直流电动机试验

题目 直流电动机试验

姓名与学号

指导教师

年级与专业

所在学院 电气工程及其自动化

实验名称：直流电动机实验姓名：学号：

专业：电气工程及其自动化 姓名： 学号： 日期：2015/10/19 地点：玉泉教二—116 实验报告

课程名称：电机学指导老师：成绩：__________________

实验名称：直流电动机实验实验类型：________________同组学生姓名： 一、 实验目的和要求

1、 并励直流电动机起动实验 2、 改变并励直流电动机转向实验

3、 测取并励直流电动机的工作特性和机械特性 4、并励直流电动机的调速方法 二、实验内容和原理

实验接线图：

三、主要仪器设备

1、直流电源（DT02，220V，3A，可调） 2、并励直流电动机（D17） 3、负载—测功机

4、调节电阻（DT04）

5、直流电压电流表（DT10） 四、操作方法和实验步骤

1、并励直流电动机起动实验

1）电动机起动前，电枢调节电阻R1调至最大，磁场调节电阻Rf调至最小； 2）调节电源电压，缓缓起动电机，观察电动机转向是否符合测功机加载方向； 3）逐渐减小电阻R1，直至完全切除。 2、改变并励直流电动机转向实验

对调电枢绕组或励磁绕组极性，重复操作1，重新起动，观察转向。 3、测取并励直流电动机的工作特性和机械特性 1）按操作1起动电机后，切除R1（R1=0）； 2）将电动机调至额定状态。调节电源电压、测功机加载旋钮及磁场调节电阻Rf，至额定状态：U=UN ，I=IN ，n=nN ，记下此时的If ，即IfN；

3）保持 U=UN ，If=IfN 不变，调测功机加载旋钮，逐渐减小电动机负载至最小，测I、n、T2。

实验名称：直流电动机实验姓名：学号：

4、并励直流电动机的调速特性 （1）改变电枢电压调速

1) 按操作1起动后，切除电枢调节电阻R1（R1=0）；

2) 调节电源电压、测功机加载旋钮及磁场调节电阻Rf，使U=UN ，T2=500mN.m ， If=IfN ； 3）保持T2=500mN.m ， If=IfN不变，从零开始逐渐增加R1 至最大值，从而逐渐降低电枢端电压Ua，每次测 Ua、n、I。

（2）改变励磁电流调速

1) 按操作1起动后，切除电枢调节电阻R1（R1=0)和磁场调节电阻Rf; 2) 调节电源电压、测功机加载旋钮,使U=UN ，T2=500mN.m ； 3）保持U=UN ，T2=500mN.m，不变，从零开始逐渐增加Rf，从而逐渐减小励磁电流，直至n=1.2nN，，每次测 If、n、I。

五、实验数据记录和处理

1、测取并励直流电动机的工作特性和机械特性 将电动机调至额定状态记录数据如下：

U=Un=220V，If=Ifn=75.7mA，Ra=20Ω 1.10 0.99 0.83 0.69 0.55 0.42 0.16 实验内I(A) 容 计算数据 n(r/min) 1606 1616 0.89 0.91 150.6 69.1 1627 0.75 0.75 127.7 69.9 1635 0.60 0.61 102.7 67.6 1644 0.45 0.47 77.4 64.0 1655 0.30 0.34 51.9 56.2 1698 0.00 0.08 0.0 0.0 M2(N·m） 1.00 Ia(A) 1.02 Pa(W) η(%) 168.1 69.4 测量电表所用量程：

电压表 U=500V，电流表 A1=5A，电流表A2=300mA。

并励电动机的速率特性n=f（Ia）：

172017001698168016731660165516441635162716201616160600.20.40.60.811.2通过图中可知，因为端电压U

恒定，电枢电流Ia增大，电枢回路中的电阻压降IaRa增大，使电动机转速n下降

16401600

实验名称：直流电动机实验姓名：学号：

并励电动机的速率特性n=f（M2）：

172017001698168016731660165516441635162716201616160600.20.40.60.811.2由图可知转速n随转矩T的增加而减小，因为输出功率P∝n*T，随着T的减小，P减小，但P减小的速度大于T减小的速度，所以n增加。

16401600 2、并励直流电动机的调速特性

（1）改变电枢电压调速： Ua(V) n(r/min) I(A) Ia(A) 215 1627 0.60 0.5243 207 1564 0.60 0.5243 198 1495 0.60 0.5243 187 1400 0.6 0.5243 If=Ifn=75.7mA，M2=500mN·m 177 167 161 1322 0.6 0.5243 1243 0.6 0.5243 1191 0.6 0.5243 测量电表所用量程：

电压表 U=500V，电流表 A1=5A，电流表A2=300mA

并励电动机的调速特性n=f（Ua）：

17001600150014001300124312001100150170190210230119113221400149516271564Tem=Ct*Фn*Ia，因为Tem不变=500mN·m，而且励磁回路也不变，所以电枢电流Ia也不变，有表格可知Ia恒等于0.5243A。又因为T*Ω=Ia*Ua，所以转速n与电枢电压Ua成正比。由图表可知数据拟合曲线为一条直线。

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（2）改变励磁电流调速 n(r/min) If(mA) I(A) Ia(A) 1500 99.5 0.58 0.4805 1541 88.5 0.58 0.4915 1580 80.3 0.59 0.5097 1620 74.1 0.59 0.5159 U=Un=220V，M2=500mN·m 1662 1711 1761 68.7 0.6 0.5313 63.7 0.62 0.5563 59.4 0.63 0.5706 测量电表所用量程：

电压表 U=500V，电流表 A1=5A，电流表A2=300mA

并励电动机的调速特性n=f（If）：

1800175017001650160015801550150014505060708090100110154115001761171116621620Tem=Ct*Фn*Ia，因为Tem不变=500mN•m，当励磁电流减小时Фn减小，所以电枢电流Ia增大，所以电动机输出功率增加，转速n上升。所以当励磁电流If减少时转速n增加。 六、实验结果与分析

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？

n=U/CeФ-ReTem/CeCTФ2=n0-βTem,为一条下垂的斜线，由于直流电动机中的Ra《CeCTФ2，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Ф的减小，E= CeФn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，减小电枢段压，为什么会引起电动机转速的降低？

Tem=Ct*Фn*Ia，因为Tem不变=500mN•m，而且励磁回路也不变，所以电枢电流Ia也不变，有表格可知Ia恒等于0.5243A。又因为T*Ω=Ia*Ua，所以转速n与电枢电压Ua成正比，减小电枢段压，为什么会引起电动机转速的降低。

3、当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小励磁电流，为什么会引起电动机转速的升高？

Tem=Ct*Фn*Ia，因为Tem不变=500mN•m，当励磁电流减小时Фn减小，所以电枢电流Ia增大，所以电动

机输出功率增加，转速n上升。所以当励磁电流If减少时转速n增加。

4、并励电动机在负载运行中，当励磁回路断线时，是否一定会出现“飞速”？为什么？

当磁场回路断电时，φ值骤减，但由于磁滞效应，仍有剩磁存在，由公式n=U/Ceφ-ReTem/CeCTφ2=n0-βTem可得，n0，β军变得很大，而且β>n0，于是当负载转矩很小时，可能会导致飞速。

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七、讨论、心得

通过此次实验，我了解到了实验中所用设备和仪表的使用及安全操作规程；学会并励直流电动机的接线和操作方法，掌握并励直流电动机的起动、调速和实现反转的方法；通过测取并励直流电动机工作特性和机械特性，掌握测试电机的基本技能和方法，树立了些许工程意识。在实验中应当注意每次启动电机的时候都要将电枢电阻调至最大，励磁电阻调至最小，不然启动的时候就会过流，就有可能会损坏。