直流并励电动机实验报告

实验报告

课程名称：______电机实验_________指导老师：___ _____成绩：__________________

实验名称：_______直流并励电动机___________实验类型：________________同组学生姓名：

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

2.接好线路图，如下

3.工作特性和机械特性

<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

第二篇：01直流并励电动机--实验报告

实验报告

课程名称：电机学实验指导老师：成绩：

实验名称：直流并励电动机实验类型：普通实验同组学生姓名：

一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

实验三 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。

3．并励电动机的能耗制动。

二、预习要点

1．什么是直流电动机的工作特性和机械特性?

答：直流电机的工作特性通常是指电压，励磁电流，电枢回路，不串入外加电阻的条件下，直流电动机的转速n、电磁转矩和效率?与输出功率之间的关系曲线。

直流电动机的机械特性是指在及电枢回路总电阻（Ra+Raj）=常值的条件下，的关系。当Raj=0时的机械特性，称为自然（故有）机械特性

2．直流电动机调速原理是什么?

答：直流电动机的调速方法：

（1）改变励磁电流从而改变磁通；

（2）改变施加在电枢两端的电压U；

（3）改变串入电枢回路的调节电阻；

3．直流电动机电磁制动的原理和方法。

答：直流电机制动方法：

（1）能耗制动

（2）反接制动（电压反接和电势反向）

（3）回馈制动（电压反向和电压不反向）

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、＝f(Ia)及n=f(T2)。

2．调速特性

(1)改变电枢电压调速

保持If＝IfN常值，T2＝常值，测取n＝f(Ua)。

(2)改变励磁电流调速

保持U＝UN，T2＝常值，Ra＝0，测取n＝f(If)。

*(3)观察能耗制动过程

四、实验线路及操作步骤

1. 并励电动机的工作特性和机械特性

实验线路如图，直流并励电动机，测功机(请阅测功机使用说明)作为电动机负载。按照实验一方法起动直流并励电动机，其转向从测功机端观察为逆时针方向。 (把电枢电阻调到最大, R f调到最小)

将电动机电枢调节电阻Rl调至零，同时调节直流电源调压旋钮、测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻Rf，调到其电机的额定值U＝UN，I＝IN，n＝nN，其励磁电流即为额定励磁电流IfN，在保持U=UN和I＝IfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即将测功机的加载旋钮逆时针转动直至零。测取电动机输入电流I、转速n和测功机的转矩T2，共取6—7组数据，记录于表1—6中。

上表中Ra对应于环境温度0℃时电动机电枢回路的总电阻，可由实验室给出。

2．调速特性

(1) 改变电枢端电压的调速

直流电动机起动后，将电阻R l调至零，同时调节负载(测功机)、直流电源及电阻R f使U＝U N、 I f＝I fN、T2＝0.5 N·m，保持此时的T 2的数值和I f＝I fN，逐次增加R 1的阻值，即降低电枢两端的电压Ua。R l从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua、转速n和输入电流I, 共取5—6组数据，记录于表1—7中。