電機及電氣技術實驗臺直流并勵電動機的實驗
電機及電氣技術實驗臺直流并勵電動機的實驗為了掌握用實驗方法測取直流并勵電動機的工作特性和機械特性。
電動機及電氣技術實訓臺直線DC并勵電動機的實訓
一、實訓目的
1、掌控把握用實訓方法測取直線DC并勵電動機的作業特性和機械特性。
2、掌控把握直線DC并勵電動機的調動速度方法。
二、預習要點
1、什么是直線DC電動機的作業特性和機械特性？
2、直線DC電動機調動速度原理是什么？
三、實訓內容
1、作業特性和機械特性
保持U=UN和If=IfN不變，測取n、T2、η=f（Ia）、n=f（T2）。
2、調動速度特性
（1）改變電樞電壓（V）（V）調動速度
保持U=UN、If=IfN=常數，T2=常數，測取n=f（Ua）。
（2）改變勵磁電流（A）（A）調動速度
保持U=UN，T2=常數，測取n=f（If）。
3、查看能耗限限制動作作過程
四、實訓方法
1、實訓設備
2、屏上掛式模型塊件排列順序
DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ29
3、并勵電動機的作業特性和機械特性
（1）按圖2-6接線。校正直線DC測功機 MG按他勵發電動機連接，在此作為直線DC電動機M的負載，用來測量電動機的轉矩和輸出功率（W）（W）。Rf1選用DQ29的900Ω阻值，按分壓法（看第一章可調電阻器分壓法的簡介）接線。Rf2 選用DQ27的900Ω串聯900Ω共1800Ω阻值。R1用DQ29的180Ω阻值。R2選用DQ27的900Ω串聯900Ω再加900Ω并聯900Ω共2250Ω阻值。
圖2-6 直線DC并勵電動機接線圖
（2）將直線DC并勵電動機M的磁場調動電阻Rf1調至小值，電樞串聯起動電阻R1調至大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關使其起動。
（3）M起動正常后，將其電樞串聯電阻R1調至零，調動電樞電源的電壓（V）（V）為220V，調動校正直線DC測功機的勵磁電流（A）（A）If2為校正值（100 mA），再調動其負載電阻R2和電動機的磁場調動電阻Rf1，使電動機達到規格限定值：U＝UN，I＝IN，n＝nN。此時M的勵磁電流（A）（A）If即為規格限定勵磁電流（A）（A）IfN。
（4）保持U＝UN，If=IfN，If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載（即增大負載電阻）。測取電動機電樞寫入電流（A）（A）Ia，轉動速度n和校正電動機的負載電流（A）（A）IF（由校正彎彎曲線查出電動機輸出對應轉矩T2）。共取數值9-10組，記錄于表2-7中。
表2－7 U＝UN＝ V If=IfN= mA If2=100 mA
4、調動速度特性
（1）電樞繞組串電阻調動速度
1）直線DC電動機M運行后，將電阻R1調至零，If2調至校正值，再調動負載電阻R2、電樞電壓（V）（V）及磁場電阻Rf1，使M的U=UN，Ia=0.5IN，If＝IfN記下此時MG的IF值。
2）保持此時的IF值（即T2值）和If＝IfN不變，逐次多加R1的阻值，降低電樞兩端的電壓（V）（V）Ua，使R1從零調至大值，每次測取電動機的端電壓（V）（V）Ua，轉動速度n和電樞電流（A）（A）Ia。
3）共取數值8-9組，記錄于表2-8中
表2－8 If＝IfN＝ mA IF= A(T2＝ N·m) If2=100mA
（2）改變勵磁電流（A）（A）的調動速度
1）直線DC電動機運行后，將M的電樞串聯電阻R1和磁場調動電阻Rf1調至零，將MG的磁場調動電阻If2調至校正值，再調動M的電樞電源調壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=UN，Ia＝0.5IN記下此時的IF值。
2）保持此時MG的IF值（T2值）和M的U＝UN不變，逐次多加磁場電阻阻值：直至n＝1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia。共取 7－8組記錄于表2－9中。
表2－9 U＝UN＝ V IF= A(T2＝ N·m) If2= 100mA
5、能耗限限制動作作
（1）按圖2-7接線，其中R1選用DQ29上90Ω串90Ω共180Ω阻值，Rf1選用DQ29上的900Ω串900Ω共1800Ω阻值，RL選用DQ27上900Ω串900Ω再加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值。
圖2-7并勵電動機能耗限限制動作作接線圖
（2）把M的電樞串聯起動電阻R1調至大，磁場調動電阻Rf調至小位置。S1合向1端位置，然后合上控制屏下方右邊的電樞電源開關，使電動機起動。
（3）運行正常后，將開關S1合向中間位置，使電樞開路。由于電樞開路，電動機處于自由停機，記錄停機時間。
（4）將R1調回大位置，重復起動電動機，待運行正常后，把S1合向RL端，記錄停機時間。
（5）選用RL不一樣的阻值，查看對停機時間的影響（注意調動R1及RL不宜太小的阻值，以免產生太大的電流（A）（A），損壞電動機）
五、實訓報告
1、由表2-7計算出P2和η，并給出n、T2、η＝f（Ia）及n＝f（T2）的特性彎彎曲線。
電動機輸出功率（W）（W）： P2＝0.105nT2
式中輸出轉矩T2的單位為N.m（由If2及IF值，從校正彎彎曲線T2=f（IF）查得），轉動速度n的單位為r/min。
電動機寫入功率（W）（W）： P1=UI
寫入電流（A）（A）： I=Ia+IfN
由作業特性求出轉動速度改變率
2、繪出并勵電動機調動速度特性彎彎曲線n＝f（Ua）和n=f（If）。解析在恒轉矩負載時兩種調動速度的電樞電流（A）（A）改變規律以及兩種調動速度方法的優缺點。
3、能耗限限制動作作時間與限限制動作作電阻RL的阻值有什么關系？為什么？該限限制動作作方法有什么缺點？
六、思考題
1、并勵電動機的速率特性n＝f（Ia）為什么是略微下降？是否會出現上翹情況？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？
2、當電動機的負載轉矩和勵磁電流（A）（A）不變時，減小電樞端電壓（V）（V），為什么會引起電動機轉動速度降低？
3、當電動機的負載轉矩和電樞端電壓（V）（V）不變時，減小勵磁電流（A）（A）會引起轉動速度的升高，為什么？
4、并勵電動機在負載運行中，當磁場線路斷線時是否一定會出現"飛車"？為什么？
1、掌控把握用實訓方法測取直線DC并勵電動機的作業特性和機械特性。
2、掌控把握直線DC并勵電動機的調動速度方法。
二、預習要點
1、什么是直線DC電動機的作業特性和機械特性？
2、直線DC電動機調動速度原理是什么？
三、實訓內容
1、作業特性和機械特性
保持U=UN和If=IfN不變，測取n、T2、η=f（Ia）、n=f（T2）。
2、調動速度特性
（1）改變電樞電壓（V）（V）調動速度
保持U=UN、If=IfN=常數，T2=常數，測取n=f（Ua）。
（2）改變勵磁電流（A）（A）調動速度
保持U=UN，T2=常數，測取n=f（If）。
3、查看能耗限限制動作作過程
四、實訓方法
1、實訓設備
| 序號 | 型 號 | 名 稱 | 數 量 |
| 1 | DQ03-1 | 導軌、旋轉編碼器及數字顯露轉動速度表 | 1套 |
| 2 | DQ19 | 校正直線DC測功機 | 1臺 |
| 3 | DQ09 | 直線DC并勵電動機 | 1臺 |
| 4 | DQ22 | 直線DC數字電壓（V）（V）、mAmA毫安、安培表 | 2件 |
| 5 | DQ27 | 三相可調電阻器 | 1件 |
| 6 | DQ29 | 可調電阻器、電容器 | 1件 |
| 7 | DQ31 | 波動線測量試驗及開關板 | 1件 |
2、屏上掛式模型塊件排列順序
DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ29
3、并勵電動機的作業特性和機械特性
（1）按圖2-6接線。校正直線DC測功機 MG按他勵發電動機連接，在此作為直線DC電動機M的負載，用來測量電動機的轉矩和輸出功率（W）（W）。Rf1選用DQ29的900Ω阻值，按分壓法（看第一章可調電阻器分壓法的簡介）接線。Rf2 選用DQ27的900Ω串聯900Ω共1800Ω阻值。R1用DQ29的180Ω阻值。R2選用DQ27的900Ω串聯900Ω再加900Ω并聯900Ω共2250Ω阻值。
圖2-6 直線DC并勵電動機接線圖
（2）將直線DC并勵電動機M的磁場調動電阻Rf1調至小值，電樞串聯起動電阻R1調至大值，接通控制屏下邊右方的電樞電源開關使其起動。
（3）M起動正常后，將其電樞串聯電阻R1調至零，調動電樞電源的電壓（V）（V）為220V，調動校正直線DC測功機的勵磁電流（A）（A）If2為校正值（100 mA），再調動其負載電阻R2和電動機的磁場調動電阻Rf1，使電動機達到規格限定值：U＝UN，I＝IN，n＝nN。此時M的勵磁電流（A）（A）If即為規格限定勵磁電流（A）（A）IfN。
（4）保持U＝UN，If=IfN，If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載（即增大負載電阻）。測取電動機電樞寫入電流（A）（A）Ia，轉動速度n和校正電動機的負載電流（A）（A）IF（由校正彎彎曲線查出電動機輸出對應轉矩T2）。共取數值9-10組，記錄于表2-7中。
表2－7 U＝UN＝ V If=IfN= mA If2=100 mA
|
實 驗 數 據 |
Ia（A） | ||||||||||
| n（r/min） | |||||||||||
| IF（A） | |||||||||||
| T2（N·m） | |||||||||||
|
計 算 數 據 |
P2（W） | ||||||||||
| P1（W） | |||||||||||
| η（％） | |||||||||||
| Δn（％） | |||||||||||
（1）電樞繞組串電阻調動速度
1）直線DC電動機M運行后，將電阻R1調至零，If2調至校正值，再調動負載電阻R2、電樞電壓（V）（V）及磁場電阻Rf1，使M的U=UN，Ia=0.5IN，If＝IfN記下此時MG的IF值。
2）保持此時的IF值（即T2值）和If＝IfN不變，逐次多加R1的阻值，降低電樞兩端的電壓（V）（V）Ua，使R1從零調至大值，每次測取電動機的端電壓（V）（V）Ua，轉動速度n和電樞電流（A）（A）Ia。
3）共取數值8-9組，記錄于表2-8中
表2－8 If＝IfN＝ mA IF= A(T2＝ N·m) If2=100mA
| Ua（V） | |||||||||
| n（r/min） | |||||||||
| Ia（A） |
1）直線DC電動機運行后，將M的電樞串聯電阻R1和磁場調動電阻Rf1調至零，將MG的磁場調動電阻If2調至校正值，再調動M的電樞電源調壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=UN，Ia＝0.5IN記下此時的IF值。
2）保持此時MG的IF值（T2值）和M的U＝UN不變，逐次多加磁場電阻阻值：直至n＝1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia。共取 7－8組記錄于表2－9中。
表2－9 U＝UN＝ V IF= A(T2＝ N·m) If2= 100mA
| n（r/min） | ||||||||
| If（mA） | ||||||||
| Ia（A） |
（1）按圖2-7接線，其中R1選用DQ29上90Ω串90Ω共180Ω阻值，Rf1選用DQ29上的900Ω串900Ω共1800Ω阻值，RL選用DQ27上900Ω串900Ω再加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值。
圖2-7并勵電動機能耗限限制動作作接線圖
（2）把M的電樞串聯起動電阻R1調至大，磁場調動電阻Rf調至小位置。S1合向1端位置，然后合上控制屏下方右邊的電樞電源開關，使電動機起動。
（3）運行正常后，將開關S1合向中間位置，使電樞開路。由于電樞開路，電動機處于自由停機，記錄停機時間。
（4）將R1調回大位置，重復起動電動機，待運行正常后，把S1合向RL端，記錄停機時間。
（5）選用RL不一樣的阻值，查看對停機時間的影響（注意調動R1及RL不宜太小的阻值，以免產生太大的電流（A）（A），損壞電動機）
五、實訓報告
1、由表2-7計算出P2和η，并給出n、T2、η＝f（Ia）及n＝f（T2）的特性彎彎曲線。
電動機輸出功率（W）（W）： P2＝0.105nT2
式中輸出轉矩T2的單位為N.m（由If2及IF值，從校正彎彎曲線T2=f（IF）查得），轉動速度n的單位為r/min。
電動機寫入功率（W）（W）： P1=UI
寫入電流（A）（A）： I=Ia+IfN
由作業特性求出轉動速度改變率
2、繪出并勵電動機調動速度特性彎彎曲線n＝f（Ua）和n=f（If）。解析在恒轉矩負載時兩種調動速度的電樞電流（A）（A）改變規律以及兩種調動速度方法的優缺點。
3、能耗限限制動作作時間與限限制動作作電阻RL的阻值有什么關系？為什么？該限限制動作作方法有什么缺點？
六、思考題
1、并勵電動機的速率特性n＝f（Ia）為什么是略微下降？是否會出現上翹情況？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？
2、當電動機的負載轉矩和勵磁電流（A）（A）不變時，減小電樞端電壓（V）（V），為什么會引起電動機轉動速度降低？
3、當電動機的負載轉矩和電樞端電壓（V）（V）不變時，減小勵磁電流（A）（A）會引起轉動速度的升高，為什么？
4、并勵電動機在負載運行中，當磁場線路斷線時是否一定會出現"飛車"？為什么？
