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1、实验二 直流并励电动机一.实验目的1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。2.掌握直流并励电动机的调速方法。二.预习要点1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性?2.直流电动机调速原理是什么?三.实验项目1.工作特性和机械特性保持U=UN 和If =IfN 不变,测取n、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。2.调速特性(1)改变电枢电压调速保持U=UN 、If=IfN =常数,T2 =常数,测取n=f(Ua)。(2)改变励磁电流调速保持U=UN,T2 =常数,R1 =0,测取n=f(If)。(3)观察能耗制动过程四实验设备及仪器1NMEL系列电机教学实验台的主控制屏。2电
2、机导轨及涡流测功机、转矩转速测量(NMEL-13)。3可调直流稳压电源(含直流电压、电流、毫安表)4直流电压、毫安、安培表(NMEL-06)。5直流并励电动机。M03 (UN=220v,IN=1.1A,nN=1600)6波形测试及开关板(NMEL-05)。7三相可调电阻900(MEL-03)。五实验方法1并励电动机的工作特性和机械特性。实验线、Rf:电枢调节电阻和磁场调节电阻,位于NMEL-09。mA、A、V2:直流毫安、电流、电压表(NMEL-06)G:涡流测功机IS:涡流测功机励磁电流调节,位于NMEL-13。a将R1调至最大,Rf调至最小,毫安表
3、量程为200mA,电流表量程为2A档,电压表量程为300V档,检查涡流测功机与NMEL-13是否相连,将NMEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”,“转矩设定”电位器逆时针旋到底,打开船形开关,按实验一方法起动直流电源,使电机旋转,并调整电机的旋转方向,使电机正转。b直流电机正常起动后,将电枢串联电阻R1调至零,调节直流可调稳压电源的输出至220V,再分别调节磁场调节电阻Rf和“转矩设定”电位器,使电动机达到额定值:U=UN=220V,Ia=IN,n=nN=1600r/min,此时直流电机的励磁电流If=IfN(额定励磁电流)。c保持U=UN,If=IfN不变的条件下,逐
8、中两只900电阻并联。S:双刀双掷开关(MEL-05)a将开关S合向“1”端,R1调至最大,Rf调至最小,起动直流电机。b运行正常后,从电机电枢的一端拨出一根导线,使电枢开路,电机处于自由停机,记录停机时间。小RL:2.8s ,2.9, 2.8s 大RL:3.2s ,3.1s, 3.3sc重复起动电动机,待运转正常后,把S合向“2”端记录停机时间。小RL:0.7s ,0.7 s, 0.8s 大RL:1.9s ,2.2s, 2.3sd选不一样RL阻值,观察对停机时间的影响。六实验报告1.由表1-8计算出 P2和,并绘出n、T2、=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲线;m,转速n的单位为rmin。电动机输入功率P1=UI电动机效率=100电动机输入电流I =Ia +IfN由工作特性求出转速变化率:n= 100特性曲线. 绘出并励电动机调速特性曲线n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒转矩负载时两种调速的电枢电流变化规律以及两种调速方法的优缺点。答:特性曲线图见表格后。改变电枢端电压的调速时,由公式Tem=CTIa可知,T与If不变时,Tem与均不变,故Ia也不变,于此可知Ia在实验中几乎不变改变励磁电流的调速时,由公式Tem=CTIa可知,T不变时,Tem不变,与
10、If成正相关,因此可知Ia与If成反相关,当励磁电流减小时,Ia会增加。2种调速方法的优缺点:改变电枢端电压调速:可以连续平滑的无极调速,机械特性硬,对于轻载与重载有着非常明显的 调速效果。但转速只能从额定转速往下调,初投资大,维护要求高。改变励磁电流调速:在恒转矩负载时,因磁通减小,导致电枢电流Ia增大,电机效率降低, 而且长时间运行会导致电机发热,故弱磁调速适合恒功率场合。弱磁调速可以连续平滑调速,改变励磁电流控制方便,但转速只能从额定转速往上调,最高转速受机械强度与换向能力的限制。3能耗制动时间与制动电阻RL的阻值有啥关系?为什么?该制动方法
11、有什么缺点?答:由上面数据能够准确的看出,电阻越小,制动电流越大,制动时间越短;反之,电阻越大,制动电流越小,制动时间越长;能耗制动,在电动机脱离电源之后,在定子绕组上加一个直流电压,即通入直流电流,产生一静止磁场,利用转子感应电流与静止磁场的作用达到制动的目的。能耗制动的缺点有:在制动过程中,随着转速下降,制动转矩随之减小,制动效果变差,电机易发热。七思考题1. 并励电动机的速率特性n=f(Ia)为什么是略微下降?是否会出现上翘现象?为什么?上翘的速率特性对电动机运行有何影响? 答:由n=U/Ce-RaT/CeCT=n0-T,为一条下垂的斜线,由于直流电动机中的
12、 RaCeCT,故很小,只是略微下降。当Ia增加时,由于电枢反应表现为去磁效应,导致的减小,E=Cen知,n会增加,故也许会出现上翘现象。2. 当电动机的负载转矩和励磁电流不变时,减小电枢端压,为何会引起电动机转速变慢降低? 答:当M和If不变时,由E=Cen知,电动机转速会下降3. 当电动机的负载转矩和电枢端电压不变时,减小励磁电流会引起转速的升高,为什么?答:当M和Ua不变时,由E=Cen知,减小励磁电流会使减小,而E几乎不变,故n升高4. 并励电动机在负载运行中,当磁场回路断线时是否一定会出现“飞速”?为什么?答:当磁场回路断线时,值骤减,但由于但由于磁滞效应,仍有剩磁存在,由公式n=U/Ce-RaT/CeCT=n0-T可得,n0,均变得很大,而且n0,于是当负载转矩很小时,有几率会使飞速。
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