实验一 直流他励电动机机械特性

实验一 直流他励电动机机械特性

一．实验目的

了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性

二．预习要点

1．改变他励直流电动机械特性有哪些方法？

2．他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？

3．他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。

三．实验项目

1．直流他励电动机机械特性。 2．回馈制动特性 3. 自由停车及能耗制动。 4．反接制动。

四．实验设备及仪器

1．NMEL系列电机系统教学实验台主控制屏。 2．电机导轨及转速表（MMEL-13） 3．三相可调电阻900Ω（NMEL-03） 4．三相可调电阻90Ω（NMEL-04） 5．波形测试及开关板（NMEL-05B） 6、直流电压、电流、毫安表（NMEL-06） 7．电机起动箱（NMEL-09）

五．实验方法及步骤

1．直流他励电动机机械特性及回馈制动特性

接线图如图1-1

图中直流电压表V1为220V可调直流稳压电源（电枢电源）自带，V2为MEL-06上直流电压表，量程为300V；

直流电流表mA1、A1分别为直流励磁及220V可调直流稳压电源自带毫安表、安培表； mA2、A2分别选用量程为200mA、5A的毫安表、安培表（NMEL-06） R1选用1800Ω欧姆电阻（NMEL-03两只900Ω电阻相串联）

R2选用180欧姆电阻（NMEL-04中两90欧姆电阻相串联） R3选用3000Ω磁场调节电阻（NMEL-09）

R4选用2250Ω电阻（用NMEL-03中两只900Ω电阻相并联再加上两只900Ω电阻相串联）

开关S1、S2选用NMEL-05中的双刀双掷开关。

M为直流他励电动机M03，请抄写电机铭牌上的参数并填入下表中：

G为直流发电机M12，请抄写电机铭牌上的参数并填入下表中：

图1-1直流他励电动机机械特性实验线路图

按图1-1接线，在开启电源前，检查开关、电阻的设置； （1）开关S1合向“1”端，S2合向“2”端。

（2）电阻R1至最小值，R2、R3、R4阻值最大位置。

（3）直流励磁电源船形开关和220V可调直流稳压电源船形开关须在断开位置。 实验步骤。

a．按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

b．调直流电动机的额定点（此时电动机运行在额定状态下，电枢电压，电枢电流，电机转速都为额定值）

调额定点时，先增大直流电动机的励磁电阻R1，使转速为额定值，再减小发电机负载电阻R4、R3（先调节R4，再调节R3），使电枢电流增加，随着电流的增加，转速会下降，要同时增大直流电动机的励磁电阻R1，使转速保持在额定值，最后调到额定点。记录此时的Ia 、n、IfN值填入下表中。

c．测取M在额定负载至空载范围的n、Ia

保持电动机的U=UN=220V，If=IfN不变，增大R3、R4阻值，记录n、Ia，直到R3、R4增大到最大值（空载状态）为止，此过程中记录数据填入下表中。

机电枢电压相同。

e．保持电枢电压 U=UN=220V，If=IfN，把开关S2合向“1”端，此时开始记录数据，把R4值减小，R4值减小到零后，再调节R3阻值使阻值逐渐增加，电动机M的转速升高，当A1表的电流值为0时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，则电动机进入第二象限回馈制动状态运行，R3阻值增加到最大时停止，此过程中记录数据填入下表中。

d．折掉开关S2的短接线，调节R3，使发电机G的空载电压为220伏，并且极性与电动

记录完数据后调节直流可调电源的电位器，使V1读数为UN=0伏， R2阻值调至180Ω。

2．自由停车及能耗制动

断电按图1-2接线，S1

的“2”端先空着不接线。R1为450欧，R2为180欧。

接好线后，把S1合向“1”端，，R2置最大值。

a．按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

b．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录自由停车时间。 c．断电，S1 的“2”端按图1-2接线，R3为900欧。接好线后，把S1合向“1”端， R2

置最大值。按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形

开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

d．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录R3为900Ω能耗制动停车时间。

e．断电，R3阻值改为1800欧。接好线后，把S1合向“1”端， R2置最大值，R3置1800Ω。按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

f．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录R3为1800Ω能耗制动停车时间。

记录完数据后调节直流可调电源的电位器，使V1读数为UN=0伏， R2阻值调至180Ω。

图1-2 自由停车及能耗制动接线图

3．反接制动。

实验步骤：

a．断电按图1-3接线。把S1合向“1”端， R1为450欧，R2为180欧。R3为900欧在未上电前， R2 ， R3置最大值。

b．按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值

至零。

c．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录R3为900Ω反接制动停车时间。并观察电流表电流极性的变化。

d．断电，R3阻值改为1800欧。按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和220V电源船形开关，使直流电动机M起动运转，调节直流可调电源，使V1读数为UN=220伏，调节R2阻值至零。

e．电动机稳定运行后，把S1合向“2”端，同时按下秒表记录R3为1800Ω反接制动停车时间。并观察电流表电流极性的变化。

图1-3 反接制动接线图

六．实验注意事项

请根据电机参数正确选用测量仪表的量程；

七．实验报告

根据实验数据绘出电动机机械特性曲线机回馈制动制动特性曲线。

八．思考题

1.回馈制动实验中,如何判别电动机运行在理想空载点? 答：电枢电流为0，电动机运行在理想空载转速。

2.直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变,试问电磁转矩的方向是否也不变? 为什么?

答：电磁转矩方向变化了，从和转速n方向相同变为方向相反，这是由于此时n>n0,所以Ia从大于零变为小于零，电磁转矩从拖动性转矩变为制动性转矩。

3.能耗制动电阻的大小对制动时间有何影响，为什么？

答：能耗电阻越小，制动速度就越快，这是由于能耗电阻的减小，制动过程中的点数电流就逐渐增大，制动转矩就越大，能量消耗就越大，同时机械特性曲线的斜率变大，两者都促使制动速度变快。

4．反接制动电阻的大小对制动时间有何影响，为什么？在反接制动过程中电枢电流的极性应如何变化？

答：反接电阻越小，制动速度就越快，这是由于反接电阻的减小，制动过程中的点数电流就逐渐增大，制动转矩就越大，同时机械特性曲线的斜率变大，两者都促使制动速度变快。

而反接制动过程中的电枢电流的极性则与制动前的电枢电流相反。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5ya1.html