直流他勵電動機在各種運轉狀態下的機械特性
了解和測定他勵直流電動機在各種運轉狀態的機械特性。
直線DC他勵電動機在各種運行狀態下的機械特性
一、 實訓目的
理解和測量他勵直線DC電動機在各種運行狀態的機械特性
二、 預習要點
1、改變他勵直線DC電動機機械特性有哪些方法？
2、他勵直線DC電動機在什么情況下，從電動機運行狀態進入回饋限限制動作作狀態？他勵直線DC電動機回饋限限制動作作時，能量傳遞關系，電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況？
3、他勵直線DC電動機反接限限制動作作時，能量傳遞關系，電動勢平衡方程式及機械特性。
三、實訓內容
1、電動及回饋限限制動作作狀態下的機械特性
2、電動及反接限限制動作作狀態下的機械特性
3、能耗限限制動作作狀態下的機械特性
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、DQ26、DQ22、DQ29、DQ31C
圖 4-1他勵直線DC電動機機械特性測量接線圖
按圖4-1接線，圖中M用編號為DQ09的直線DC并（他）勵電動機(接成他勵方法)，MG用編號為DQ19的校正直線DC測功機，直線DC電壓（V）（V）表V1、V2的測量界限為300V，直線DC電流（A）（A）表A1、A3的測量界限為200mA，A2、A4的測量界限為5A。R1、R2、R3、及R4依不一樣的實訓而選不一樣的阻值。
3、R2=0時電動及回饋限限制動作作狀態下的機械特性
（1）R1、R2分別選用DQ29的1800Ω和180Ω阻值，R3選用DQ27上4 只900Ω串聯共3600Ω阻值，R4 選用DQ27上1800Ω再加上DQ26上6只90Ω串聯共2340Ω阻值。
（2）R1阻值置小位置，R2、R3及R4阻值置大位置。開關S1、S2選用控制屏上相應開關，并將S1合向1電源端，S2合向2'短接端(見圖4-1)。
（3）開機時需查驗控制屏下方左、右兩邊的"勵磁電源"開關及"電樞電源"開關全部須在斷開的位置，然后按次序先開啟控制屏上的"電源總開關"（空氣開關），再按下"啟動"按鈕，隨后接通"勵磁電源"開關，后查驗R2阻值確在大位置時接通"電樞電源"開關，使他勵直線DC電動機M起動運行。調動"電樞電源"電壓（V）（V）為 220V；調動R2阻值至零位置，調動R3阻值，使電流（A）（A）表A3為100mA。
（4）調動電動機M的磁場調動電阻R1阻值，和電動機MG 的負載電阻R4阻值(先調動DQ27上1800Ω阻值，調至小后應用實訓連接線短接)。使電動機M的n=nN=1500r/min，IN=If+Ia=1.2A。此時他勵直線DC電動機的勵磁電流（A）（A）If為規格限定勵磁電流（A）（A）IfN。保持U=UN=220V ，If=IfN，A3表為100mA。增大R4阻值，直至空載(拆掉開關S2的2'上的短接線)，測取電動機M在規格限定負載至空載界限的n、Ia，共取8-9組數值記錄于表4-1中。
（5）在確定S2上短接線仍拆掉的情況下，把R4調至零值位置(其中DQ27上1800Ω阻值調至零值后用實訓連接線短接)，再減小R3阻值，使MG的空載電壓（V）（V）與電樞電源電壓（V）（V）值接近相等 (在開關S2兩端測)，并而而且極性相同，把開關S2合向1'端。
（6）保持電樞電源電壓（V）（V）U=UN=220V，If=IfN，調動R3阻值，使阻值多加，電動機轉動速度升高，當A2表的電流（A）（A）值為0A時，此時電動機轉動速度為理想空載轉動速度，繼續多加R3阻值，使電動機進入第二象限回饋限限制動作作狀態運行直至轉動速度約為1900 r/min，測取M的n、Ia。共取8～9組數值記錄于表4-2中。
（7）停機（先關斷"電樞電源"開關，再關斷"勵磁電源"開關， 并將開關S2合向到2'端）。
表4-1 UN=220V IfN= mA
表4-2 UN=220V IfN= mA
4、R2=300Ω時的電動運行及反接限限制動作作狀態下的機械特性
(1) 在保證斷電條件下，改接圖4-1，R1阻值不變，R2用DQ27的900Ω與900Ω并聯并用萬用表調定在300Ω，R3用DQ27的1800Ω阻值，R4用DQ27上1800Ω阻值加上DQ26上6只90Ω電阻串聯共2340Ω阻值。
(2) S1合向1端，S2合向2'端( 短接線仍拆掉)，把電動機MG電樞的二個插頭對調，R1 、R3置小值，R2置300Ω阻值， R4置大值。
(3) 先接通"勵磁電源"，再接通"電樞電源"，使電動機M 起動運行，調動R3阻值，使電流（A）（A）表A3為100mA并保持，在S2兩端測量測功機MG的空載電壓（V）（V）是否和"電樞電源"的電壓（V）（V）極性相反，若極性相反，查驗R4阻值確在大位置時可把S2合向1'端。
(4) 保持"電樞電源"輸出電壓（V）（V）U=UN=220V，If=IfN不變，逐漸減小R4阻值（先減小DQ27上1800Ω阻值，調至零值后用實訓連接線短接），使電動機減慢速度直至為零。繼續減小R4阻值，使電動機進入"反向"旋轉，轉動速度在反方向上逐漸上升，此時電動機在電勢反接限限制動作作狀態運行，直至電動機M的Ia=0.8IaN，測取電動機在1、4象限的n、Ia，共取12～13 組數值記錄于表4-3中。
(5) 停機( 必須記住先關斷"電樞電源"，而后關斷"勵磁電源"的次序，并隨手將S2合向到2'端)。
表4-3 UN=220V IfN= mA R2=300Ω
5、能耗限限制動作作狀態下的機械特性
(1)圖4-1中，R1阻值不變，R2用DQ29的180Ω固定阻值，R3用DQ27的1800Ω可調電阻，R4阻值不變，在反接限限制動作作基礎上把電動機MG電樞的二個插頭對調回來。
(2)S1合向2短接端，R1置大位置，R3置小值位置，R4先調定為180Ω阻值，S2合向1'端。
(3)先接通"勵磁電源"，再接通"電樞電源"，使校正直線DC測功機MG起動運行，調動"電樞電源"電壓（V）（V）為220V，調動R1使電動機M的If=IfN，調動R3使電動機MG勵磁電流（A）（A）為100mA，繼續減少R4阻值使電動機M的能耗限限制動作作電流（A）（A） Ia=0.8IaN, 然后逐次多加R4阻值，其間測取M的Ia、n，共取8-9組數值記錄于表4-4中。
(4)把R2調定在90Ω阻值，重復上述實訓實操步驟(2)、(3)，測取M的Ia、n，共取5-7組數值記錄于表4-5中。
當忽略不變損耗時，可近似認為電動機軸上的輸出轉矩等于電動機的電磁轉矩T=CMΦIa，他勵電動機在磁通Φ不變的情況下，其機械特性可以由彎彎曲線n＝f(Ia)來描述。
表4-4 R2=180Ω IfN= mA
表4-5 R2=90Ω IfN= mA
五、實訓報告
按照實訓數值，測測繪制作作他勵直線DC電動機運行在第一、第二、第四象限的電動和限限制動作作狀態及能耗限限制動作作狀態下的機械特性n=f(Ia)(用同一座標紙繪出)。
六、思考題
1、回饋限限制動作作實訓中，如何判別電動機運行在理想空載點？
2、直線DC電動機從第一象限運行到第二象限轉子旋轉方向不變，試問電磁轉矩的方向是否也不變？為什么？
3、直線DC電動機從第一象限運行到第四象限，其轉向反了，而電磁轉矩方向不變，為什么？作為負載的MG，從第一象限到第四象限其電磁轉矩方向是否改變？為什么？
一、 實訓目的
理解和測量他勵直線DC電動機在各種運行狀態的機械特性
二、 預習要點
1、改變他勵直線DC電動機機械特性有哪些方法？
2、他勵直線DC電動機在什么情況下，從電動機運行狀態進入回饋限限制動作作狀態？他勵直線DC電動機回饋限限制動作作時，能量傳遞關系，電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況？
3、他勵直線DC電動機反接限限制動作作時，能量傳遞關系，電動勢平衡方程式及機械特性。
三、實訓內容
1、電動及回饋限限制動作作狀態下的機械特性
2、電動及反接限限制動作作狀態下的機械特性
3、能耗限限制動作作狀態下的機械特性
四、實訓方法
1、實訓設備
| 序 號 | 型 號 | 名 稱 | 數 量 |
| 1 | DQ03-1 | 導軌、光電測速系統及轉動速度表 | 1件 |
| 2 | DQ09 | 直線DC并（他）勵電動機 | 1件 |
| 3 | DQ19 | 校正直線DC測功機 | 1件 |
| 4 | DQ22 | 直線DC數字電壓（V）（V）、mAmA毫安、安培表 | 2件 |
| 5 | DQ26 | 三相可調電阻器 | 1件 |
| 6 | DQ27 | 三相可調電阻器 | 1件 |
| 7 | DQ29 | 可調電阻器 | 1件 |
| 8 | DQ31C | 熔斷器及開關板 | 1件 |
DQ22、DQ27、DQ26、DQ22、DQ29、DQ31C
圖 4-1他勵直線DC電動機機械特性測量接線圖
按圖4-1接線，圖中M用編號為DQ09的直線DC并（他）勵電動機(接成他勵方法)，MG用編號為DQ19的校正直線DC測功機，直線DC電壓（V）（V）表V1、V2的測量界限為300V，直線DC電流（A）（A）表A1、A3的測量界限為200mA，A2、A4的測量界限為5A。R1、R2、R3、及R4依不一樣的實訓而選不一樣的阻值。
3、R2=0時電動及回饋限限制動作作狀態下的機械特性
（1）R1、R2分別選用DQ29的1800Ω和180Ω阻值，R3選用DQ27上4 只900Ω串聯共3600Ω阻值，R4 選用DQ27上1800Ω再加上DQ26上6只90Ω串聯共2340Ω阻值。
（2）R1阻值置小位置，R2、R3及R4阻值置大位置。開關S1、S2選用控制屏上相應開關，并將S1合向1電源端，S2合向2'短接端(見圖4-1)。
（3）開機時需查驗控制屏下方左、右兩邊的"勵磁電源"開關及"電樞電源"開關全部須在斷開的位置，然后按次序先開啟控制屏上的"電源總開關"（空氣開關），再按下"啟動"按鈕，隨后接通"勵磁電源"開關，后查驗R2阻值確在大位置時接通"電樞電源"開關，使他勵直線DC電動機M起動運行。調動"電樞電源"電壓（V）（V）為 220V；調動R2阻值至零位置，調動R3阻值，使電流（A）（A）表A3為100mA。
（4）調動電動機M的磁場調動電阻R1阻值，和電動機MG 的負載電阻R4阻值(先調動DQ27上1800Ω阻值，調至小后應用實訓連接線短接)。使電動機M的n=nN=1500r/min，IN=If+Ia=1.2A。此時他勵直線DC電動機的勵磁電流（A）（A）If為規格限定勵磁電流（A）（A）IfN。保持U=UN=220V ，If=IfN，A3表為100mA。增大R4阻值，直至空載(拆掉開關S2的2'上的短接線)，測取電動機M在規格限定負載至空載界限的n、Ia，共取8-9組數值記錄于表4-1中。
（5）在確定S2上短接線仍拆掉的情況下，把R4調至零值位置(其中DQ27上1800Ω阻值調至零值后用實訓連接線短接)，再減小R3阻值，使MG的空載電壓（V）（V）與電樞電源電壓（V）（V）值接近相等 (在開關S2兩端測)，并而而且極性相同，把開關S2合向1'端。
（6）保持電樞電源電壓（V）（V）U=UN=220V，If=IfN，調動R3阻值，使阻值多加，電動機轉動速度升高，當A2表的電流（A）（A）值為0A時，此時電動機轉動速度為理想空載轉動速度，繼續多加R3阻值，使電動機進入第二象限回饋限限制動作作狀態運行直至轉動速度約為1900 r/min，測取M的n、Ia。共取8～9組數值記錄于表4-2中。
（7）停機（先關斷"電樞電源"開關，再關斷"勵磁電源"開關， 并將開關S2合向到2'端）。
表4-1 UN=220V IfN= mA
| Ia（A） | |||||||||
| n（r/min） |
| Ia（A） | |||||||||
| n（r/min） |
(1) 在保證斷電條件下，改接圖4-1，R1阻值不變，R2用DQ27的900Ω與900Ω并聯并用萬用表調定在300Ω，R3用DQ27的1800Ω阻值，R4用DQ27上1800Ω阻值加上DQ26上6只90Ω電阻串聯共2340Ω阻值。
(2) S1合向1端，S2合向2'端( 短接線仍拆掉)，把電動機MG電樞的二個插頭對調，R1 、R3置小值，R2置300Ω阻值， R4置大值。
(3) 先接通"勵磁電源"，再接通"電樞電源"，使電動機M 起動運行，調動R3阻值，使電流（A）（A）表A3為100mA并保持，在S2兩端測量測功機MG的空載電壓（V）（V）是否和"電樞電源"的電壓（V）（V）極性相反，若極性相反，查驗R4阻值確在大位置時可把S2合向1'端。
(4) 保持"電樞電源"輸出電壓（V）（V）U=UN=220V，If=IfN不變，逐漸減小R4阻值（先減小DQ27上1800Ω阻值，調至零值后用實訓連接線短接），使電動機減慢速度直至為零。繼續減小R4阻值，使電動機進入"反向"旋轉，轉動速度在反方向上逐漸上升，此時電動機在電勢反接限限制動作作狀態運行，直至電動機M的Ia=0.8IaN，測取電動機在1、4象限的n、Ia，共取12～13 組數值記錄于表4-3中。
(5) 停機( 必須記住先關斷"電樞電源"，而后關斷"勵磁電源"的次序，并隨手將S2合向到2'端)。
表4-3 UN=220V IfN= mA R2=300Ω
| Ia（A） | ||||||||||||
| n（r/min） |
(1)圖4-1中，R1阻值不變，R2用DQ29的180Ω固定阻值，R3用DQ27的1800Ω可調電阻，R4阻值不變，在反接限限制動作作基礎上把電動機MG電樞的二個插頭對調回來。
(2)S1合向2短接端，R1置大位置，R3置小值位置，R4先調定為180Ω阻值，S2合向1'端。
(3)先接通"勵磁電源"，再接通"電樞電源"，使校正直線DC測功機MG起動運行，調動"電樞電源"電壓（V）（V）為220V，調動R1使電動機M的If=IfN，調動R3使電動機MG勵磁電流（A）（A）為100mA，繼續減少R4阻值使電動機M的能耗限限制動作作電流（A）（A） Ia=0.8IaN, 然后逐次多加R4阻值，其間測取M的Ia、n，共取8-9組數值記錄于表4-4中。
(4)把R2調定在90Ω阻值，重復上述實訓實操步驟(2)、(3)，測取M的Ia、n，共取5-7組數值記錄于表4-5中。
當忽略不變損耗時，可近似認為電動機軸上的輸出轉矩等于電動機的電磁轉矩T=CMΦIa，他勵電動機在磁通Φ不變的情況下，其機械特性可以由彎彎曲線n＝f(Ia)來描述。
表4-4 R2=180Ω IfN= mA
| Ia（A） | ||||||||
| n（r/min） |
表4-5 R2=90Ω IfN= mA
| Ia（A） | ||||||||
| n（r/min） |
按照實訓數值，測測繪制作作他勵直線DC電動機運行在第一、第二、第四象限的電動和限限制動作作狀態及能耗限限制動作作狀態下的機械特性n=f(Ia)(用同一座標紙繪出)。
六、思考題
1、回饋限限制動作作實訓中，如何判別電動機運行在理想空載點？
2、直線DC電動機從第一象限運行到第二象限轉子旋轉方向不變，試問電磁轉矩的方向是否也不變？為什么？
3、直線DC電動機從第一象限運行到第四象限，其轉向反了，而電磁轉矩方向不變，為什么？作為負載的MG，從第一象限到第四象限其電磁轉矩方向是否改變？為什么？
