一、实验目的
不同的实验有不同的训练目的,通常如讲义所述。但在具体实验过程中,有些内容未曾进行,或改变了实验内容。因此,不能完全照书本上抄,应按课堂要求并结合自己的体会来写。
如:实验4-2 金属杨氏弹性模量的测量
实验目的
1.掌握尺读望远镜的调节方法,能分析视差产生的原因并消除视差;
2.掌握用光杠杆测量长度微小变化量的原理,正确选择长度测量工具;
3.学会不同测量次数时的不确定度估算方法,分析各直接测量对实验结果影响大小;
4.练习用逐差法和作图法处理数据。
电机实验报告
课程名称: 电机实验
实验名称: 直流并励电动机
一、实验目的和要求
1.掌握用实验方法测取直流并励电机的工作特性和机械特性。
2.掌握直流并励电机的调速方法。
二、主要仪器设备
D17直流并励电动机,测功机,实验工作台
三、实验步骤与内容
1.记录名牌数据:额定电压220V,额定电流1.1A,额定功率185W,额定转速1600r/min,
额定励磁电流 <0.16A
特性和机械特性
<1> 电动机启动前,将R1最大,Rf调至最小,测功机常规负载旋钮调至零,直流电压调至零,各个测量表均调至最大量程处。
<2> 接通实验电路,将直流电压源调至25伏左右,在电动机转速较慢的情况下,判断其转向是否与测功机上箭头所示方向一致。若不一致,则将电枢绕组或励磁绕组反接。
<3> 将R1调至零,调节直流电压源旋钮,使U=220V,转速稳定后将测功机转矩调零。同时调节直流电源旋钮,测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf,使U=UN=220V,I=IN=1.1A,n=nN=1600r/min,记录此时励磁电流If,即为额定励磁电流IfN。
<4> 在保持U=UN=220V,If=IfN=0.071A及R1=0不变的条件下,逐次减小电动机的负载,测取电动机输入电流I,转速n和测功机转矩M,其中必要测量额定点和空载点。
<5> 根据公式 P2=0.105*n*M2,P1=U*I η= P2/ P1*100% Ia=I-IfN, 计算出Ia、P2、η
4.调速特性
(1)改变电枢端电压的调速
<1> 直流电动机启动后,将电枢调节电阻R1调至0,同时调节测功机、直流电源及电阻Rf,使U=UN=220V,M2=500mN.m,If=IfN=0.071A
<2> 保持此时的M2和If=IfN,逐次增加R1的阻值,即降低电枢两端的电压Ua,测取Ua,n, I
(2)改变励磁电流的调速
<1> 直流电动机启动后,将电阻R1和Rf调至0,同时调节测功机、直流电源,使电动机U=UN=220V,M2=500mN.m。
<2>保持此时的M2和U=UN=220V,R1=0,逐次增加Rf的阻值至n=1.1nN=1760r/min,测取电动机的n, If, I 。
四、实验数据记录,处理与分析
1.工作特性和机械特性
测得实验数据与计算数据如下表
表格一
U=UN=220V,If=IfN=0.071A,Ra=20Ω
Δn=(n0-nN)/ nN=(1768-1600)/1600=10.5%
n=f(Ia)的曲线特性
n=f(M2)的曲线特性
效率与输出功率的关系曲线
转速与输出功率的关系曲线
转矩与输出功率的关系曲线
3.调速特性
(1)改变电枢端电压的调速
测得实验数据如下表
表格二
If=IfN=0.071A,M2=500mN.m
n=f(Ua)的曲线特性
(2)改变励磁电流的调速
测得实验数据如下表
表格三
U=UN=220V,M2=500mN.m
n=f(If)的曲线特性
(3)在恒转矩负载时,两种调速方法电枢电流变化规律
<1>改变电枢端电压的调速时,由公式Tem=CTΦIa可知,M与If不变时,Tem与Φ均不变,故Ia也不变,于此可知Ia在实验中几乎不变,从表格二中的数据可以证实这个结论。
<2>改变励磁电流的调速时,由公式Tem=CTΦIa可知,M不变时,Tem不变,Φ与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,表格三中的数据可得,Ia=f(If)的曲线特性若下图所示
Ia=f(If)的曲线特性
(4)两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,对于轻载与重载具有明显的调速效果。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。
五、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?是否出现上翘现象?为什么?上翘的速率特性对电动机有何影响?
答:n=U/CeΦ-RaTem/CeCTΦ2=n0-βTem,为一条下垂的斜线,由于直流电动机中的Ra<< CeCTΦ2, 故β很小,只是略微下降。当Ia增加时,由于电枢反应的去磁作用,导致Φ的减小,E=CeΦn知,n会增加,故可能出现上翘现象。
2.当电动机的负载转矩和励磁电流不变时,减小电枢端压,为什么会引起电动机转速降低?
答:当M和If不变时,由E=CeΦn知,电动机转速会下降
3.当电动机的负载转矩和电枢电压不变时,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=CeΦn知,减小励磁电流会使Φ减小,而E几乎不变,故n升高
4.并励电动机在负载运行时,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,Φ值骤减,但由于但由于磁滞效应,仍有剩磁存在,
由公式n=U/CeΦ-RaTem/CeCTΦ2=n0-βTem可得,n0, β均变得很大,而且β>n0,于是当负载转矩很小时,可能会导致飞速。若负载转矩较大,这可能产生制动效果
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