直流并勵電動機實驗

 直流并勵電動機實驗-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、  直流并勵電動機實驗-實驗項目：
    1、工作特性和機械特性
  保持U=U_N和I_f=I_fN不變，測取n、T₂、η=f（Ia）、n=f（T₂）。  
    2、調速特性
   （1）改變電樞電壓調速
    保持U=U_N、I_f=I_fN=常數，T₂=常數，測取n=f（Ua）。
   （2）改變勵磁電流調速
    保持U=U_N，T₂=常數，測取n=f（I_f）。
    3、觀察能耗制動過程
   四、 直流并勵電動機實驗方法：
    1、實驗設備

序號	型  號	名             稱	數 量
1	DQ03-1	導軌、旋轉編碼器及數顯轉速表	1套
2	DQ19	校正直流測功機	1臺
3	DQ09	直流并勵電動機	1臺
4	DQ22	直流數字電壓、毫安、安培表	2件
5	DQ27	三相可調電阻器	1件
6	DQ29	可調電阻器、電容器	1件
7	DQ31	波形測試及開關板	1件

2、屏上掛件排列順序
DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ29
3、并勵電動機的工作特性和機械特性
（1）按圖2-6接線。校正直流測功機 MG按他勵發電機連接，在此作為直流電動機M的負載，用于測量電動機的轉矩和輸出功率。R_f1選用DQ29的900Ω阻值，按分壓法（看第一章可調電阻器分壓法的介紹）接線。R_f2 選用DQ27的900Ω串聯900Ω共1800Ω阻值。R₁用DQ29的180Ω阻值。R₂選用DQ27的900Ω串聯900Ω再加900Ω并聯900Ω共2250Ω阻值。
               （2）將直流并勵電動機M的磁場調節電阻R_f1調至最小值，電樞串聯起動電阻R₁調至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關使其起動。
   （3）M起動正常后，將其電樞串聯電阻R₁調至零，調節電樞電源的電壓為220V，調節校正直流測功機的勵磁電流I_f2為校正值（100 mA），再調節其負載電阻R₂和電動機的磁場調節電阻R_f1，使電動機達到額定值：U＝U_N，I＝I_N，n＝n_N。此時M的勵磁電流I_f即為額定勵磁電流I_fN。
   （4）保持U＝U_N，I_f=I_fN，I_f2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載（即增大負載電阻）。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉速n和校正電機的負載電流I_F（由校正曲線查出電動機輸出對應轉矩T₂）。共取數據9-10組，記錄于表2-7中。
表2－7        U＝U_N＝      V     I_f=I_fN=    mA       I_f2=100 mA  

實 驗 數 據	Ia（A）
	n（r/min）
	IF（A）
	T2（N·m）
計 算 數 據	P2（W）
	P1（W）
	η（％）
	Δn（％）

4、調速特性
   （1）電樞繞組串電阻調速
    1）直流電動機M運行后，將電阻R₁調至零，I_f2調至校正值，再調節負載電阻R₂、電樞電壓及磁場電阻R_f1，使M的U=U_N，Ia=0.5I_N，I_f＝I_fN記下此時MG的I_F值。
    2）保持此時的I_F值（即T₂值）和I_f＝I_fN不變，逐次增加R₁的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R₁從零調至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua，轉速n和電樞電流Ia。
    3）共取數據8-9組，記錄于表2-8中
表2－8    I_f＝I_fN＝     mA        I_F=     A(T₂＝    N·m)      I_f2=100mA

Ua（V）
n（r/min）
Ia（A）

     1）直流電動機運行后，將M的電樞串聯電阻R₁和磁場調節電阻R_f1調至零，將MG的磁場調節電阻I_f2調至校正值，再調節M的電樞電源調壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=U_N，Ia＝0.5I_N記下此時的I_F值。
    2）保持此時MG的I_F值（T₂值）和M的U＝U_N不變，逐次增加磁場電阻阻值：直至n＝1.3n_N，每次測取電動機的n、I_f和Ia。共取 7－8組記錄于表2－9中。
表2－9    U＝U_N＝    V      I_F=     A(T₂＝    N·m)      I_f2= 100mA

n（r/min）
If（mA）
Ia（A）

（1）按圖2-7接線，其中R₁選用DQ29上90Ω串90Ω共180Ω阻值，R_f1選用DQ29上的900Ω串900Ω共1800Ω阻值，R_L選用DQ27上900Ω串900Ω再加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值。

           圖2-7并勵電動機能耗制動接線圖
（2）把M的電樞串聯起動電阻R₁調至最大，磁場調節電阻R_f調至最小位置。S1合向1端位置，然后合上控制屏下方右邊的電樞電源開關，使電動機起動。
（3）運轉正常后，將開關S1合向中間位置，使電樞開路。由于電樞開路，電機處于自由停機，記錄停機時間。
  （4）將R₁調回最大位置，重復起動電動機，待運轉正常后，把S1合向R_L端，記錄停機時間。
  （5）選擇R_L不同的阻值，觀察對停機時間的影響（注意調節R₁及R_L不宜太小的阻值，以免產生太大的電流，損壞電機）
 五、實驗報告
    1、由表2-7計算出P₂和η，并給出n、T₂、η＝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N.m（由I_f2及I_F值，從校正曲線T₂=f（I_F）查得），轉速n的單位為r/min。
    電動機輸入功率：  P₁=UI
輸入電流：        I=Ia+I_fN
    電動機效率：        
由工作特性求出轉速變化率：
    2、繪出并勵電動機調速特性曲線n＝f（Ua）和n=f（I_f）。分析在恒轉矩負載時兩種調速的電樞電流變化規律以及兩種調速方法的優缺點。
    3、能耗制動時間與制動電阻R_L的阻值有什么關系？為什么？該制動方法有什么缺點？
    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？是否會出現上翹現象？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？
    2、當電動機的負載轉矩和勵磁電流不變時，減小電樞端電壓，為什么會引起電動機轉速降低？
    3、當電動機的負載轉矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉速的升高，為什么？
    4、并勵電動機在負載運行中，當磁場回路斷線時是否一定會出現“飛車”？為什么？