《直流發(fā)電機(jī)》word版

1、實(shí)驗(yàn)二 直流發(fā)電機(jī)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，并根據(jù)所測(cè)得的運(yùn)行特性評(píng)定該被試電機(jī)的有關(guān)性能。2通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)過(guò)程和自勵(lì)條件。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1.什么是發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性？對(duì)于不同的特性曲線，在實(shí)驗(yàn)中哪些物理量應(yīng)保持不變，而哪些物理量應(yīng)測(cè)取。2.做空載試驗(yàn)時(shí)，勵(lì)磁電流為什么必須單方向調(diào)節(jié)？3.并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件有哪些？當(dāng)發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)時(shí)應(yīng)如何處理？4.如何確定復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)是積復(fù)勵(lì)還是差復(fù)勵(lì)？三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1.他勵(lì)發(fā)電機(jī)(1)空載特性：保持n=nN，使I=0，測(cè)取Uo=f(If)。(2)外特性：保持n=nN，使If =IfN，測(cè)取U=f(I)。(3)調(diào)節(jié)特性：保持n=n

2、N，使U=UN，測(cè)取If =f(I)。2.并勵(lì)發(fā)電機(jī)(1)觀察自勵(lì)過(guò)程(2)測(cè)外特性：保持n=nN，使Rf2 =常數(shù),測(cè)取U=f(I)。3.復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性：保持n=nN，使Rf=常數(shù)，測(cè)取U=f(I)。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MEL系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。2電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量組件（MEL-13）或電機(jī)導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速表。3直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03。4直流復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)M01。5直流穩(wěn)壓電源（位于主控制屏下部）。6直流電壓、毫安、安培表（MEL-06）。7波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板（MEL-05）。8三相可調(diào)電阻900（MEL-03）。9三相可調(diào)電阻90（MEL

3、-04）。10電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09）。五實(shí)驗(yàn)說(shuō)明及操作步驟1他勵(lì)發(fā)電機(jī)。按圖1-3接線G：直流發(fā)電機(jī)M01，PN=100W，UN=200V，IN=0.5A，NN=1600r/minM：直流電動(dòng)機(jī)M03，按他勵(lì)接法S1、S2：雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，位于MEL-05R1：電樞調(diào)節(jié)電阻100/1.22A，位于MEL-09。Rf1：磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻3000/200mA，位于MEL-09。Rf2：磁場(chǎng)調(diào)節(jié)變阻器，采用MEL-03最上端900變阻器，并采用分壓器接法。R2：發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻，采用MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)）。調(diào)節(jié)時(shí)先調(diào)

4、節(jié)串聯(lián)部分，當(dāng)負(fù)載電流大于0.4A時(shí)用并聯(lián)部分，并將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接以避免燒毀熔斷器。mA1、A1：分別為毫安表和電流表，位于直流電源上。U1、U2：分別為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源和電機(jī)勵(lì)磁電源。V2、mA2、A2：分別為直流電壓表（量程為300V檔），直流毫安表（量程為200mA檔），直流安倍表（量程為2A檔）（1）空載特性a打開(kāi)發(fā)電機(jī)負(fù)載開(kāi)關(guān)S2，合上勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)S1，接通直流電機(jī)勵(lì)磁電源，調(diào)節(jié)Rf2，使直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓最小，mA2讀數(shù)最小。此時(shí)，注意選擇各儀表的量程。b調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻R1至最大，磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1至最小，起動(dòng)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（先合上對(duì)應(yīng)的船形開(kāi)關(guān)，再按下

5、復(fù)位按鈕，此時(shí)，綠色工作發(fā)光二極管亮，表明直流電壓已正常建立），使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。b從數(shù)字轉(zhuǎn)速表上觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，若電機(jī)反轉(zhuǎn)，可先停機(jī)，將電樞或勵(lì)磁兩端接線對(duì)調(diào)，重新起動(dòng)，則電機(jī)轉(zhuǎn)向應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。d調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞電阻R1至最小值，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源調(diào)至220V，再調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)電阻Rf1，使電動(dòng)機(jī)（發(fā)電機(jī)）轉(zhuǎn)速達(dá)到1600r/min（額定值），并在以后整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。e調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電阻Rf2，使發(fā)電機(jī)空載電壓達(dá)V0=1.2UN（240V）為止。f在保持電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（1600r/min）條件下，從UO=1.2UN開(kāi)始，單方向調(diào)節(jié)分壓器電阻Rf2，使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流逐次減小

6、，直至If2=o。每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的空載電壓UO和勵(lì)磁電流If2,只取7-8組數(shù)據(jù)，填入表1-2中，其中UO=UN和If2=O兩點(diǎn)必測(cè)，并在UO=UN附近測(cè)點(diǎn)應(yīng)較密。表1-2 n=nN=1600r/minUO（V）22021020019017015040If2（A）9677726362550（2）外特性a在空載實(shí)驗(yàn)后，把發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻R2調(diào)到最大值（把MEL-03中間和下端的變阻器逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底），合上負(fù)載開(kāi)關(guān)S2。b同時(shí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf2和負(fù)載電阻R2，使發(fā)電機(jī)的n=nN,U=UN（200V），I=IN（0.5A），該點(diǎn)為發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行點(diǎn)，其勵(lì)磁電流稱(chēng)為額

7、定勵(lì)磁電流If2N= A.c在保持n=nN和If2=If2N不變的條件下，逐漸增加負(fù)載電阻，即減少發(fā)電機(jī)負(fù)載電流，在額定負(fù)載到空載運(yùn)行點(diǎn)范圍內(nèi)，每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流I，直到空載（斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2），共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表1-3中。其中額定和空載兩點(diǎn)必測(cè)。表1-3 n=nN=1600r/min If2=If2NU（V）200190180170160150140I（A）0.5100.4800.4450.4210.1390.3710.215（3）調(diào)整特性a斷開(kāi)發(fā)電機(jī)負(fù)載開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電阻Rf2，使發(fā)電機(jī)空載電壓達(dá)額定值（UN=200V）b在保持發(fā)電機(jī)n=nN條件下，合上負(fù)載開(kāi)關(guān)S2，

8、調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2，逐次增加發(fā)電機(jī)輸出電流I，同時(shí)相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If2，使發(fā)電機(jī)端電壓保持額定值U=UN，從發(fā)電機(jī)的空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的輸出電流I和勵(lì)磁電流If2，共取5-6組數(shù)據(jù)填入表1-4中。表1-4 n=nN=1600r/min,U=UN=200VI（A）0.5000.4120.3420.2330.2050.1820.115If2（A）0.1120.0960.090.0850.0830.0810.0792并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)（1）觀察自勵(lì)過(guò)程a斷開(kāi)主控制屏電源開(kāi)關(guān)，即按下紅色按鈕，鑰匙開(kāi)關(guān)撥向“關(guān)”。按圖1-4接線R1、Rf1：電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻 和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻，位于ME

9、L-09。A1、mA1：直流電流表、毫安表，位于可調(diào)直流電源和勵(lì)磁電源上。mA2、A2：直流毫安表、電流表位于MEL-06。Rf2：MEL-03中二只900電阻相串聯(lián)，并調(diào)至最大。R2：采用MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250。S1、S2：位于MEL-05V1、V2：直流電壓表，其中V1位于直流可調(diào)電源上，V2位于MEL-06。b斷開(kāi)S1、S2，按前述方法（他勵(lì)發(fā)電機(jī)空載特性實(shí)驗(yàn)b）起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=nN，用直流電壓表測(cè)量發(fā)電機(jī)是否有剩磁電壓，若無(wú)剩磁電壓，可將并勵(lì)繞組改接他勵(lì)進(jìn)行充磁。c合上開(kāi)關(guān)S1，逐漸減少Rf2，觀察電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓

10、，若電壓逐漸上升，說(shuō)明滿足自勵(lì)條件，如果不能自勵(lì)建壓，將勵(lì)磁回路的兩個(gè)端頭對(duì)調(diào)聯(lián)接即可。（2）外特性a在并勵(lì)發(fā)電機(jī)電壓建立后，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2到最大，合上負(fù)載開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf2和負(fù)載電阻R2，使發(fā)電機(jī)n=nN,U=UN，I=IN。b保證此時(shí)Rf2的值和n=nN不變的條件下，逐步減小負(fù)載，直至I=0，從額定到負(fù)載運(yùn)行范圍內(nèi)，每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流I，共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表1-5中，其中額定和空載兩點(diǎn)必測(cè)。表1-5 n=nN=1600r/min Rf2= AU（V）I（A）3復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)（1）積復(fù)勵(lì)和差復(fù)勵(lì)的判別a接線如圖1-5所示R1、Rf

11、1：電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻，位于MEL-09。A1、mA1：直流電流、毫安表V2、A2、mA2：直流電壓、電流、毫安表，采用MEL-06組件。Rf2：采用MEL-03中兩只900電阻串聯(lián)。R2：采用MEL-03中四只900電阻串并聯(lián)接法，最大值為2250。S1、S2：?jiǎn)蔚峨p擲和雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，位于MEL-05開(kāi)關(guān)板上。按圖接線，先合上開(kāi)關(guān)S，將串勵(lì)繞組短接，使發(fā)電機(jī)處于并勵(lì)狀態(tài)運(yùn)行，按上述并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性試驗(yàn)方法，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電流I=0.5IN，n=nN，U=UN。b打開(kāi)短路開(kāi)關(guān)S1，在保持發(fā)電機(jī)n，Rf2和R2不變的條件下，觀察發(fā)電機(jī)端電壓的變化，若此電壓升高即為積復(fù)勵(lì)，若電壓降低

12、為差復(fù)勵(lì)，如要把差復(fù)勵(lì)改為積復(fù)勵(lì)，對(duì)調(diào)串勵(lì)繞組接線即可。（2）積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性。實(shí)驗(yàn)方法與測(cè)取并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性相同。先將發(fā)電機(jī)調(diào)到額定運(yùn)行點(diǎn)，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此時(shí)的Rf2和n=nN不變的條件下，逐次減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流，直至I=0。從額定負(fù)載到空載范圍內(nèi)，每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流I，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表1-6中，其中額定和空載兩點(diǎn)必測(cè)。 表1-6 n=nN = rmin Rf2=常數(shù)U（V）I（A） 六注意事項(xiàng)1.起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，先把R1調(diào)到最大，Rf2 調(diào)到最小，起動(dòng)完畢后，再把R1調(diào)到最小。2.做外特性時(shí)，當(dāng)電流超過(guò)0.4安時(shí)，R2中串聯(lián)的電阻必須調(diào)至零，以免損壞。 七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出空載特性曲線，由空載特性曲線計(jì)算出被試電機(jī)的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分?jǐn)?shù)。2.在同一張座標(biāo)上繪出他勵(lì)、并勵(lì)和復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的三條外特性曲線。分別算出三種勵(lì)磁方式的電壓變化率：U=?100%并分析差異的原因。3.繪出他勵(lì)發(fā)電機(jī)調(diào)整特性曲線，分析在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變的條件下，為什么負(fù)載增加時(shí)，要保持端電壓不變，必須增加勵(lì)磁電流的原因。 八思考題并勵(lì)發(fā)電機(jī)不能建立電