電機與拖動試驗授課教案

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試驗一認識試驗

一、試驗目的

1、學習電機試驗的基本要求與安全操作本卷須知。

2、認識在直流電機試驗中所用的電機、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、試驗內(nèi)容

1、了解DD01電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正直流測功機、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。

三、試驗步驟

1、由試驗指導人員介紹DDSZ-1型電機及電氣技術(shù)試驗裝置各面板布置及使用方法，

講解電機試驗的基本要求，安全操作和本卷須知。

2、用伏安法測電樞的直流電阻

+220V電樞電源-SARVM

圖2-1測電樞繞組直流電阻接線圖

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)電機的額定值和試驗中可能達到的最大值來選擇，變阻器根據(jù)試驗要求來選用，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

由于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可選用直流安培表的5A量程檔；額定勵磁電流小于0.16A，選用直流毫安表的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)試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90Ω與90Ω串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的0.41A的900Ω與900Ω串聯(lián)電阻。

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4、直流他勵電動機的起動準備

5、他勵直流電動機起動步驟

If2A2Rf2勵磁繞組+勵磁電源－220VIfA1Rf1

V2IFA4SR1IA3V1220V+電樞電源－圖2－2直流他勵電動機接線圖

四、本卷須知

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,同時必需將電樞串聯(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，必需先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。同時必需將電樞串聯(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，必需將校正直流測功機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。

五、試驗報告

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)理電阻Rf1應調(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)理電阻，電機的轉(zhuǎn)速如何變化？增大勵磁回路的調(diào)理電阻，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、在他勵直流電動機啟動時，為什么要先加勵磁電源后加電樞電源？

5、為什么要求直流他勵電動機磁場回路的接線要穩(wěn)固？起動時電樞回路必需串聯(lián)起動變阻器？

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并勵繞組

試驗二直流發(fā)電機

一、試驗目的

1、把握用試驗方法測定直流發(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

被測電機的有關(guān)性能。

2、通過試驗觀測并勵發(fā)電機的自勵過程和自勵條件。

二、試驗原理

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，哪些物理量應保持不

變，哪些物理量應測取。

2、做空載特性試驗時，勵磁電流為什么必需保持單方向調(diào)理？3、并勵發(fā)電機的自勵條件有哪些？當發(fā)電機不能自勵時應如何處理？4、如何確定復勵發(fā)電機是積復勵還是差復勵？

三、試驗項目

1、他勵發(fā)電機試驗

（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)理特性保持n=nN使U=UN，測取If=f（IL）。2、并勵發(fā)電機試驗（1）觀測自勵過程

（2）測外特性保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測取U=f（IL）。

四、試驗設備及掛件排列順序1、試驗設備序號1234567型號DD03DJ23DJ13D31D44D51D42名稱導軌、測速發(fā)電機及轉(zhuǎn)速表校正直流測功機直流復勵發(fā)電機直流數(shù)字電壓、毫安、安培表可調(diào)電阻器、電容器波形測試及開關(guān)板三相可調(diào)電阻器數(shù)量1臺1臺1臺2件1件1件1件2、屏上掛件排列順序

D31、D44、D31、D42、D51

五、試驗方法1、他勵直流發(fā)電機

按圖2-3接線。圖中直流發(fā)電機G選用DJ13，其額定值PN＝100W，UN＝200V，IN＝0.5A，nN＝1600r/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、

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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1800Ω變阻器，Rf2選用D42的900Ω變阻器，并采用分壓器接法。R1選用D44的180Ω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（900Ω與900Ω電阻串聯(lián)加上900Ω與900Ω并聯(lián)），阻值為2250Ω。當負載電流大于0.4A時用并聯(lián)部分，而將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇適合的量程。（1）測空載特性

1）把發(fā)電機G的負載開關(guān)S開啟，接通控制屏上的勵磁電源開關(guān)，將Rf2調(diào)至使G勵磁電流最小的位置。

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)，在觀測到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)方向應符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。

A2V1220V+電樞電源－R2ILA4SR1V2Rf1If1A1勵磁電源+220V－勵磁繞阻Rf2A3If圖2－3直流他勵發(fā)電機接線圖

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)理電動機磁場調(diào)理電阻Rf1，使發(fā)電機轉(zhuǎn)速達額定值，并在以后整個試驗過程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。

4）調(diào)理發(fā)電機勵磁分壓電阻Rf2，使發(fā)電機空載電壓達U0＝1.2UN為止。

5）在保持n=nN＝1600r/min條件下，從U0＝1.2UN開始，單方向調(diào)理分壓器電阻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If＝0（此時測得的電壓即為電機的剩磁電壓）。

6）測取數(shù)據(jù)時U0＝UN和If＝0兩點必測，并在U0＝UN附近測點應較密。7）共測取7～8組數(shù)據(jù)，記錄于表2-2中（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)理電動機的磁場調(diào)理電阻Rf1，發(fā)電機的分壓電阻Rf2和負載電阻R2使發(fā)電機的IL＝IN，U＝UN，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If＝IfN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

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并勵繞組

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。（3）測調(diào)整特性

1）調(diào)理發(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)理負載電阻R2，逐次增加發(fā)電機輸出電流IL，同時相應調(diào)理發(fā)電機勵磁電流If，使發(fā)電機端電壓保持額定值U＝UN。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。

2、并勵發(fā)電機試驗（1）觀測自勵過程

1）先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源使電機MG停機，同時將啟動電阻調(diào)回最大值，磁場調(diào)理電阻調(diào)到最小值為下次啟動做好準備。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900Ω電阻兩只相串聯(lián)并調(diào)至最大阻值，開啟開關(guān)S。

2）先接通勵磁電源，然后啟動電樞電源，使電動機起動。調(diào)理電動機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機的轉(zhuǎn)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，可將并勵繞組改接成他勵方式進行充磁。

3）合上開關(guān)S逐漸減小Rf2，觀測發(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。假使不能自勵建立電壓，將勵磁回路的兩個插頭對調(diào)即可。

4）對應著一定的勵磁電阻，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

+R1V2A2V1220V－電樞電源SR2ILA4+勵磁電源220V－If1A1Rf1勵磁繞組IfA3Rf2圖2－4直流并勵發(fā)電機接線圖

1）按