电机实验报告

电气1209

高树伦

12292002

实验一：他励直流发电机

一、实验电路图

按图接线：

图中直流发电机G 选用DJ15，其额定值PN＝100W，UN＝180V，IN＝0.5A，nN＝1600r/min。

校正直流测功机MG 作为G 的原动机（按他励电动机接线）。MG、G 及TG 由联轴器直接连接。开关S 选用D51组件。Rf1 选用D44 的1800Ω变阻器，Rf2 选用D42 的900Ω变阻器，并采用分压器接法。R1 选用D44 的180Ω变阻器。R2 为发电机的负载电阻选用D42，采用串并联接法（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联），阻值为2250Ω。当负载电流大于0.4 A 时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。直流电流表、电压表选用D31、并选择合适的量程。

二、实验器材

三、实验步骤

（1）测空载特性

1）把发电机G 的负载开关S 打开，接通控制屏上的励磁电源开关，将Rf2 调至使G 励磁电流最小的位置。

2）使MG 电枢串联起动电阻R1 阻值最大，Rf1 阻值最小。仍先接通控制屏下方左边的励磁电源开关，在观察到MG 的励磁电流为最大的条件下，再接通控制屏下方右边的电枢电源开关，起动直流电动机MG，其旋转方向应符合正向旋转的要求。

3）电动机MG 起动正常运转后，将MG 电枢串联电阻R1 调至最小值，将 MG 的电枢电源电压调为220V，调节电动机磁场调节电阻Rf1，使发电机转速达额定值，并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。

4）调节发电机励磁分压电阻Rf2，使发电机空载电压达U0＝1.2UN 为止。

5）在保持n=nN＝1600r/min 条件下，从U0＝1.2UN 开始，单方向调节分压器电阻Rf2 使发电机励磁电流逐次减小，每次测取发电机的空载电压U0 和励磁电流If，直至If＝0（此时测得的电压即为电机的剩磁电压）。

6）测取数据时U0＝UN 和If＝0 两点必测，并在U0＝UN 附近测点应较密。

7）共测取7～8 组数据，记录于表中

（2）测外特性

    1）把发电机负载电阻R2 调到最大值，合上负载开关S。

2）同时调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的分压电阻Rf2 和负载电阻R2 使发电机的IL＝IN，U＝UN，n=nN，该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定励磁电流IfN，记录该组数据。

3）在保持n=nN 和If＝IfN 不变的条件下，逐次增加负载电阻 R2，即减小发电机负载电流IL，从额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U 和电流IL，直到空载（断开开关S，此时IL=0），共取6-7 组数据，记录于表中。

四、实验数据及分析

     

1、空载特性数据：

n= nN =1600r/min   IL=0

2、特性曲线：

由表中数据制得他励直流发电机空载特性曲线，如下图所示：

3、数据分析：

     空载运行时电枢电压Ia=0，电枢回路中没有电阻压降，所以空载电压就等于电枢感应电动势，即U0=Ea。又因为发电机转速恒定，故电动势Ea与主磁通成正比。另一方面，因为励磁绕组匝数恒定，故励磁磁动势Ff与励磁电流If成正比，所以空载特性曲线U0=f（If）与磁化曲线形状相似。

4、外特性数据：

n=Nn=1600r/min    If=IfN=98.4mA

5、特性曲线：

由表中数据制得他励直流发电机外特性曲线，如下图所示：

、

6、数据分析：

   由图表可看出，他励直流发电机的外特性曲线略微下垂。电压下降原因可由电压方程式得出。随着负载电流的增大，电枢反应的去磁作用增大，使气隙磁通略微减小，从而电枢感应电动势也随之减小；另一方面，随着电枢电流增大，电枢回路的电阻压降增大，两方面原因都使得发电机的端电压下降。

实验二：并励直流电动机

一、实验电路图：

按图接线。校正直流测功机 MG 按他励发电机连接，在此作为直流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。Rf1选用D44的900Ω阻值，按分压法接线。Rf2选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R1用D44的180Ω阻值。R2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。

二、实验器材：

三、实验步骤：

（1）将直流并励电动机M 的磁场调节电阻Rf1 调至最小值，电枢串联起动电阻R1 调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求；

（2）M 起动正常后，将其电枢串联电阻R1 调至零，调节电枢电源的电压为220V，调节校正直流测功机的励磁电流If2 为校正值（100 mA），再调节其负载电阻R2 和电动机的磁场调节电阻Rf1，使电动机达到额定值：U＝UN，I＝IN，n＝nN。此时M 的励磁电流If 即为额定励磁电流IfN；

（3）保持U＝UN，If=IfN，If2 为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流Ia，转速n 和校正电机的负载电流IF（由校正曲线查出电动机输出对应转矩T2）。取数据记录于表中。

四、实验数据及分析：

 

U=UN=180V    If=IfN=67mA   If2=100mA

由上表测得数据，再依据公式可计算出以下值：

电动机输出功率： P2＝0.105 nT2

电动机输入功率： P1=UI

输入电流： I=Ia+IfN

电动机效率：

             

 由上式计算得下表所示数据：

由实验所得数据绘制而成以下图表：

并励直流电动机工作特性曲线

特性分析：

    并励直流电动机效率特性曲线如图所示。当负载较小时，电机效率较低，当负载增大时，效率随着输出功率的增大而增大；但当负载增大到一定程度时，由于铜耗随电枢电流的增大而快速增加，使电机效率重新开始下降。

并励直流电动机机械特性曲线

机械特性分析：

    并励直流电动机机械特性曲线为一条向下倾斜的直线。

实验总结：

这次实验时本学期电机学课程的第一次实验。我们在对实验室设备仪器有了基本的了解与认识的情况下开始实验。但由于第一次实验缺乏经验，也由于对实验仪器、接线不够了解，所以在做实验的过程中不断将电路连线接错。后来在老师与助教学长的帮助指导下，我们弄清了一些元器件的接法，包括实验台上两个900欧电阻如何串联在一起的接法等等。在接好电路之后，我们开始调节各个电阻使发电机或者电动机保持在额定工作状态。然而同时调节三个电阻使电机保持在额定电流、额定电压与额定转速有点困难，于是我和搭档同心协力，两个人同时调节电阻并观察电机状态的变化，最终终于将电机保持在额定工作状态，从而展开接下来的数据测量。这次实验让我通过实践，应证课堂上学习的知识，更加深刻地理解了发电机与电动机的工作特性，坚实了电机学学习的基础，为接下来的学习做好充分准备。

同组成员：

高树伦（负责接线与调节电机物理量）

张书铭（负责调节电机与记录实验数据）

 

第二篇：直流电机的认识实验报告

自动化专业

直流电机的认识实验报告

班级：

学号：

姓名：

实验一

直流电机的认识实验

一、实验目的

1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。

二、实验内容

1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。

2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。

三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序

1、实验设备

2、控制屏上挂件排列顺序

D51、D31、D44

四、实验说明及操作步骤

1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。

2、用伏安法测电枢的直流电阻

图2-1 测电枢绕组直流电阻接线图

（1）按图2-1接线，电阻R用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。A表选用D31直流、毫安、安培表，量程选用5A档。开关S选用D51挂箱。

（2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U和电流I。将电机分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U、I三组数据列于表2-1中。

（3）增大R使电流分别达到0.15A和0.1A，用同样方法测取六组数据列于表2-1中。

取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值

表2-1 室温 25 ℃

表中：

五、注意事项

1、直流仪表、转速表和变阻器的选择

直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。

（1）电压量程的选择

如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为1000V量程档。

（2）电流量程的选择

因为直流并励电动机的额定电流为1.2A，测量电枢电流的电表A3可选用直流电流表的5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，电流表A1选用200mA量程档。

（3）电机额定转速为1600r/min，转速表选用1800r/min量程档。

（4）变阻器的选择

变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路R1可选用D44挂件的1.3A的90Ω与90Ω串联电阻,磁场回路Rf1可选用D44挂件的0.41A的900Ω与900Ω串联电阻。

六、实验报告

1、计算基准工作温度时的电枢电阻

由实验直接测得电枢绕组电阻值，此值为实际冷态电阻值。冷态温度为室温。按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：

式中Raref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（Ω）。

Ra——电枢绕组的实际冷态电阻。（Ω）。

θref ——基准工作温度，对于E级绝缘为75 ℃。

θa——实际冷态时电枢绕组的温度。（℃）