實驗 直流他勵發(fā)電機實驗

實驗直流他勵發(fā)電機實驗第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院2實驗6直流發(fā)電機實驗一、實驗目的

掌握用實驗方法測定直流發(fā)電機的運行特性，并根據(jù)所測得的運行特性評定該被試電機的有關性能。

通過實驗觀察直流并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。二、預習內容

直流發(fā)電機的工作原理和運行特性直流發(fā)電機自勵條件第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院3三、實驗設備及儀器

1.電機教學實驗臺主控制屏；2.電機導軌及渦流測功機、轉矩轉速測量（NMEL-3）；3.可調直流穩(wěn)壓電源（含直流電壓、電流、毫安表）；4.直流電壓、毫安、安培表（NMCL-001）；6.直流復勵發(fā)電機（MO1）；

9.開關板（NMCL-48）；7.三相可調電阻900Ω（NMEL-03）；10.電機起動箱（NMEL-09）5.直流并勵電動機（MO3）；

8.三相可調電阻900Ω（NMEL-04）；第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院41.直流他勵發(fā)電機(1)空載特性(2)外特性(3)調節(jié)特性四、實驗項目

3.直流復勵發(fā)電機積復勵發(fā)電機外特性

2.直流并勵發(fā)電機

(1)觀察自勵過程(2)測外特性

第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院51.他勵發(fā)電機實驗

圖6-1直流他勵發(fā)電機實驗接線圖五、實驗方法

可調直流穩(wěn)壓電源—__—+R1+Rf1mA1__Rf2mA2A1A2R2S1S2第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院6

G：直流發(fā)電機M01，

M：直流電動機M03，按他勵接法。

S1、S2：雙刀雙擲開關，位于NMCL-48。

R1：電樞調節(jié)電阻100Ω/1.22A，位于NMEL-09。

Rf1：磁場調節(jié)電阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。

Rf2：磁場調節(jié)變阻器900Ω，位于NMEL-03最上端.

R2：發(fā)電機負載電阻，采用NMEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250Ω（900Ω與900Ω電阻串聯(lián)加上900Ω與900Ω并聯(lián)）。調節(jié)時先調節(jié)串聯(lián)部分，當負載電流大于0.4A時用并聯(lián)部分，并將串聯(lián)部分阻值調到最小并用導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：分別為可調直流穩(wěn)壓電源和電機勵磁電源。

V2、mA2、A2、：直流毫安、電流、電壓表（NMCL-001）。第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院7

☆

打開發(fā)電機負載開關S2，合上勵磁電源開關S1，接通直流電機勵磁電源，調節(jié)Rf2，使直流發(fā)電機勵磁電壓最小，mA2讀數(shù)最小。此時，注意選擇各儀表的量程?！?/p>

按圖6-1所示電路接好電路。

實驗步驟（1）空載特性

☆

調節(jié)電動機電樞調節(jié)電阻R1至最大，磁場調節(jié)電阻Rf1至最小，起動可調直流穩(wěn)壓電源（先合上對應的船形開關，再按下復位按鈕，此時，綠色工作發(fā)光二極管亮，表明直流電壓已正常建立），使電機旋轉。第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院8

☆從數(shù)字轉速表上觀察電機旋轉方向，若電機反轉，可先停機，將電樞或勵磁兩端接線對調，重新起動，則電機轉向應符合正向旋轉的要求。

☆調節(jié)電動機電樞電阻R1至最小值，可調直流穩(wěn)壓電源調至220V，再調節(jié)電動機磁場電阻Rf1，使電動機（發(fā)電機）轉速達到1600r/min（額定值），并在以后整個實驗過程中始終保持此額定轉速不變。

☆調節(jié)發(fā)電機磁場電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達V0=1.2UN（240V）為止。第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院9

☆在保持電機額定轉速（1600r/min）條件下，從U0=1.2UN開始，單方向調節(jié)分壓器電阻Rf2，使發(fā)電機勵磁電流逐次減小，直至If2=0。每次測取發(fā)電機的空載電壓U0和勵磁電流If2,讀取7-8組數(shù)據(jù)，填入表6-1中，其中U0=UN和If2=O兩點必測，并在U0=UN附近測點應較密。

表6-1n=nN=1600r/min12345678UO（V）If2（A）第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院10

☆

打同時調節(jié)電動機磁場調節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機磁場調節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機的n=nN,U=UN（200V），I=IN（0.5A），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If2N=A?！?/p>

在空載實驗后，把發(fā)電機負載電阻R2調到最大值（把MEL-03中間和下端的變阻器逆時針旋轉到底），合上負載開關S2。實驗步驟（2）外特性

第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院11

☆在保持n=nN和If2=If2N不變的條件下，逐漸增加負載電阻，即減少發(fā)電機負載電流，在額定負載到空載運行點范圍內，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，直到空載（斷開開關S2），共取6-8組數(shù)據(jù)，填入表6-2中。其中額定和空載兩點必測。表6-2n=nN=1600r/minIf2=If2n12345678U（V）I（A）第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院12

☆

在保持發(fā)電機n=nN條件下，合上負載開關S2，調節(jié)負載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流I，同時相應調節(jié)發(fā)電機勵磁電流If2，使發(fā)電機端電壓保持額定值U=UN，從發(fā)電機的空載至額定負載范圍內每次測取發(fā)電機的輸出電流I和勵磁電流If2，共取6-8組數(shù)據(jù)填入表6-3中?！?/p>

斷開發(fā)電機負載開關S2，調節(jié)發(fā)電機磁場電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達額定值（UN=200V）。實驗步驟（3）調整特性

第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院13

表6-3n=nN=1600r/min，U=UN=220V12345678I（A）If2（A）第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院142.并勵直流發(fā)電機實驗

圖6-2直流并勵發(fā)電實驗接線圖—__—+R1+Rf1mA1__Rf2mA2A1A2R2S1S2第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院15

S1、S2：雙刀雙擲開關，位于NMCL-48。

R1：電樞調節(jié)電阻100Ω/1.22A，位于NMEL-09。

Rf1：磁場調節(jié)電阻3000Ω/200mA，位于NMEL-09。

Rf2：NMEL-03中兩只900Ω電阻串聯(lián)，并調到最大.

R2：發(fā)電機負載電阻，采用NMEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯(lián)接法，阻值為2250Ω（900Ω與900Ω電阻串聯(lián)加上900Ω與900Ω并聯(lián)）。調節(jié)時先調節(jié)串聯(lián)部分，當負載電流大于0.4A時用并聯(lián)部分，并將串聯(lián)部分阻值調到最小并用導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：分別為可調直流穩(wěn)壓電源和電機勵磁電源。

V2、mA2、A2、：直流毫安、電流、電壓表（NMCL-001）。第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院16

（1）觀察自勵過程

☆合上開關S1，逐漸減少Rf2，觀察發(fā)電機電樞兩端電壓，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聯(lián)接即可?！?/p>

斷開S1、S2，按前述方法（他勵發(fā)電機空載特性實驗）起動電動機，調節(jié)電動機轉速，使發(fā)電機的轉速n=nN，用直流電壓表測量發(fā)電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接他勵進行充磁。實驗步驟第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院17

（2）外特性

☆保證此時Rf2的值和n=nN不變的條件下，逐步減小負載，直至I=0，從額定到負載運行范圍內，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，共取6-7組數(shù)據(jù)，填入表6-4中，其中額定和空載兩點必測?！钤诓畎l(fā)電機電壓建立后，調節(jié)負載電阻R2到最大，合上負載開關S2，調節(jié)電動機的磁場調節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機的磁場調節(jié)電阻Rf2和負載電阻R2，使發(fā)電機n=nN,U=UN，I=IN。實驗步驟第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院18

表6-4n=nN=1600r/min，Rf2=?12345678I（A）If2（A）第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院193.復勵直流發(fā)電機實驗

圖6-3直流復勵發(fā)電實驗接線圖—__—+R1+Rf1mA1__Rf2mA2A1A2R2S1S2第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院20

（1）積復勵和差復勵的判別

☆打開短路開關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，若此電壓升高即為積復勵，若電壓降低為差復勵，如要把差復勵改為積復勵，對調串勵繞組接線即可?！畎磮D接線，先合上開關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，調節(jié)發(fā)電機輸出電流I=0.5IN，n=nN,U=UN，。實驗步驟第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院21

（2）積復勵發(fā)電機的外特性☆實驗方法與測取并勵發(fā)電機的外特性相同。先將發(fā)電機調到額定運行點，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此時的Rf2和n=nN不變的條件下，逐次減小發(fā)電機負載電流，直至I=0。從額定負載到空載范圍內，每次測取發(fā)電機的電壓U和電流I，共取6-8組數(shù)據(jù)，記錄于表6-5中，其中額定和空載兩點必測。實驗步驟表6-2n=nN=r/minRf2=常數(shù)12345678U（V）I（A）第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院222．做外特性時，當電流超過0.4安時，R2中串聯(lián)的電阻必須調至零，以免損壞。

1．起動直流電動機時，先把R1調到最大，Rf2調到最小，起動完畢后，再把R1調到最小。

六、注意事項第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月廣西大學行健文理學院232、在同一張坐標上繪出他勵、并勵和復勵發(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：并分析差異的原因。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)和剩磁電壓的百分數(shù)。

七、實驗報告3．繪出他勵發(fā)電機調整特性曲線，分