直流他勵電動機四象限運行

1、直流電動機四象限機械特性測試一實驗目的本實驗通過對直流電動機四象限機械特性的測試時學生對直流電動機的基本特性以及四象限工作狀態(tài)有更深入的了解，進而掌握直流電動機的認為特性及其在調(diào)速國策和那個中的應用方式，同時鍛煉學僧的分析問題解決問題能力和獨立工作的能力。二實驗內(nèi)容測試直流電動機四個象限的機械特性，包括設備選擇，拖動及負載電動機的選擇，調(diào)速方式，參數(shù)調(diào)整，接線以及數(shù)據(jù)測試和曲線的繪制等。三實驗要求1） 第一象限固有特性電動狀態(tài)測量4個穩(wěn)定工作點2） 第二象限回饋狀態(tài)（電壓可適當降低）測量4個穩(wěn)定工作點3） 第二象限電動勢反接制動（最大電流設為1.5倍的In）測量3個工作點4） 第二象限能耗制動

2、（最大電流設1.5In)測量三個工作點，可以接反抗性負載5） 第三象限反向電動狀態(tài)（類同一象限）6） 第四象限能耗制動測量4個穩(wěn)定工作點7） 第四象限倒拉反轉測量4個穩(wěn)定工作點8） 要求寫清實驗步驟，并記錄數(shù)據(jù)四實驗步驟1 第一象限的固有特性1.1 實驗原理在電源電壓U =Un，氣隙磁通 =N，電樞外串電阻R=0時，n =(T )的機械特性，其數(shù)學表達式為：機械特性表達式 固有特性性空載轉速 斜率電樞電流：1.2 實驗步驟（）按照實驗接線圖連接號電路，R1：電樞調(diào)節(jié)電阻（MEL-09）Rf：磁場調(diào)節(jié)電阻（）：直流并勵電動機：渦流測功機：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源：直流電機勵磁電源：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶電

3、壓表：直流電壓表，量程為檔，位于（有的時候其實不用這個表，為了 實驗的安全性和調(diào)速還是加上）：測電樞電流的安培表，：毫安表，位于直流電機勵磁電源部 （） 檢查M，G之間是否用聯(lián)軸器接好，電機導軌和MEL-13的連線是否接好，電動機勵磁回路接線是否牢靠，儀表的量程，極性是否正確。（） 將直流電樞調(diào)節(jié)電阻R1跳到最大，磁場調(diào)節(jié)電阻跳到最小，轉矩設定器逆時針調(diào)到底。（） 開啟控制的總電源控制鑰匙開關至“開”位置，按次序案子啊綠色“閉合”按鈕開關，打開勵磁電源船型開關和可調(diào)直流船形開關，按下復位按鈕，此時，直流電源的綠色工作發(fā)光二極管，指示直流電壓易經(jīng)建立，旋轉電壓調(diào)節(jié)電位器，是可調(diào)直流穩(wěn)壓源電源輸出

4、220V電壓。（） 調(diào)節(jié)R1到最小。（） 調(diào)節(jié)轉矩按鈕，調(diào)節(jié)四個穩(wěn)定狀態(tài)，注意不要超過1.1N.m，記錄此時的轉速和電樞電流，電樞電壓。 第一象限穩(wěn)定工作點實驗記錄數(shù)據(jù)：電磁轉矩（N.m)（經(jīng)計算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉速n/min（測量）穩(wěn)定工作點一 =1.1041.104A220V1600穩(wěn)定工作點二T1=0.9010.901A220V1620穩(wěn)定工作點三T2=0.8250.825A220V1630穩(wěn)定工作點四T3=0.7120.712A220V16421.3數(shù)據(jù)處理 在額定轉矩下，額定電壓額定電流額定轉下速 根據(jù)公式可以求的，所以=1。所以根據(jù)公式可以算的根據(jù)實驗表

5、格數(shù)據(jù)繪制的特性曲線2 第二象限的回饋狀態(tài)2.1 實驗原理電磁轉矩：穩(wěn)定運行時有：根據(jù)公式得在降低電樞電壓時，轉速不能突變，電樞電流先是變小而后又變大，最后又回到初始值。在第一象限達到穩(wěn)定工作狀態(tài)。 這是一種很好的調(diào)速方法，叫降電壓調(diào)速。2.2 實驗步驟 在上一個實驗的基礎上，降低電樞電壓，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓源，然后記錄此時的轉速和電樞電流 。 第二象限回饋狀態(tài) 降電壓 電磁轉矩(N.m)（經(jīng)計算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉速n/min（測量）穩(wěn)定工作點一1.1011.101A220Vn1=1600穩(wěn)定工作點二1.2311.231A200Vn2=1433穩(wěn)定工作點三1.2311.2

6、31A190Vn3=1350穩(wěn)定工作點四1.3751.375A180Vn4=12722.3數(shù)據(jù)處理在是實驗中，由于測功機的原因，它的轉矩是隨著轉速的變換而變化的，在理論推理中，如果電擊拖動的是恒轉矩負載那到達穩(wěn)定工作點時電樞電流是不變的，但是實驗結果是變的，這就是因為測功機的原因。根據(jù)實驗表格數(shù)據(jù)繪制的特性曲線 3 第二象限電動勢反接制動 3.1實驗原理 反接制動就是將電源電壓反接，同時串如一個保護電阻，達到制動的目的，從圖中可以看出，當電源電壓反接時，轉速不能突變，電樞電流突然變大，而且反向，這時必須串如保護電阻才能是電動機正常工作，否則電樞電流過大會燒壞電機。電動機在第三象限反轉。在實驗中

7、，應將負載轉矩調(diào)的盡可能小，這樣在反轉的時候可以轉起來。制動電阻最小值：3.2 實驗步驟 1） 接線還是跟上一個實驗一樣。開始過程與上一個實驗相同。2） 在電源處利用單刀雙擲開關設計電路，設計一個可以實現(xiàn)電源方向切換的開關3） 安全啟動直流電動機，逐漸加大電源電壓，同時調(diào)節(jié)電樞電阻。4） 負載轉矩調(diào)小，調(diào)節(jié)測功機的轉矩，擰到最小。5） 將電樞電阻調(diào)到最小，通過磁場調(diào)節(jié)電阻使得轉速上升。記錄數(shù)值。 6）打開電源調(diào)轉速和電樞電阻，使轉速達到額定值，這樣可以更好的記錄數(shù)據(jù) 7）將開關打到反接端，飛讀此時的轉速和電樞電流實驗接線圖Rs為串如的電阻，注意電阻保險絲用1.5A的輸出轉矩(N.m)（經(jīng)計算后

8、得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉速n/min（測量）工作點一1.371.37A220Vn1=1750工作點二-0.78-0.78A-220Vn2=929工作點三-0.61-0.61A-220V0 反接制動 實驗數(shù)據(jù)（飛讀）Rs=3.6k3.3數(shù)據(jù)處理在實驗過程中，由于轉速降的特別快，所以要飛度數(shù)據(jù)，4 第二象限能耗制動 4.1 實驗原理 能耗型制動，就是將電源電壓切掉，同時串入保護電阻，轉速不能突變，電流突變，電流變大，且反向。參數(shù)特點：U=0， 電樞回路總電阻R=RaR實際上是一臺他勵直流發(fā)電機。軸上的機械能轉化成電能， 全部消耗于電樞回路的電阻上， 所以稱為能耗制動。IfUNR

9、EaIan 4.2實驗步驟1）按照實驗接線圖來您好電路，檢查電路2）安全啟動電源，按照上一個實驗的啟動步驟，調(diào)速，是電動機速度達到一定值。輸出轉矩(N.m)（經(jīng)計算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉速n/min（測量）工作點一1.11.1A220VnN=1600工作點二-0.43-0.43A-220Vn2=1546工作點三0.060.06A-220V750 能耗制動 Rs=3.6k4.3數(shù)據(jù)處理5 第三象限反向電動狀態(tài)（類同一象限）5.1 實驗原理將實驗一的直流穩(wěn)壓源的正負兌換，然后再接到電樞回路中去，電動機的轉向變化，同樣如果將磁場電流的方向也改變，則轉向也變化5.2實驗步驟接線

10、與實驗一相同，電源方向不一樣，記錄四個穩(wěn)定工作點電磁轉矩（N.m)（經(jīng)計算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉速n/min（測量）穩(wěn)定工作點一 =1.104-1.104A220V-1600穩(wěn)定工作點二T1=-0.900-0.900A220V-1620穩(wěn)定工作點三T2=-0.832-0.832A220V-1630穩(wěn)定工作點四T3=-0.701-0.701A220V-16405.3 數(shù)據(jù)處理 6第四象限倒拉反轉 6.1實驗原理他勵直流電動機拖動位能型負載運行，如電樞回路串入電阻時，轉速n下降，但是如果電阻值大到一定程度后，就會使轉速n<0，工作在第四象限。電磁轉矩T>0，本實

11、驗中，我們用一臺直流電動機做位能型負載，來模擬實驗。兩臺電動機的轉速不一樣，方向也不一樣。6.2實驗步驟電動機（主）位能型（副）1） 準備兩臺直流他勵電動機，用聯(lián)軸器將兩臺電動機連接起來，兩臺分別用不用的實驗臺控制，檢查連接的牢固性。按照接線圖連線。2） 打開主電動機，漸漸增大直流穩(wěn)壓源電壓，增加到100v左右。3） 再打開位能型負載代替裝置，副直流電動機，注意副電動機的電源電壓要與主電動機的反向。4） 觀察此時的主電動機，如果轉速很低，那就適當增加主電機的直流穩(wěn)壓電源，但是同時要觀察主電動機的電樞電流，不要太大，還要注意，此時只是將副電動機的電源系統(tǒng)打開，電樞還沒有電流，還沒有按下復位鍵。5

12、） 當轉速調(diào)到一定程度，按下副電動機復位鍵，此時轉速會驟降，主電動機的電樞電流會變的很大，如果此時再增加直流穩(wěn)壓源的電壓會使電樞電流更大，所以為了使轉速和電壓，電樞電流達到一個可以檢測，可以易于實驗的數(shù)值，我們將主電動機的直流穩(wěn)壓源調(diào)到119V。6） 增大主電動機的串聯(lián)電阻Rs, 使主電動機反轉。7） 調(diào)節(jié)副電動機的電樞電流或電阻，觀察記錄主電動機轉速和電樞電流。實驗數(shù)據(jù)記錄電磁轉矩（N.m)（經(jīng)計算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉速n/min（測量）穩(wěn)定工作點一 =1.7741.774A119V583穩(wěn)定工作點二T1=-0.2550.255A119V-224穩(wěn)定工作點三0.28

13、0A119V-449穩(wěn)定工作點四T2=-0.2800.330A119V-692穩(wěn)定工作點五T3=-0.3300.350A119V-7896.3 數(shù)據(jù)處理7 第四象限能耗制動運行7.1實驗原理他勵直流電動機如果拖動位能型負載，本來運行在正想電動狀態(tài)，突然采用能耗制動。到了0點后，如果不采取其他辦法停車，則由于電磁轉矩等于零，小于負載轉矩，系統(tǒng)會繼續(xù)減速，即反轉。系統(tǒng)穩(wěn)定運行在c點，這種運行狀態(tài)叫能耗制動運行。7.2實驗步驟1） 按照電路圖連接，2） 與上一個實驗類似，位能型負載依然是通過副電動機提供的3） 按照上一個實驗的步驟使主電動機的電樞電流，轉速達到一個有利于實驗記錄的值。4） 將單刀雙擲

14、開關打到能耗制動狀態(tài)。5） 調(diào)節(jié)副電動機的電樞電流和電樞電阻，記錄主電動機的轉速和電樞電流。電磁轉矩（N.m)（經(jīng)計算后得）電樞電流A（測量）電樞電壓V1（測量）轉速n/min（測量）穩(wěn)定工作點一 =1.5531.553A221V481穩(wěn)定工作點二T1=0.4020.402A0V-343穩(wěn)定工作點三T2=0.4260.426A0V-463穩(wěn)定工作點四T3=0.4710.471A0V-696穩(wěn)定工作點五=0.4940.494A0V-8127.3數(shù)據(jù)處理五，實驗結論及問題描述他勵直流電動機的機械特性是指n=(T) ，其數(shù)學表達式為：在實驗中，我們分析了，變化的U,電樞電阻，轉矩，對電動機機械特性的影響。1） 第一象限：在機械特性圖的四個象限分別有不同的特點，在第一象限，電樞電流為正，正向電動狀態(tài)，電源電壓的變化影響的是空載轉速，也就是影響特性線與y軸的交點，不影響斜率，電樞電阻調(diào)節(jié)不影響與y軸的交點，影響特性線的斜率。2） 第二象限：正向回饋，