1,S2置于中间位置。电枢电源调到最低(旋

钮逆时针旋转到底),并关闭电枢电源开关。 ⑵. 闭合实验台电源总开关,按下起动按钮,接通励磁电源开关。调节电阻R1使电动机

励磁电流If=110mA;调节电阻R3使发电机励磁电流Igf=100mA。 ⑶. 接通电枢回路电源,升高电枢电源电压到220V并保持不变。这时电机应该起动到了

较高速度正常运转,观察是否有异常。 ⑷. 用直流电压表检测S2中间位置两接线端与电源侧“1”(图中右侧)两接线端的极性

是否相同。若不同,对调S2电源侧的两条线,使之极性相同。 ⑸. 把S2扳到短路线侧“2”,把R2调到“0 Ω”,减小R4使被测电机MD电枢电流Ia

=1.0A 。该点作为第一个测量点,把电枢电流和转速计入表2-1。 ⑹. 逐次增大R4阻值直至发电机空载(把S2置于中间位置实现),测取若干组电动机电

枢电流和转速的数据填入表2-1。

表2-1 电动及回馈制动状态下的机械特性测试数据表 测试条件 电枢电流Ia (A) 转速 n (rpm) 电枢电流Ia (A) 转速 n (rpm)

Ua=UN = 220V,If =110 mA ,R2 = 0 Ω 0.0 0.8 0.6 ?0.2 0.4 ?0.3 0.2 ?0.1 8

?0.4

电机与电力拖动实验指导书(2014教学版)

实验一直流电动机一、实验目的(1).掌握用实验方法测取直流电动机的工作特性和机械特性。(2).掌握直流并励电动机的调速方法。二、预习要点(1).什么是直流电动机的工作特性和机械特性?(2).直流电动机调速原理是什么?三、实验项目(1).工作特性和机械特性保持U=UN
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