控制电机实验指导书

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1、实验二并励直流电动机的工作特性与调速性能的测定一、实验目的学习用实验方法求直流电动机的工作特性，并了解直流电动机的调速方法。二、实验内容1、在额定电压与额定励磁电流的条件下，测定直流电动机的工作特性。*2、在负载基本不变的情况下，分别改变电枢回路电阻R2和电枢电压U与励磁电流If的大小，测量直流电动机的转速。三、实验线路及操作步骤1、做电机的负载实验（1）按图2-1接好线后，Rf1调到最小位置、Rf2调到最大位置、R1=0，合上电源开关K1，空载起动直流电动机ZD。调节Rf1,使n=nN，调节Rf2使

2、发电机建立正常电压，在保持电动机端电压U=UN及n=nN的条件下，逐步增加发电机负载电流，使电动机的负载增加，直到电动机输入电流达到额定电流为止，该点即为电动机的额定运行点（即U=UN、I=IN、n=nN），而此时的励磁电流即为电动机的额定励磁电流If1=IfN.（2）做直流电动机的负载实验，在U=UN、If1=Ifn及If2不变的条件下，逐步减小发电机输出电流（减小灯泡数量），直到IF=0为止，每次记下电动机的电枢电流Ia与转速n，共读取5～7组数据（包括额定点），记录于表2-1中表2-1U=UN=

3、伏If1=IfN=安Ia（安）n（转/分）108*2.改变电动机电枢回路电阻R1的调速方法实验线路如图2-1所示。（1）起动直流电动机。实验条件为U=UN，If1=IfN,在调速过程中电动机带一个恒转矩的负载。将电源电压和电动机的励磁电流均调到额定值。为使发电机能等效于一个恒转矩负载，设法在整个调速过程中保持发电机的励磁电流与电枢电流均不变，具体操作如下：合上K2调节Rf2108使发电机励磁电流等于额定值，再合上K3，并调节发电机的负载电阻R2（灯泡数量），选择发电机的负载电流为一恒定值（0.5IN）

4、。（2）将电机电枢回路电阻R1从零开始逐渐增大，当R1变化时，转速会发生变化，使发电机的感应电势发生变化，所以这时必须调节一下R2，才能使IF仍维持为原先的数值（0.5IN）。测量转速n，将所串电阻R1与对应的转速n分别记录于表2-2中，测5组数据即可。表2-2R1（欧）n（转/分）（由于转速变化时发电机的空载转矩不可能为一常数，所以电动机的负载严格说来还不是一个恒转矩负载）*3电动机改变电压的调速方法实验电路参照图2-1（1）空载起动直流电动机，实验条件保持为：If1=IfN;电枢回路不串电阻，即R

5、1=0；电动机带一个恒转矩负载，办法如上面所述。（2）调节电源电压。电压从额定值往下调节，测量电枢电压U及转速n,并将测量结果记录于表2-3中，测5组数据即可。表2-3U（伏）n（转/分）*4电动机改变励磁电流的调速方法实验线路参照图2-1（1）空载起动直流电动机，实验条件保持为：U=UN；R1=0；带恒定转矩负载，办法如前所述。（2）调节直流电动机的励磁电流If1(调节Rf1)。当Rf1由小变大时，If1有大变小，测量励磁电流与对应的转速，将测量结果记录于表2-4中，测5组数据即可。注意电机最高转速

6、不要超过1.2nN。表2-4If1（安）n（转/分）108四实验报告1、根据实验数据绘出并励直流电动机的工作特性曲线：n=f(Ia);M=f(Ia);η=f(Ia)。2、说明：本实验中直流电动机的负载可以是直流发电机，也可以是涡流闸、测功器等。如果利用后两种设备测量，则电动机的输出转矩M2可以直接读到，如果用直流发电机测电动机的工作特性时，需要进行一定的计算，下面以图2-1实验线路为例，对如何求取工作特性作一些说明。（1）电动机的电枢回路电阻Ra由实验室给出，如果没有给出，则需要测量，并折合为75℃时

7、的值。Ra75℃=Raθ℃其中θ为环境温度。（2）如果不知道电动机的空载损耗曲线P0=f(n)，则需求出P0，由于电动机从空载到满载速度变化不是很大，所以可以近似地认为空载损耗P0不变。P0可这样求得：直流电动机起动后，电动机加额定电压U与额定励磁电流IfN，发电机也加额定励磁电流，但空载，由于同轴的两台电机容量、体积差不多，所以，可以近似地认为他们的空载损耗相等，且是常数。电动机的输入功率近似于两台电机的空载损耗之和。（因这时电动机的铜耗很小，可以不计）。即p1=poD+pOF=2PO(其中poD、

8、pOF分别为电动机和发电机的空载损耗，P0为平均损耗)。所以，（3）电动机的输出功率P2可以根据输入功率P1减去电动机的全部损耗求得，其中P1=UNIa(这里已不考虑励磁铜耗)，全部损耗：Ra75℃（4）电动机的电磁转矩为108工作特性的各点可表列计算如下：UN=伏Ra75℃=欧所求各量电枢电流Ia(安)转速（转/分）输入功率P1（瓦）电枢铜耗Pcua（瓦）电磁功率PMＭM（瓦）电磁转矩M（牛·米）输出功率（瓦）效率η算式测点实测实测P1=UNIaPcu