電機及電氣技術(shù)實驗指導(dǎo)書.doc

DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)實驗裝置交流及直流電源操作說明 實驗中開啟及關(guān)閉電源都在控制屏上操作。開啟三相交流電源的步驟為： 1）開啟電源前。要檢查控制屏下面“直流電機電源”的“電樞電源”開關(guān)（右下角）及“勵磁電源”開關(guān)（左下角）都須在“關(guān)”斷的位置?？刂破磷髠?cè)端面上安裝的調(diào)壓器旋鈕必須在零位，即必須將它向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底。 2）檢查無誤后開啟“電源總開關(guān)”，“關(guān)”按鈕指示燈亮，表示實驗裝置的進線接到電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進行實驗電路接線操作是安全的。 3）按下“開”按鈕，“開”按鈕指示燈亮，表示三相交流調(diào)壓電源輸出插孔U、V、W及N上已接電。實驗電路所需的不同大小的交流電壓，都可適當(dāng)旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器旋鈕用導(dǎo)線從這三相四線制插孔中取得。輸出線電壓為0-450V（可調(diào)）并可由控制屏上方的三只交流電壓表指示。當(dāng)電壓表下面左邊的“指示切換”開關(guān)撥向“三相電網(wǎng)電壓”時，它指示三相電網(wǎng)進線的線電壓；當(dāng)“指示切換”開關(guān)撥向“三相調(diào)壓電壓”時，它指示三相四線制插孔U、V、W和N輸出端的線電壓。 4）實驗中如果需要改接線路，必須按下“關(guān)”按鈕以切斷交流電源，保證實驗操作安全。實驗完畢，還需關(guān)斷“電源總開關(guān)”，并將控制屏左側(cè)端面上安裝的調(diào)壓器旋鈕調(diào)回到零位。將“直流電機電源”的“電樞電源”開關(guān)及“勵磁電源”開關(guān)撥回到“關(guān)”斷位置。 開啟直流電機電源的操作： 1）直流電源是由交流電源變換而來，開啟“直流電機電源”，必須先完成開啟交流電源，即開啟“電源總開關(guān)”并按下“開”按鈕。 2）在此之后，接通“勵磁電源”開關(guān)，可獲得約為220V、0.5A不可調(diào)的直流電壓輸出。接通“電樞電源”開關(guān)，可獲得40230V、3A可調(diào)節(jié)的直流電壓輸出。勵磁電源電壓及電樞電源電壓都可由控制屏下方的1只直流電壓表指示。當(dāng)將該電壓表下方的“指示切換”開關(guān)撥向“電樞電壓”時，指示電樞電源電壓，當(dāng)將它撥向“勵磁電壓”時，指示勵磁電源電壓。但在電路上“勵磁電源”與“電樞電源”，“直流電機電源”與“交流三相調(diào)壓電源”都是經(jīng)過三相多繞組變壓器隔離的，可獨立使用。 3）“電樞電源”是采用脈寬調(diào)制型開關(guān)式穩(wěn)壓電源，輸入端接有濾波用的大電容，為了不使過大的充電電流損壞電源電路，采用了限流延時的保護電路。所以本電源在開機時，從電樞電源開合閘到直流電壓輸出約有34秒鐘的延時，這是正常的。 4）電樞電源設(shè)有過壓和過流指示告警保護電路。當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)過壓時，會自動切斷輸出，并告警指示。此時需要恢復(fù)電壓，必須先將“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)低電壓到正常值（約240V以下），再按“過壓復(fù)位”按鈕，即能輸出電壓。當(dāng)負載電流過大（即負載電阻過?。┏^3A時，也會自動切斷輸出，并告警指示，此時需要恢復(fù)輸出，只要調(diào)小負載電流（即調(diào)大負載電阻）即可。有時候在開機時出現(xiàn)過流告警，說明在開機時負載電流太大，需要降低負載電流，可在電樞電源輸出端增大負載電阻或甚至?xí)簳r拔掉一根導(dǎo)線（空載）開機，待直流輸出電壓正常后，再插回導(dǎo)線加正常負載（不可短路）工作。若在空載時開機仍發(fā)生過流告警，這是由于氣溫或濕度明顯變化，造成光電耦合器TIL117漏電使過流保護起控點改變所致，一般經(jīng)過空載開機（即開啟交流電源后，再開啟“電樞電源”開關(guān)）予熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復(fù)正常。所有這些操作到直流電壓輸出都有34秒鐘的延時。 5）在做直流電動機實驗時，要注意開機時須先開“勵磁電源”，后開“電樞電源”；在關(guān)機時，則要先關(guān)“電樞電源”而后關(guān)“勵磁電源”的次序。同時要注意在電樞電路中串聯(lián)起動電阻以防止電源過流保護。具體操作要嚴(yán)格遵照實驗指導(dǎo)書中有關(guān)內(nèi)容的說明。目 錄DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)實驗裝置受試電機銘牌數(shù)據(jù)一覽表-1-DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)實驗裝置交流及直流電源操作說明-2-第一章 電機及電氣技術(shù)實驗的基本要求和安全操作規(guī)程11-1 實驗的基本要求11-2 實驗安全操作規(guī)程4第二章 直流電機實驗52-1 認(rèn)識實驗52-2 直流發(fā)電機112-3 直流并勵電動機182-4 直流串勵電動機24第三章 變壓器實驗293-1 單相變壓器293-2 三相變壓器383-3 三相變壓器的聯(lián)接組和不對稱短路483-4 三相三繞組變壓器643-5 單相變壓器的并聯(lián)運行683-6 三相變壓器的并聯(lián)運行72第四章 異步電機實驗764-1 三相鼠籠異步電動機的工作特性764-2 三相異步電動機的起動與調(diào)速894-3 單相電阻起動異步電動機954-4 單相電容起動異步電動機1004-5 單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機1044-6 雙速異步電動機1084-7 三相異步發(fā)電機112第五章 同步電機實驗1185-1 三相同步發(fā)電機的運行特性1185-2 三相同步發(fā)電機的并聯(lián)運行1265-3 三相同步電動機1345-4 三相同步電機參數(shù)的測定141第六章 電機機械特性的測定 1486-1 直流他勵電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性1486-2 三相異步電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性154第七章 控制微電機實驗1617-1永磁式直流測速發(fā)電機1617-2 步進電動機1647-3 旋轉(zhuǎn)變壓器1747-4 伺服電動機1817-5 自整角機193第八章 電力拖動繼電接觸控制2038-1 三相異步電動機點動和自鎖控制線路 2038-2 三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路2088-3 工作臺自動往返循環(huán)控制線路2138-4 順序控制線路2168-5 兩地控制線路2208-6 三相鼠籠式異步電動機的降壓起動控制線路2228-7 三相線繞式異步電動機的起動控制線路2288-8 雙速異步電動機的控制線路2308-9 三相異步電動機的制動控制線路2328-10 C620車床的電氣控制線路2368-11 M7130平面磨床的電氣控制線路 2388-12電動葫蘆的電氣控制線路 2418-13 X62W銑床模擬控制線路的調(diào)試分析 244第一章 電機及電氣技術(shù)實驗的基本要求和安全操作規(guī)程1-1 實驗的基本要求 電機及電氣技術(shù)實驗課的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會根據(jù)實驗?zāi)康?，實驗?nèi)容及實驗設(shè)備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數(shù)據(jù)，進行分析研究，得出必要結(jié)論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認(rèn)真做好實驗?，F(xiàn)按實驗過程提出下列基本要求。 一、實驗前的準(zhǔn)備 實驗前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書有關(guān)章節(jié)，認(rèn)真研讀實驗指導(dǎo)書,了解實驗?zāi)康摹?項目、方法與步驟，明確實驗過程中應(yīng)注意的問題(有些內(nèi)容可到實驗室對照實驗預(yù)習(xí)，如熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等)，并按照實驗項目準(zhǔn)備記錄抄表等。 實驗前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報告,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)為確實作好了實驗前的準(zhǔn)備，方可開始作實驗。 認(rèn)真作好實驗前的準(zhǔn)備工作，對于培養(yǎng)同學(xué)獨立工作能力，提高實驗質(zhì)量和保護實驗設(shè)備都是很重要的。 二、實驗的進行 1、建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進行,每組由23人組成，實驗進行中的接線、調(diào)節(jié)負載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應(yīng)有明確的分工，以保證實驗操作協(xié)調(diào)，記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。 2、選擇組件和儀表 實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄電機銘牌和選擇儀表量程，然后依次排列組件和儀表便于測取數(shù)據(jù)。 3、按圖接線 根據(jù)實驗線路圖及所選組件、儀表、按圖接線，線路力求簡單明了，按接線原則是先接串聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為查找線路方便，每路可用相同顏色的導(dǎo)線或插頭。 4、起動電機，觀察儀表 在正式實驗開始之前，先熟悉儀表刻度，并記下倍率，然后按一定規(guī)范起動電機，觀察所有儀表是否正常(如指針正、反向是否超滿量程等)。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。 5、測取數(shù)據(jù) 預(yù)習(xí)時對電機的試驗方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實驗時,根據(jù)實驗步驟逐次測取數(shù)據(jù)。 6、認(rèn)真負責(zé)，實驗有始有終 實驗完畢，須將數(shù)據(jù)交指導(dǎo)教師審閱。經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后，才允許拆線并把實驗所用的組件、導(dǎo)線及儀器等物品整理好。 三、實驗報告 實驗報告是根據(jù)實測數(shù)據(jù)和在實驗中觀察和發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過自己分析研究或分析討論后寫出的心得體會。 實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié)論明確。 實驗報告包括以下內(nèi)容： 1) 實驗名稱、專業(yè)班級、學(xué)號、姓名、實驗日期、室溫。 2) 列出實驗中所用組件的名稱及編號，電機銘牌數(shù)據(jù)(PN、UN、IN、nN）等。 3) 列出實驗項目并繪出實驗時所用的線路圖，并注明儀表量程，電阻器阻值，電源端編號等。 4) 數(shù)據(jù)的整理和計算 5) 按記錄及計算的數(shù)據(jù)用坐標(biāo)紙畫出曲線，圖紙尺寸不小于8cm8cm，曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點仍按實際數(shù)據(jù)標(biāo)出。 6) 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進行計算和分析，說明實驗結(jié)果與理論是否符合，可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結(jié)論。實驗報告應(yīng)寫在一定規(guī)格的報告紙上，保持整潔。 7) 每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導(dǎo)教師批閱。第二章 直流電機實驗2-1 認(rèn)識實驗 一、實驗?zāi)康?1、學(xué)習(xí)電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。2、認(rèn)識在直流電機實驗中所用的電機、儀表、變阻器等組件及使用方法。 3、熟悉他勵電動機(即并勵電動機按他勵方式)的接線、起動、改變電機轉(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。 二、預(yù)習(xí)要點 1、如何正確選擇使用儀器儀表。特別是電壓表電流表的量程。 2、直流電動機起動時，為什么在電樞回路中需要串接起動變阻器? 不串接會產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果? 3、直流電動機起動時，勵磁回路串接的磁場變阻器應(yīng)調(diào)至什么位置? 為什么? 若勵磁回路斷開造成失磁時,會產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果? 4、直流電動機調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。 三、實驗項目 1、了解DD01電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正過的直流電機、變阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動機的使用方法。 2、用伏安法測直流電動機和直流發(fā)電機的電樞繞組的冷態(tài)電阻。 3、直流他勵電動機的起動、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。 四、實驗設(shè)備及控制屏上掛件排列順序1、實驗設(shè)備 序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機1 臺3DJ15直流并勵電動機1 臺4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2 件5D42三相可調(diào)電阻器1 件6D44可調(diào)電阻器、電容器1 件7D51波形測試及開關(guān)板1 件8D41三相可調(diào)電阻器1 件 2、控制屏上掛件排列順序 D31、D42、D41、D51、D31、D44 五、實驗說明及操作步驟 1、由實驗指導(dǎo)人員介紹DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)實驗裝置各面板布置及使用方法，講解電機實驗的基本要求，安全操作和注意事項。 2、用伏安法測電樞的直流電阻圖2-1 測電樞繞組直流電阻接線圖 （1）按圖2-1接線，電阻R用D44上1800和180串聯(lián)共1980阻值并調(diào)至最大。A表選用D31直流、毫安、安培表，量程選用5A檔。開關(guān)S選用D51掛箱。 （2）經(jīng)檢查無誤后接通電樞電源，并調(diào)至220V。調(diào)節(jié)R使電樞電流達到0.2A（如果電流太大，可能由于剩磁的作用使電機旋轉(zhuǎn)，測量無法進行；如果此時電流太小，可能由于接觸電阻產(chǎn)生較大的誤差），迅速測取電機電樞兩端電壓U和電流I。將電機分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測取U、I三組數(shù)據(jù)列于表2-1中。 （3）增大R使電流分別達到0.15A和0.1A，用同樣方法測取六組數(shù)據(jù)列于表2-1中。 取三次測量的平均值作為實際冷態(tài)電阻值 表2-1 室溫 序號U（V）I（A）R（ 平均）（）Ra（）Raref（）1Ra11=Ra1=Ra12=Ra13=2Ra21=Ra2=Ra22=Ra23=3Ra31=Ra3=Ra32=Ra33=表中： （4）計算基準(zhǔn)工作溫度時的電樞電阻 由實驗直接測得電樞繞組電阻值，此值為實際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室溫。按下式換算到基準(zhǔn)工作溫度時的電樞繞組電阻值： 式中Raref 換算到基準(zhǔn)工作溫度時電樞繞組電阻。（）。 Ra電樞繞組的實際冷態(tài)電阻。（）。 ref 基準(zhǔn)工作溫度，對于E級絕緣為75 。 a實際冷態(tài)時電樞繞組的溫度。（） 3、直流儀表、轉(zhuǎn)速表和變阻器的選擇 直流儀表、轉(zhuǎn)速表量程是根據(jù)電機的額定值和實驗中可能達到的最大值來選擇，變阻器根據(jù)實驗要求來選用，并按電流的大小選擇串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的接法。 （1）電壓量程的選擇 如測量電動機兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為1000V量程檔。 （2）電流量程的選擇 因為直流并勵電動機的額定電流為1.2A，測量電樞電流的電表A3可選用直流電流表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，電流表A1選用200mA量程檔。 （3）電機額定轉(zhuǎn)速為1600r/min，轉(zhuǎn)速表選用1800r/min量程檔。 （4）變阻器的選擇 變阻器選用的原則是根據(jù)實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定，電樞回路R1可選用D44掛件的1.3A的90與90串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的0.41A的900與900串聯(lián)電阻。 4、直流他勵電動機的起動準(zhǔn)備 按圖2-2接線。圖中直流他勵電動機M用DJ15，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.2A,額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min,額定勵磁電流IfN0.16A。校正直流測功機MG作為測功機使用，TG為測速發(fā)電機。直流電流表選用D31。Rf1用D44的1800阻值作為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。Rf2選用D42的1800阻值的變阻器。作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用D44的180阻值作為直流他勵電動機的起動電阻，R2選用D41的90電阻6只串聯(lián)和D42的900與900并聯(lián)電阻相串聯(lián)作為MG的負載電阻。 接好線后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。 5、他勵直流電動機起動步驟（1）檢查按圖2-2的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動機勵磁回路接線是否牢靠。然后，將電動機電樞串聯(lián)起動電阻R1、測功 圖22 直流他勵電動機接線圖 機MG的負載電阻R2、及MG的磁場回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置，M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān)S，并斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，作好起動準(zhǔn)備。 （2）開啟控制屏上的電源總開關(guān)，按下其上方的“開”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關(guān)，觀察M及MG的勵磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使If2 等于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關(guān)，使M起動。 （3）M起動后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應(yīng)為正向偏轉(zhuǎn) ，若不正確，可撥動轉(zhuǎn)速表上正、反向開關(guān)來糾正。調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使電動機端電壓為220伏。減小起動電阻 R1阻值，直至短接。 （4）合上校正直流測功機MG的負載開關(guān)S，調(diào)節(jié)R2 阻值，使MG的負載電流IF 改變，即直流電動機M的輸出轉(zhuǎn)矩T2 改變（按不同的IF值，查對應(yīng)于If2=100mA時的校正曲線T2=f(IF)，可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)矩T2值）。 （5）調(diào)節(jié)他勵電動機的轉(zhuǎn)速 分別改變串入電動機M電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R1和勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。 （6）改變電動機的轉(zhuǎn)向 將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關(guān)，然后切斷控制屏上的勵磁電源開關(guān)，使他勵電動機停機。在斷電情況下，將電樞（或勵磁繞組）的兩端接線對調(diào)后，再按他勵電動機的起動步驟起動電動機，并觀察電動機的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向。 六、注意事項 1、直流他勵電動機起動時，須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)至最小，先接通勵磁電源,使勵磁電流最大,同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大,然后方可接通電樞電源。使電動機正常起動。起動后，將起動電阻R1調(diào)至零，使電機正常工作。 2、直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調(diào)回到最大值，勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)回到最小值。給下次起動作好準(zhǔn)備。 3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。 4、若要測量電動機的轉(zhuǎn)矩T2 ，必須將校正直流測功機MG的勵磁電流調(diào)整到校正值：100mA，以便從校正曲線中查出電動機M的輸出轉(zhuǎn)矩。 七、實驗報告 1、畫出直流他勵電動機電樞串電阻起動的接線圖。說明電動機起動時，起動電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1應(yīng)調(diào)到什么位置?為什么? 2、在電動機輕載及額定負載時，增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，電機的轉(zhuǎn)速如何變化？增大勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻，轉(zhuǎn)速又如何變化？ 3、用什么方法可以改變直流電動機的轉(zhuǎn)向？ 4、為什么要求直流他勵電動機磁場回路的接線要牢靠？起動時電樞回路必須串聯(lián)起動變阻器？ 2-2直流發(fā)電機 一、實驗?zāi)康?1、掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機的各種運行特性，并根據(jù)所測得的運行特性評定該被試電機的有關(guān)性能。 2、通過實驗觀察并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。 二、預(yù)習(xí)要點 1、什么是發(fā)電機的運行特性？在求取直流發(fā)電機的特性曲線時，哪些物理量應(yīng)保持不變，哪些物理量應(yīng)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(diào)節(jié)？ 3、并勵發(fā)電機的自勵條件有哪些？當(dāng)發(fā)電機不能自勵時應(yīng)如何處理？ 4、如何確定復(fù)勵發(fā)電機是積復(fù)勵還是差復(fù)勵？ 三、實驗項目 1、他勵發(fā)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(diào)節(jié)特性 保持n=nN使U=UN，測取If=f（IL）。 2、并勵發(fā)電機實驗 （1）觀察自勵過程 （2）測外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測取U=f（IL）。 3、復(fù)勵發(fā)電機實驗 積復(fù)勵發(fā)電機外特性 保持n=nN使Rf2常數(shù)，測取Uf（IL）。 四、實驗設(shè)備及掛件排列順序1、實驗設(shè)備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機1 臺3DJ13直流復(fù)勵發(fā)電機1 臺4D31直流電壓、毫安、安培表2 件5D44可調(diào)電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關(guān)板1 件7D42三相可調(diào)電阻器1 件 2、屏上掛件排列順序 D31、D44、D31、D42、D51 五、實驗方法 1、他勵直流發(fā)電機 圖23直流他勵發(fā)電機接線圖 按圖2-3接線。圖中直流發(fā)電機G選用DJ13，其額定值PN100W，UN200V，IN0.5A，nN1600r/min。校正直流測功機MG作為G的原動機（按他勵電動機接線）。MG、G及TG由聯(lián)軸器直接連接。開關(guān)S選用D51組件。Rf1選用D44的1800變阻器，Rf2 選用D42的900變阻器，并采用分壓器接法。R1選用D44的180變阻器。R2為發(fā)電機的負載電阻選用D42，采用串并聯(lián)接法（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)），阻值為2250。當(dāng)負載電流大于0.4 A時用并聯(lián)部分，而將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇合適的量程。 （1）測空載特性 1）把發(fā)電機G的負載開關(guān)S打開，接通控制屏上的勵磁電源開關(guān)，將Rf2調(diào)至使G勵磁電壓最小的位置。 2）使MG電樞串聯(lián)起動電阻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(guān)，在觀察到MG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(guān)，起動直流電動機MG，其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。 3）電動機MG起動正常運轉(zhuǎn)后，將MG電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至最小值 ，將MG的電樞電源電壓調(diào)為220V，調(diào)節(jié)電動機磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使發(fā)電機轉(zhuǎn)速達額定值，并在以后整個實驗過程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。 4）調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁分壓電阻Rf2，使發(fā)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(diào)節(jié)分壓器電阻Rf2使發(fā)電機勵磁電流逐次減小，每次測取發(fā)電機的空載電壓U0和勵磁電流If，直至If0（此時測得的電壓即為電機的剩磁電壓）。 6）測取數(shù)據(jù)時U0UN和If0兩點必測，并在U0UN 附近測點應(yīng)較密。 7）共測取78組數(shù)據(jù)，記錄于表2-2中表2-2 n=nN1600r/min IL=0U0（V）If（mA） （2）測外特性 1）把發(fā)電機負載電阻R2調(diào)到最大值，合上負載開關(guān)S。 2）同時調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機的分壓電阻Rf2 和負載電阻R2使發(fā)電機的ILIN，UUN，n=nN，該點為發(fā)電機的額定運行點，其勵磁電流稱為額定勵磁電流IfN，記錄該組數(shù)據(jù)。 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(fā)電機負載電流IL，從額定負載到空載運行點范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，直到空載（斷開開關(guān)S，此時IL=0），共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-3中。表2-3 nnN r/min IfIfN mAU（V）IL（A） （3）測調(diào)整特性 1）調(diào)節(jié)發(fā)電機的分壓電阻Rf2，保持n=nN，使發(fā)電機空載達額定電壓。 2）在保持發(fā)電機n=nN條件下，合上負載開關(guān)S，調(diào)節(jié)負載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流IL，同時相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流If，使發(fā)電機端電壓保持額定值UUN。 3）從發(fā)電機的空載至額定負載范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機的輸出電流IL和勵磁電流If，共取5-6組數(shù)據(jù)記錄于表2-4中。表2-4 n=nN r/min UUN VIL（A）If（mA） 2、并勵發(fā)電機實驗 （1）觀察自勵過程 1）按實驗2-1六中注意事項2使電機MG停機，在斷電的條件下將發(fā)電機G的勵磁方式從他勵改為并勵，接線如圖2-4所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調(diào)至最大阻值，打開開關(guān)S。 2）按實驗2-1六中注意事項1起動電動機，調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n=nN，用直流電壓表量發(fā)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(guān)S逐漸減小Rf2，觀察發(fā)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(diào)聯(lián)接即可。 4）對應(yīng)著一定的勵磁電阻，逐步降低發(fā)電機轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機電壓隨之下降，直至電壓不能建立，此時的轉(zhuǎn)速即為臨界轉(zhuǎn)速。 （2）測外特性圖24直流并勵發(fā)電機接線圖 1）按圖2-4接線。調(diào)節(jié)負載電阻R2到最大,合上負載開關(guān)S。 2）調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1、發(fā)電機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速、輸出電壓和電流三者均達額定值，即n=nN，U=UN，IL=IN。 3）保持此時Rf2的值和n=nN不變，逐次減小負載，直至IL=0，從額定到空載運行范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL。 4）共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表2-5中。表2-5 nnN r/min Rf2常值 U（V） IL（A）3、復(fù)勵發(fā)電機實驗 （1）積復(fù)勵和差復(fù)勵的判別 1）接線如圖2-5所示，Rf2選用D42的1800阻值。C1、C2為串勵繞組。 2）合上開關(guān)S1將串勵繞組短接，使發(fā)電機處于并勵狀態(tài)運行，按上述并勵發(fā)電機外特性試驗方法，調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電流IL=0.5IN。 3）打開短路開關(guān)S1,在保持發(fā)電機n, Rf2 和R2 不變的條件下,觀察發(fā)電機端電壓的變化,若此時電壓升高即為積復(fù)勵,若電壓降低則為差復(fù)勵。圖25直流復(fù)勵發(fā)電機接線圖 4）如要把差復(fù)勵發(fā)電機改為積復(fù)勵 ,對調(diào)串勵繞組接線即可。 （2）積復(fù)勵發(fā)電機的外特性 1）實驗方法與測取并勵發(fā)電機的外特性相同。先將發(fā)電機調(diào)到額定運行點，n=nN，U=UN，IL=IN。 2）保持此時的Rf2 和n=nN不變，逐次減小發(fā)電機負載電流，直至IL=0。 3）從額定負載到空載范圍內(nèi)，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流IL，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-6中。 表2-6 nnN r/min Rf2常數(shù)U（V） IL（A） 五、注意事項 1、直流電動機MG起動時，要注意須將R1調(diào)到最大，Rf1調(diào)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，MG起動運轉(zhuǎn)。起動完畢，應(yīng)將R1調(diào)到最小。 2、做外特性時，當(dāng)電流超過0.4A時,R2中串聯(lián)的電阻調(diào)至零并用導(dǎo)線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。 六、實驗報告 1、根據(jù)空載實驗數(shù)據(jù),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(shù)和剩磁電壓的百分?jǐn)?shù)。 2、在同一座標(biāo)紙上繪出他勵、并勵和復(fù)勵發(fā)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。 3、繪出他勵發(fā)電機調(diào)整特性曲線，分析在發(fā)電機轉(zhuǎn)速不變的條件下，為什么負載增加時，要保持端電壓不變，必須增加勵磁電流的原因。 七、思考題 1、并勵發(fā)電機不能建立電壓有哪些原因？ 2、在發(fā)電機一電動機組成的機組中，當(dāng)發(fā)電機負載增加時，為什么機組的轉(zhuǎn)速會變低？為了保持發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n=nN，應(yīng)如何調(diào)節(jié)？2-3直流并勵電動機 一、實驗?zāi)康?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(diào)速方法。 二、預(yù)習(xí)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(diào)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、=f（Ia）、n=f（T2）。 2、調(diào)速特性 （1）改變電樞電壓調(diào)速 保持U=UN、If=IfN=常數(shù)，T2=常數(shù)，測取n=f（Ua）。 （2）改變勵磁電流調(diào)速 保持U=UN，T2=常數(shù)，測取n=f（If）。 （3）觀察能耗制動過程 四、實驗方法 1、實驗設(shè)備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流電壓、毫安、電流表2件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D44可調(diào)電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D31、D44 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(fā)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(zhuǎn)矩和輸出功率。Rf1選用D44的1800阻值。Rf2 選用D42的900串聯(lián)900共1800阻值。R1用D44的180阻值。R2選用D42的900串聯(lián)900再加900并聯(lián)900共2250阻值。圖26 直流并勵電動機接線圖 2）將直流并勵電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關(guān)使其起動，其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合轉(zhuǎn)速表正向旋轉(zhuǎn)的要求。 3）M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零，調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V，調(diào)節(jié)校正直流測功機的勵磁電流If2為校正值（50mA或100 mA），再調(diào)節(jié)其負載電阻R2和電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使電動機達到額定值：UUN，IIN，nnN。此時M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。 4）保持UUN，If=IfN，If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉(zhuǎn)速n和校正電機的負載電流IF（由校正曲線查出電動機輸出對應(yīng)轉(zhuǎn)矩T2）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-7中。表27 UUN V If=IfN= mA If2= mA 實驗數(shù)據(jù)Ia（A）n（r/min）IF（A）T2（Nm）計算數(shù)據(jù)P2（W）P1（W）（） n（） 4、調(diào)速特性 （1）改變電樞端電壓的調(diào)速 1）直流電動機M運行后，將電阻R1調(diào)至零，If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1，使M的U=UN，I=0.5IN，IfIfN記下此時MG的IF值。 2）保持此時的IF值（即T2值）和IfIfN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(diào)至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。 3）共取數(shù)據(jù)8-9組，記錄于表2-8中表28 IfIfN mA T2 NmUa（V）n（r/min）Ia（A） （2）改變勵磁電流的調(diào)速 1）直流電動機運行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至零，將MG的磁場調(diào)節(jié)電阻If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=UN，I0.5IN記下此時的IF值。 2）保持此時MG的IF值（T2值）和M的UUN不變，逐次增加磁場電阻阻值：直至n1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia。共取 78組記錄于表29中。表29 UUN V T2 Nmn（r/min）If（mA）Ia（A） （3）能耗制動1）實驗設(shè)備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ15直流并勵電動機1臺4D31直流電壓、毫安、安培表2件5D41三相可調(diào)電阻器1件6D42三相可調(diào)電阻器1件7D44可調(diào)電阻器、電容器1件8D51波形測試及開關(guān)板 1件 2）屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D41、D31、D44 3）按圖2-7接線，先把S1合向2端，合上控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，把M的Rf1調(diào)至零，使電動機的勵磁電流最大。 4）把M的電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大，把S1合至電樞電源，使電動機起動，能耗制動電阻RL選用D41上180阻值。 5）運轉(zhuǎn)正常后，從S1任一端拔出一根導(dǎo)線插頭，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。 圖27并勵電動機能耗制動接線圖 6）重復(fù)起動電動機，待運轉(zhuǎn)正常后，把S1合向RL端，記錄停機時間。 7）選擇RL不同的阻值，觀察對停機時間的影響。 五、實驗報告 1、由表2-7計算出P2和，并給出n、T2、f（Ia）及nf（T2）的特性曲線。 電動機輸出功率： P20.105nT2 式中輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N.m（由If2及IF值，從校正曲線T2=f（IF）查得），轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。 電動機輸入功率： P1=UI 輸入電流： I=Ia+IfN 電動機效率： 由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率： 2、繪出并勵電動機調(diào)速特性曲線nf（Ua）和n=f（If）。分析在恒轉(zhuǎn)矩負載時兩種調(diào)速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點。 3、能耗制動時間與制動電阻RL的阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動方法有什么缺點？ 七、思考題 1、并勵電動機的速率特性nf（Ia）為什么是略微下降？是否會出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？ 2、當(dāng)電動機的負載轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速降低？ 3、當(dāng)電動機的負載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？ 4、并勵電動機在負載運行中，當(dāng)磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛車”？為什么？2-4直流串勵電動機 一、實驗?zāi)康?1、用實驗方法測取串勵電動機工作特性和機械特性。 2、了解串勵電動機起動、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。 二、預(yù)習(xí)要點 1、串勵電動機與并勵電動機的工作特性有何差別。串勵電動機的轉(zhuǎn)速變化率是怎樣定義的？ 2、串勵電動機的調(diào)速方法及其注意問題。 三、實驗項目 1、工作特性和機械特性 在保持UUN的條件下，測取n、T2、f（Ia）以及nf（T2）。 2、人為機械特性 保持UUN和電樞回路串入電阻R1=常數(shù)的條件下，測取nf（T2）。 3、調(diào)速特性 （1）電樞回路串電阻調(diào)速 保持UUN和T2常值的條件下，測取nf（Ua）。 （2）磁場繞組并聯(lián)電阻調(diào)速 保持UUN、T2常數(shù)及R10的條件下，測取nf（If）。 四、實驗線路及操作步驟1、實驗設(shè)備序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機1臺3DJ14直流串勵電動機1臺4D31直流電壓、毫安、安培表2件5D41三相可調(diào)電阻器1件6D42三相可調(diào)電阻器1件7D51波形測試及開關(guān)板 1件 2、屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D31、D41 圖28串勵電動機接線圖 實驗線路如圖2-8所示，圖中直流串勵電動機選用DJ14，校正直流測功機MG作為電動機的負載，用于測量M的轉(zhuǎn)矩，兩者之間用聯(lián)軸器直接聯(lián)接。Rf1也選用D41的180和90串聯(lián)共270阻值，Rf2選用D42上1800阻值，R1用D41的180阻值， R2選用D42上900和900串聯(lián)再加上900和900并聯(lián)共2250阻值，直流電壓表、電流表選用D31。 1、工作特性和機械特性 1）由于串勵電動機不允許空載起動，因此校正直流測功機MG先加他勵電流If2 為校正值，并接上一定的負載電阻R2，使電動機在起動過程中帶上負載。 2）調(diào)節(jié)直流串勵電動機M的電樞串聯(lián)起動電阻R1及磁場分路電阻Rf1到最大值，打開磁場分路開關(guān)S1，合上控制屏上的電樞電源開關(guān)，起動M，并觀察轉(zhuǎn)向是否正確。 3）M運轉(zhuǎn)后，調(diào)節(jié)R1至零，同時調(diào)節(jié)MG的負載電阻值R2，控制屏上的電樞電壓調(diào)壓旋鈕，使M的電樞電壓U1=UN、I=1.2IN。 4）在保持U1=UN，If2為校正值的條件下，逐次減小負載（即增大R2）直至n1.4nN為止,每次測取I、n、IF ，共取數(shù)據(jù)6-7組，記錄于表2-10中。 5）若要在實驗中使串勵電動機M停機，須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)回到最大值，斷開控制屏上電樞電源開關(guān)，使M失電而停止。表2-10 U1=UN=_ V If2=_mA實驗數(shù)據(jù)I(A)n(r/min)IF(A)計算數(shù)據(jù)T2(N