电 机 学 实 验电 机 学 实 验 并励直流电动机

一、实验目的1. 掌握用实验方法测取并励直流电动机的工作特性和机械特性。2. 掌握并励直流电动机的调速方法。3. 观察并励直流电动机的能耗制动过程。

二、实验内容1. 测定并励直流电动机的工作特性和机械特性 　在保持电动机端电压 U=UN 和 If=IfN 的条件下，测取电动机的转速特性 n=f(Ia) 、转矩特性 T2=f(Ia) 、效率特性 η=f(Ia) 和机械特性 n=f(T2) 。2. 测定并励直流电动机的调速特性 （ 1 ）改变电动机电枢电压调速 保持 U=UN 、 If=IfN= 常数、 T2= 常数的条件下，测取电动机的调速特性 n=f(Ua) 。

（ 2 ）改变电动机励磁电流调速 保持 U=UN 、 T2= 常数的条件下，测取电动机的调速特性 n=f(If) 。3. 观察能耗制动过程

三、实验设备与仪表 1. M2 直流电动机 PN=1.9kW UN=230V IN=8.3A UfN=220V

IfN=0.295A nN=1500rpm

M1 直流发电机 PN=2.2kW UN=220V IN=12A UfN=220V IfN=0.68A

nN=1500rpm TG 测速发动机 8W 90V 1500rpm

2. M2 直流电动机 PN=0.8kW UN=230V IN=3.48A UfN=220V

IfN=0.245A nN=1450rpm

M1 直流发电机 PN=1.1kW UN=220V IN=6.68A UfN=220V

IfN=0.65A nN=1500rpm TG 测速发动机 4.4W 55V 2000rpm

（ 41.25V 1500rpm ）

3. 单相变阻器 R1 0/204Ω 0/17A 、 RL 8.8/108Ω 2/25A 、 Rf1

0/500Ω 1A

4 . 直流电流表 30A （电枢）5. 直流电流表 4A （励磁）6. 直流电压表 400V

四、实验预习 1. 预习并励直流电动机的工作特性和机械特性的定义及测定条件 2. 预习并励直流电动机的调速原理及各种调速方法的特点。 3. 了解能耗制动的基本原理。

五、实验方法1. 并励直流电动机的工作特性和机械特性

（ 1 ）按图 6-1 接线，电动机 M2 的负载为直流发电机 M1 ，发电机采用他励方式，其负载用变阻器 RL ，电动机电枢回路电阻 R1 为最大值，励磁回路电阻 Rf1 为最小值，负载用变阻器 RL 置最大值， S2 断开，合上 S1 开关调节电枢电源起动并励电动机。 (2) 调节电阻 R1 逐步减小至零，使电动机电枢电压为额定值 Ua=UN ，调节 Rf1 ，使 n=nN 。电动机起动结束。 (3) 增加发电机励磁电压，使励磁电流至额定值，合上负载开关S2 给电动机施加负载。(4) 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，此时即为电动机的额定运行状态（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 If=IfN ，开始记录数据，数据填入表中，以后在 U=UN ， If=IfN 不变的条件下，逐步减小发电机输出电流直至为零为止。共读取 6 组数据。

M2

A1

A2

A

A

M1

A1

A2

A

A B1

B2

B1

B2

R1

Rf1

RL

电枢电源

+

-

S1S2

励磁电源

+

-

V

VTG

图 6-1 直流电机机械特性接线图

2. 并励直流电动机的调速特性 (1) 改变电动机电枢电压 Ua 调速 a. 电动机电枢回路电阻 R1 为最大值，励磁回路电阻 Rf1 为最小值，合上电源起动并励电动机。 b. 将电枢回路电阻 R1 调至零，此时电枢端电压 Ua=UN ，调节励磁回路电阻 Rf1 ，使励磁电流 If=IfN 并保持不变。 c. 增加发电机励磁电压，使励磁电流至额定值，合上负载开关S2 给电动机施加负载，使电动机输入电流 I=0.5IN ，并保持负载转矩 T2 不变。 d. 在上述条件下，逐步增加电枢回路电阻 R1 值，降低电枢端电压 Ua ，使电动机转速减小。每次读取电枢电压 Ua 、转速 n 、电流Ia 的数据，共读取 6 组数据记入表中。

(2) 改变电动机励磁电流 If 调速a. 电动机电枢回路电阻 R1 为最大值，励磁回路电阻 Rf1 为最小值，合上电源起动并励电动机。 b. 将电枢回路电阻 R1 调至零，此时电枢端电压 Ua=UN ，调节励磁回路电阻 Rf1 ，使励磁电流 If=IfN 。 c. 增加发电机励磁电压，使励磁电流至额定值，合上负载开关给电动机施加负载，使电动机输入电流 I=0.5IN ，并保持负载转矩 T2不变。 d. 在上述条件下，逐步减小励磁回路电阻 Rf1 值，以减小励磁电流 If 使电动机转速增加直至 n=1.2nN 为止。每次读取励磁电流 If 、转速 n 、电流 Ia 的数据，共读取 6 组数据记入表中。3. 观察能耗制动过程电动机电枢回路电阻 R1 为最大值，励磁回路电阻 Rf1 为最小值，合上电源起动并励电动机。待电机转速稳定后，调节 R1 在不同的位置时，将双刀双掷开关向右合闸，观察 R1 在不同电阻值时的停车时间。但要注意，每次起动电机前，仍要将 R1 调到最大位置。

六、实验报告 1. 根据实验数据作出转速特性曲线 n=f(Ia) 、转矩特性曲线T2=f(Ia) 、效率特性曲线 η=f(Ia) 和机械特性曲线 n=f(T2) 。 2. 根据工作特性实验数据计算被测电动机的转速变化率 Δn=(n0-nN)/nN×100%

3. 根据实验数据作出改变电枢电压和励磁电流的调速特性曲线n=f(Ua) 、 n=f(If) 。 4. 分析并励直流电动机两种调速方法的优缺点。七、实验思考 1. 测定并励直流电动机的工作特性时为什么要求保持励磁电流If=IfN 不变？ 2. 测定并励直流电动机的调速特性时为什么要求电动机的输出转矩 T2 保持不变？ 3. 如何理解并励直流电动机在 Ua=UN 和负载转矩一定时，减小励磁电流 If 时电枢电流 Ia 会变大？