電機(jī)與拖動基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一
直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
電機(jī)與拖動基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(一)
實(shí)驗(yàn)名稱:直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)成員:學(xué)號093703109370400937034
1姓名潘佳麗富志玲王瀟瀟直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、學(xué)習(xí)電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求與安全操作注意事項(xiàng)。
2、認(rèn)識在直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)中所用的電機(jī)、儀表、變阻器等組件及使用方法。3、熟悉他勵電動機(jī)(即并勵電動機(jī)按他勵方式)的接線、起動、改變電機(jī)轉(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、了解DD01電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正過的直流電機(jī)、變阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動機(jī)的使用方法。2、用伏安法測直流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的電樞繞組的冷態(tài)電阻。
3、直流他勵電動機(jī)的起動、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。
三、實(shí)驗(yàn)方法
1、由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員介紹DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置各面板布置及使用方法,講解電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求,安全操作和注意事項(xiàng)。2、用伏安法測電樞的直流電阻
圖2-1測電樞繞組直流電阻接線圖
3、直流儀表、轉(zhuǎn)速表和變阻器的選擇
直流儀表、轉(zhuǎn)速表量程是根據(jù)電機(jī)的額定值和實(shí)驗(yàn)中可能達(dá)到的最大值來選擇,變阻器根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求來選用,并按電流的大小選擇串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的接法。
(1)電壓量程的選擇
如測量電動機(jī)兩端為220V的直流電壓,選用直流電壓表為1000V量程檔。(2)電流量程的選擇
因?yàn)橹绷鞑铍妱訖C(jī)的額定電流為1.2A,測量電樞電流的電表A3可選用直
2+220V電樞電源-SARVM直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
流電流表的5A量程檔;額定勵磁電流小于0.16A,電流表A1選用200mA量程檔。
(3)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1600r/min,轉(zhuǎn)速表選用1800r/min量程檔。(4)變阻器的選擇
變阻器選用的原則是根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定,電樞回路R1可選用D44掛件的1.3A的90Ω與90Ω串聯(lián)電阻,磁場回路Rf1可選用D44掛件的0.41A的900Ω與900Ω串聯(lián)電阻。4、直流他勵電動機(jī)的起動準(zhǔn)備
按圖2-2接線。圖中直流他勵電動機(jī)M用DJ15,其額定功率PN=185W,額定電壓UN=220V,額定電流IN=1.2A,額定轉(zhuǎn)速nN=1600r/min,額定勵磁電流IfN<0.16A。校正直流測功機(jī)MG作為測功機(jī)使用,TG為測速發(fā)電機(jī)。直流電流表選用D31。Rf1用D44的1800Ω阻值作為直流他勵電動機(jī)勵磁回路串接的電阻。Rf2選用D42的1800Ω阻值的變阻器。作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用D44的180Ω阻值作為直流他勵電動機(jī)的起動電阻,R2選用D41的90Ω電阻6只串聯(lián)和D42的900Ω與900Ω并聯(lián)電阻相串聯(lián)作為MG的負(fù)載電阻。接好線后,檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。5、他勵直流電動機(jī)起動步驟
(1)檢查按圖2-2的接線是否正確,電表的極性、量程選擇是否正確,電動機(jī)勵磁回路接線是否牢靠。然后,將電動機(jī)電樞串聯(lián)起動電阻R1、測功
3SIFA4V2R1IA3V1+220V-電樞電源If2A2Rf2并勵繞組+勵磁電源220V-IfA1Rf1并磁繞阻直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
圖2-2直流他勵電動機(jī)接線圖
機(jī)MG的負(fù)載電阻R2、及MG的磁場回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置,M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置,斷開開關(guān)S,并斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān),作好起動準(zhǔn)備。
(2)開啟控制屏上的電源總開關(guān),按下其上方的“開”按鈕,接通其下方左邊的勵磁電源開關(guān),觀察M及MG的勵磁電流值,調(diào)節(jié)Rf2使If2等于校正值(100mA)并保持不變,再接通控制屏右下方的電樞電源開關(guān),使M起動。(3)M起動后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向,應(yīng)為正向偏轉(zhuǎn),若不正確,可撥動轉(zhuǎn)速表上正、反向開關(guān)來糾正。調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源‘電壓調(diào)節(jié)’旋鈕,使電動機(jī)端電壓為220伏。減小起動電阻R1阻值,直至短接。
(4)合上校正直流測功機(jī)MG的負(fù)載開關(guān)S,調(diào)節(jié)R2阻值,使MG的負(fù)載電流IF改變,即直流電動機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩T2改變(按不同的IF值,查對應(yīng)于If2=100mA時(shí)的校正曲線T2=f(IF),可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)矩T2值)。(5)調(diào)節(jié)他勵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速
分別改變串入電動機(jī)M電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R1和勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1,觀察轉(zhuǎn)速變化情況。
(6)改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向
將電樞串聯(lián)起動變阻器R1的阻值調(diào)回到最大值,先切斷控制屏上的電樞電源開關(guān),然后切斷控制屏上的勵磁電源開關(guān),使他勵電動機(jī)停機(jī)。在斷電情況下,將電樞(或勵磁繞組)的兩端接線對調(diào)后,再按他勵電動機(jī)的起動步驟起動電動機(jī),并觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向。
注意事項(xiàng)
1、直流他勵電動機(jī)起動時(shí),須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)至最小,先接通勵磁電源,使勵磁電流最大,同時(shí)必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大,然后方可接通電樞電源。使電動機(jī)正常起動。起動后,將起動電阻R1調(diào)至零,使電機(jī)正常工作。
2、直流他勵電動機(jī)停機(jī)時(shí),必須先切斷電樞電源,然后斷開勵磁電源。同時(shí)必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調(diào)回到最大值,勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)回到最小值。給下次起動作好準(zhǔn)備。
3、測量前注意儀表的量程、極性及其接法,是否符合要求。
4直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
4、若要測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩T2,必須將校正直流測功機(jī)MG的勵磁電流調(diào)整到校正值:100mA,以便從校正曲線中查出電動機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩。
四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1、在電動機(jī)輕載及額定負(fù)載時(shí),增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻,電機(jī)的轉(zhuǎn)速如何變化?增大勵磁回路的調(diào)節(jié)電阻,轉(zhuǎn)速又如何變化?
增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻,電機(jī)的轉(zhuǎn)速減小。增大勵磁回路調(diào)節(jié)電阻,電機(jī)轉(zhuǎn)速增大。2、用什么方法可以改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向?
將電樞或者勵磁繞組的兩隊(duì)接線對調(diào)后,直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)。
五、實(shí)驗(yàn)感想
本次實(shí)驗(yàn),我們對直流電機(jī)有了初步的認(rèn)識。我們首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和
電路圖,連接了電路,在連接的開始出現(xiàn)了一些正負(fù)極的錯(cuò)誤,使得電流過大,造成了過流現(xiàn)象。在隨后的修正中,我們認(rèn)真重新修改了電路,終于成功使得電機(jī)轉(zhuǎn)動并按照實(shí)驗(yàn)步驟得到了正確的分析結(jié)果。
通過此次實(shí)驗(yàn),我們對我們所學(xué)的知識有了更多的理解,通過調(diào)節(jié)R2阻值,R1,Rf阻值,我們對轉(zhuǎn)速的觀察,得到了所要研究的問題的答案,也對書本上的曲線圖有了真實(shí)的感知。
5擴(kuò)展閱讀:電機(jī)與拖動基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告二
直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
電機(jī)與拖動基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(二)
實(shí)驗(yàn)名稱:直流并勵電動機(jī)
實(shí)驗(yàn)成員:學(xué)號0937031093704009370340937030
1姓名潘佳麗富志玲王瀟瀟張丹直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、掌握用實(shí)驗(yàn)方法測取直流并勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。
2、掌握直流并勵電動機(jī)的調(diào)速方法。二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、了解DD01電源控制屏中的電樞電源、勵磁電源、校正過的直流電機(jī)、變阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動機(jī)的使用方法。2、用伏安法測直流電動機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的電樞繞組的冷態(tài)電阻。3、直流他勵電動機(jī)的起動、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。1、工作特性和機(jī)械特性保持U=UN和If=IfN不變,測取n、T2、η=f(Ia)、n=f(T2)。2、調(diào)速特性
(1)改變電樞電壓調(diào)速
保持U=UN、If=IfN=常數(shù),T2=常數(shù),測取n=f(Ua)。(2)改變勵磁電流調(diào)速
保持U=UN,T2=常數(shù),測取n=f(If)。(3)觀察能耗制動過程
三、實(shí)驗(yàn)方法
1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
序號1234567型號DD03DJ23DJ15D31D42D44D51名稱導(dǎo)軌、測速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表校正直流測功機(jī)直流并勵電動機(jī)直流電壓、毫安、電流表三相可調(diào)電阻器可調(diào)電阻器、電容器波形測試及開關(guān)板數(shù)量1臺1臺1臺2件1件1件1件2、屏上掛件排列順序D31、D42、D51、D31、D44
2直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
3、并勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性
1)按圖2-6接線。校正直流測功機(jī)MG按他勵發(fā)電機(jī)連接,在此作為直流電動機(jī)M的負(fù)載,用于測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和輸出功率。Rf1選用D44的1800Ω阻值。Rf2選用D42的900Ω串聯(lián)900Ω共1800Ω阻值。R1用D44的180Ω阻值。R2選用D42的900Ω串聯(lián)900Ω再加900Ω并聯(lián)900Ω共2250Ω阻值。
R2IFA4A3IaS+I220V電樞電源V2R1V1+并勵繞組勵磁電源220V-勵磁繞組Rf1A1IfIf2A2Rf2-
圖2-6直流并勵電動機(jī)接線圖
2)將直流并勵電動機(jī)M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至最小值,電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大值,接通控制屏下邊右方的電樞電源開關(guān)使其起動,其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合轉(zhuǎn)速表正向旋轉(zhuǎn)的要求。
3)M起動正常后,將其電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零,調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V,調(diào)節(jié)校正直流測功機(jī)的勵磁電流If2為校正值(50mA或100mA),再調(diào)節(jié)其負(fù)載電阻R2和電動機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1,使電動機(jī)達(dá)到額定值:U=UN,I=IN,n=nN。此時(shí)M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。
4)保持U=UN,If=IfN,If2為校正值不變的條件下,逐次減小電動機(jī)負(fù)載。
3直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
測取電動機(jī)電樞輸入電流Ia,轉(zhuǎn)速n和校正電機(jī)的負(fù)載電流IF(由校正曲線查出電動機(jī)輸出對應(yīng)轉(zhuǎn)矩T2)。共取數(shù)據(jù)9-10組,記錄于表2-7中。
表2-7U=UN=220VIf=IfN=74mAIf2=100mA
I(0.90aA)0.8416040.7516410.7016200.6516260.6016320.5516360.500.460.401658實(shí)n(r/m160016431651驗(yàn)in)FA)數(shù)I(0.700.410.660.580.540.490.440.380.340.3140.290.2980.230.289據(jù)T2(Nm)P2(W)0.4090.3780.3680.3560.3420.32768.6668.6663.0562.3960.5958.4255.9954.01198.1184.95165.12156.12143.11132.09121.08110.0751.50101.2650.950.1588.0557計(jì)P1算η(W)5434.6537.1238.6740.4842.3444.0246.2449.06數(shù)(%據(jù))Δn40.583(%)4、調(diào)速特性
(1)改變電樞端電壓的調(diào)速
1)直流電動機(jī)M運(yùn)行后,將電阻R1調(diào)至零,If2調(diào)至校正值,再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1,使M的U=UN,I=0.5IN,If=IfN記下此時(shí)MG的IF值。0.37A
2)保持此時(shí)的IF值(即T2值)和If=IfN不變,逐次增加R1的阻值,降低電樞兩端的電壓Ua,使R1從零調(diào)至最大值,每次測取電動機(jī)的端電壓Ua,轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。
3)共取數(shù)據(jù)8-9組,記錄于表2-8中
表2-8If=IfN=74mAT2=0.320Nm
4直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
Ua(V)201*90180171162153143132130n(r/min)159815201*40136212871215113510451025Ia(A)0.500.480.460.440.420.410.390.360.36(2)改變勵磁電流的調(diào)速
1)直流電動機(jī)運(yùn)行后,將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至零,將MG的磁場調(diào)節(jié)電阻If2調(diào)至校正值,再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負(fù)載,使電動機(jī)M的U=UN,I=0.5IN記下此時(shí)的IF值。
2)保持此時(shí)MG的IF值(T2值)和M的U=UN不變,逐次增加磁場電阻阻值:直至n=1.3nN,每次測取電動機(jī)的n、If和Ia。共取7-8組記錄于表2-9中。
表2-9U=UN=220VT2=0.336Nm
n(r/min)If(mA)Ia(A)
1826188868.50.4662.90.49191261.00.50194558.60.51198655.90.53201*54.50.54203553.00.56206853.10.41四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1、由表2-7計(jì)算出P2和η,并給出n、T2、η=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲線。
電動機(jī)輸出功率:P2=0.105nT2
式中輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N.m(由If2及IF值,從校正曲線T2=f(IF)查得),轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。
電動機(jī)輸入功率:P1=UI輸入電流:I=Ia+IfN
電動機(jī)效率:P2100%P1
由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率:n%n0nNnN100%2、繪出并勵電動機(jī)調(diào)速特性曲線n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)兩種調(diào)速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
5直流電機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)
五、思考題
1、并勵電動機(jī)的速率特性n=f(Ia)為什么是略微下降?是否會出現(xiàn)上翹現(xiàn)象?為什么?上翹的速率特性對電動機(jī)運(yùn)行有何影響?
勵磁電流不變,電樞端電壓不變,轉(zhuǎn)速下降之后,反電動勢減小,電樞電流會變大,電磁轉(zhuǎn)矩變大。
也可以這樣分析,負(fù)載轉(zhuǎn)矩變大,電機(jī)轉(zhuǎn)速下降,反電動勢減小,電樞電流變大,電磁轉(zhuǎn)矩變大,電機(jī)在比較低的速度下保持恒速運(yùn)行。
2、當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時(shí),減小電樞端電壓,為什么會引起電動機(jī)轉(zhuǎn)速降低?
電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比,減小電樞端電壓,電樞勵磁電流也會下降,電動機(jī)在新的轉(zhuǎn)速下保持恒速運(yùn)行。
3、當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時(shí),減小勵磁電流會引起轉(zhuǎn)速的升高,為什么?
轉(zhuǎn)速不變時(shí),反電動勢與勵磁電流成正比,減小勵磁電流,反電動勢會減小,電樞電流變大,電動機(jī)會加速,直到比較高的轉(zhuǎn)速,保持恒速運(yùn)行。
4、并勵電動機(jī)在負(fù)載運(yùn)行中,當(dāng)磁場回路斷線時(shí)是否一定會出現(xiàn)“飛車”?為什么?
不一定,如果勵磁回路斷線,電磁轉(zhuǎn)矩立即減小,如果電機(jī)在負(fù)載運(yùn)行,因?yàn)闆]有足夠的電磁轉(zhuǎn)矩,電機(jī)會停轉(zhuǎn),電樞電流立即上升,超過額定值,長時(shí)間之后電樞繞組燒壞。
空載運(yùn)行時(shí),因?yàn)殍F芯剩磁的存在,電樞會轉(zhuǎn)動,但是因?yàn)榇艌鋈,反電動勢太小,所以轉(zhuǎn)速會一直上升,電樞高速運(yùn)行,導(dǎo)致“飛車”事故。
五、實(shí)驗(yàn)感想
本次實(shí)驗(yàn)我們研究了直流并勵電動機(jī),主要用實(shí)驗(yàn)方法測取了直流并
勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性,以及直流并勵電動機(jī)的調(diào)速方法。在實(shí)驗(yàn)中,我們開始實(shí)驗(yàn)時(shí)候,出現(xiàn)了R2燒斷的現(xiàn)象,由于我們操作時(shí)候的一些錯(cuò)誤,所以出現(xiàn)了這樣的狀況,接下來的實(shí)驗(yàn),我們做的比較細(xì)心,又重新檢查了實(shí)驗(yàn)電路,最終得到了正確的結(jié)果。這次實(shí)驗(yàn),在調(diào)節(jié)數(shù)值的時(shí)候比較復(fù)雜,也提高了我們的細(xì)心與耐心。
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