直流電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告(北交)

直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：直流電機(jī)學(xué)院：電氣工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：電氣信息類(lèi)班級(jí)：電氣1209班姓名：王喆學(xué)號(hào)：12292017組員：王喆、輝尚貴實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)：8分工：王喆：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，負(fù)責(zé)連接發(fā)電機(jī)的電路，以及調(diào)試、運(yùn)行。完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理，處理，分析，實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)。輝尚貴：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，負(fù)責(zé)電動(dòng)機(jī)的電路連接、調(diào)試。完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的整理，數(shù)據(jù)分析，規(guī)律總結(jié)以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的提交工作。直流他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼脤?shí)驗(yàn)方法測(cè)定直流電機(jī)的各種特性，并根據(jù)運(yùn)行特性評(píng)估電機(jī)的相關(guān)性能實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)空載特性保持n=nN使IL=0，測(cè)取U0=f（If）測(cè)外特性保持n=nN使If=IfN，測(cè)取U=f（IL）實(shí)驗(yàn)原理空載運(yùn)行時(shí)電樞電流Ia=0，電樞回路中沒(méi)有電阻壓降，所以空載電壓就等于電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即U0=Ea。又因發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定，故電動(dòng)勢(shì)Ea與主磁通Φ0成正比，另一方面因?yàn)閯?lì)磁繞組匝數(shù)恒定，故勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)Ff與勵(lì)磁電流If成正比，所以空載特性曲線(xiàn)U0=f（If）與磁化曲線(xiàn)Φ0=f(Ff)的形狀相似。實(shí)驗(yàn)設(shè)備矯正直流測(cè)功機(jī)DJ23作為原動(dòng)機(jī)DJ23參數(shù)（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位）型號(hào)DJ23額定電流2.0勵(lì)磁電流<0.16容量PN350轉(zhuǎn)速1500絕緣等級(jí)E電壓UN220勵(lì)磁電壓220DJ15作為直流并勵(lì)發(fā)電機(jī)DJ15作為直流并勵(lì)發(fā)電機(jī)參數(shù)（國(guó)際單位）型號(hào)DJ15電流1.0勵(lì)磁電流0.1容量PN185轉(zhuǎn)速1600絕緣等級(jí)E電壓UN180勵(lì)磁電壓220電阻阻值及儀表量程選擇：Rf1Rf2R1R2A1A2A3A4U1U21800900180022500.20.25510001000（國(guó)際標(biāo)注單位）五、實(shí)驗(yàn)步驟1、他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)如上圖連接好電路，圖中直流發(fā)電機(jī)G選用DJ15，其額定值如上表所示直流電動(dòng)機(jī)DJ23-1作為G的原動(dòng)機(jī)（他勵(lì)），發(fā)電機(jī)及直流電動(dòng)機(jī)由聯(lián)軸器同軸聯(lián)接。開(kāi)關(guān)S選用D51組件上的雙刀雙擲開(kāi)關(guān)。Rf1=1800Ω變阻器，Rf2=900Ω變阻器，R1=180Ω變阻器。R2=2250Ω。當(dāng)負(fù)載電流大于0.16A時(shí)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(xiàn)短接。電樞電流表量程為5A，勵(lì)磁電流表量程選200mA。1.1測(cè)空載特性1）首先將渦流測(cè)功機(jī)控制箱的“突減載”開(kāi)關(guān)撥至上端位置或?qū)⒔o定調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，渦流測(cè)功機(jī)不加載。然后打開(kāi)發(fā)電機(jī)G的負(fù)載開(kāi)關(guān)S，接通控制屏上的勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，將Rf2調(diào)至使G勵(lì)磁電流最小的位置（即Rf2調(diào)至最大）。2）使直流電動(dòng)機(jī)M電樞串聯(lián)起動(dòng)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(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，在觀察到直流電動(dòng)機(jī)M的勵(lì)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(kāi)關(guān)，起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)M，其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。3）直流電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，將M電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至最小值，將M的電樞電源電壓調(diào)為220V，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)額定值。4）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁分壓電阻Rf2，使發(fā)電機(jī)空載電壓達(dá)U0＝1.2UN為止。5）在保持n=nN＝1600r/min條件下，從U0＝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，每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的空載電壓U0和勵(lì)磁電流If，直至If＝0（此時(shí)測(cè)得的電壓即為電機(jī)的剩磁電壓）。數(shù)據(jù)記錄如表一表（1）n=nN＝1600r/minIa=0U0（V）228226220216201178140855225If（mA）102.5099.5092.1088.7071.3055.0036.0018.107.000.00U0=f（If）根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出空載特性曲線(xiàn),由空載特性曲線(xiàn)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)。剩磁電壓：剩磁電壓U=25V實(shí)驗(yàn)分析：空載運(yùn)行時(shí)，電樞電流Ia=0,電樞電阻的壓降為零，所以，Uo=Ea;發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，所以Ea與主磁通Φo成正比，當(dāng)勵(lì)磁電流較小時(shí)，磁通較小，鐵芯處于不飽和狀態(tài)，發(fā)電機(jī)輸出電壓與勵(lì)磁電流成正比。當(dāng)勵(lì)磁電流增大，鐵芯飽和，發(fā)電機(jī)電壓不隨勵(lì)磁電流的變化而變化。2、測(cè)外特性1）把發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻R2調(diào)到最大值，合上負(fù)載開(kāi)關(guān)S。2）同時(shí)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)的分壓電阻Rf2和負(fù)載電阻2250Ω，使發(fā)電機(jī)的IL＝1A，U＝220V，n=1600r/min，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)為額定勵(lì)磁電流IfN，記錄該組數(shù)據(jù)。特別注意，當(dāng)電流超過(guò)0.4A時(shí),R2中串聯(lián)的電阻調(diào)至零并用導(dǎo)線(xiàn)短接,以免電流過(guò)大引起變阻器損壞。3）在保持n=1600r/min和If＝100mA不變的條件下，逐次增加負(fù)載電阻R2，即減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流IL，從額定負(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IL，直到空載（斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，此時(shí)IL=0）。數(shù)據(jù)記錄如下表n＝1600r/minIf＝IfN＝112.0mA表2：U（V)180194210215217220224226224228IL（mA）1.000.760.400.320.280.240.170.130.08實(shí)驗(yàn)分析：U=Ea-IaRa-△Us隨著負(fù)載電流的增大，一方面點(diǎn)數(shù)反映的去磁作用增大，使得氣隙合成磁通略為減小。另一方面隨著電樞電流的增大，電樞回路電阻壓降增大，使得發(fā)電機(jī)的端電壓下降。六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題的分析及解決方案發(fā)電機(jī)由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，輸出電壓為0分析與解決方案：電機(jī)沒(méi)有磁路，沒(méi)有電壓，須通過(guò)外加直流電源通電來(lái)勵(lì)磁；通過(guò)用萬(wàn)用表檢查勵(lì)磁回路的連接情況，更換保險(xiǎn)絲，重新檢查電路當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載增加時(shí)，為什么機(jī)組的轉(zhuǎn)速會(huì)變低？答：負(fù)載電流增大時(shí)電壓下降，而勵(lì)磁電流沒(méi)有增加，轉(zhuǎn)速降低，如果要保持原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定，應(yīng)增加勵(lì)磁電流，以抵消電樞回路的電壓降。直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)取直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。2.掌握直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)工作特性和機(jī)械特性：保持U=UN和If=IfN不變，測(cè)取n、T2、η=f（Ia）、n=f（T2）三、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備DJ15作為并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)：型號(hào)DJ15電流2.0勵(lì)磁電流<0.16容量PN185轉(zhuǎn)速1600絕緣等級(jí)E電壓UN220勵(lì)磁電壓220DJ23作為測(cè)功機(jī)：型號(hào)DJ23額定電流2.0勵(lì)磁電流<0.16容量PN350轉(zhuǎn)速1500絕緣等級(jí)E電壓UN220勵(lì)磁電壓220電阻阻值及儀表量程選擇：Rf1Rf2R1R2A1A2A3A4U1U21800900180022500.20.25510001000四．實(shí)驗(yàn)步驟1．并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。直流電動(dòng)機(jī)接線(xiàn)示意圖A．將R1調(diào)至最大，Rf調(diào)至最小，毫安表量程為200mA，電流表量程為5A檔，電壓表量程為1000V檔，檢查渦流測(cè)功機(jī)與MEL-13是否相連，將MEL-13“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開(kāi)關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針旋到底，打開(kāi)船形開(kāi)關(guān)，按實(shí)驗(yàn)一方法起動(dòng)直流電源，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并調(diào)整電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，使電機(jī)正轉(zhuǎn)。B．直流電機(jī)正常起動(dòng)后，將電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零，調(diào)節(jié)直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的輸出至220V，再分別調(diào)節(jié)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf和“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定值：U=UN=220V，Ia=IN，n=nN=1600r/min，此時(shí)直流電機(jī)的勵(lì)磁電流If=IfN（額定勵(lì)磁電流）。C．保持U=UN，If=IfN不變的條件下，逆時(shí)針調(diào)節(jié)電位器，逐次減小電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，測(cè)取電動(dòng)機(jī)電樞電流Ia、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T2，表3：U=UN=220VIf=67.8mAIf2=100mA、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Ia（A)1.21.10.90.80.70.60.50.40.3n(r/min)159516001620163016451648167216871704IF(A)0.90.860.70.610.520.390.330.240.11T2(N·m)1.3031.1670.9330.8150.6990.5830.4610.3480.249計(jì)算數(shù)據(jù)P2218.22196.06158.70139.49120.73100.8880.9361.6444.55P1264.00242.00198.00176.00154.00132.00110.0088.0066.00η(%)82.66%81.01%80.15%79.25%78.40%76.43%73.58%70.05%67.50%Δn(%)-0.31%0.00%1.25%1.88%2.81%3.00%4.50%5.44%6.50%n=f（Ia）T2=f（Ia）η＝f（Ia）n＝f（T2）電動(dòng)機(jī)輸出功率P2=T2Ω=2πn/60T2P2=0.105nT2式中輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N·m，轉(zhuǎn)速n的單位為r／min。電動(dòng)機(jī)輸入功率P1=UI電動(dòng)機(jī)效率η=×100％電動(dòng)機(jī)輸入電流I=Ia+IfN由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：Δn=×100％實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：隨著電樞電流的上升，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n略微下降，負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2線(xiàn)性增大，而效率η的曲線(xiàn)偏差較大，先增后降，出現(xiàn)峰值的趨勢(shì)不太明顯，可能是實(shí)驗(yàn)中操作存在失誤導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，還有可能是理論與實(shí)際情況的電機(jī)運(yùn)行條件不完全吻合，導(dǎo)致實(shí)際效率曲線(xiàn)不正確。在圖表中沿n’=f(Ia)的數(shù)據(jù)曲線(xiàn)畫(huà)出趨勢(shì)線(xiàn)，與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)即為n0’，讀出n0’=1.08，換算成n0=1.08*1600=1728，計(jì)算轉(zhuǎn)速變化率：Δn=×100％=（1728-1600）/1600*100%=8%試驗(yàn)中所遇到的問(wèn)題的分析和解決方案合上開(kāi)關(guān)燒保險(xiǎn)解決方案:在勵(lì)磁回路中串接更大的限流電阻，使得勵(lì)磁回路中的電流不至于過(guò)大，燒斷保險(xiǎn)絲。并且更換新的保險(xiǎn)絲。關(guān)于直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)的收獲何感想這次實(shí)驗(yàn)持續(xù)了4