并励直流电机实验报告
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实验二直流并励电动机
一.实验目的
1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。
2.掌握直流并励电动机的调速方法。
二.预习要点
1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？
答：工作特性：当U = U
N ， R
f
+ r
f
= C时，η, n ,T分别随P
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变；
机械特性：当U = U
N ， R
f
+ r
f
= C时， n 随 T 变；
2.直流电动机调速原理是什么？
答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。
三.实验项目
1.工作特性和机械特性
保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。
2.调速特性
(1)改变电枢电压调速
保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。
(2)改变励磁电流调速
保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。
(3)观察能耗制动过程
四．实验设备及仪器
1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）、编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）
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4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。 5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板（MEL-05）。 7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
五．实验方法
1．并励电动机的工作特性和机械特性。 （1）实验线路如图1-6所示
U 1：可调直流稳压电源
R 1、R f ：电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于MEL-09。 mA 、A 、V 2：直流毫安、电流、电压表（MEL-06）
G ：涡流测功机
I S ：涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。 （2）测取电动机电枢电流I a 、转速n 和转矩T 2，共取数据7-8组填入表1-8中
表1-8 U =U N =220V I f =I f N =0.0748A K a = Ω 2．调速特性
实 验 数 据 I a （A ）
1.10
0.95 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 n （r/min ） 1600 1607 1618 1623 1623 1640 1655 1669 T 2（N.m ） 1.18 1.05
0.91
0.81
0.71
0.61
0.50
0.39 计 算 数 据
P 2（w ） 198.24 177.17 154.60 138.04 120.99 105.04 86.89
68.34
P 1（w ） 258.46 225.46 192.46 170.46 148.46 126.46 104.46 82.46 η（%）
76.7
78.6 80.3 81.0 81.5 83.1 83.2 82.9 △n （%） 0.00
0.44
1.12
1.43
1.43
2.50
3.43
4.31
图1-6 直流并励电动机接线图
（1）改变电枢端电压的调速
表1-9 I f=I fN= 0.0748 A,T2=0.60 N.m
U a（V）216 205 196 186 177 173 170 161
n（r/min）1632 1538 1475 1386 1313 1286 1256 1185
I a（A）0.55 0.547 0.541 0.557 0.567 0.563 0.57 0.561
（2）改变励磁电流的调速
表1-10 U=U N=220V，T2= 0.60N.m N（r/min）1450 1546 1615 1650 1690 1739 1785 1950
I f（A）100.5 80.5 72.0 67.7 63.6 59.6 38.1 47.6
I a（A）0.552 0.595 0.605 0.630 0.644 0.665 0.672 0.737
(3)能耗制动
按图1一7接线
U1：可调直流稳压电源
R1、R f：直流电机电枢
调节电阻和磁场调节
电阻（MEL-09）
R L：采用MEL-03中两
只900Ω电阻并联。
图1-7 直流并励电动机能耗制动接线图
S：双刀双掷开关
（MEL-05）六．注意事项
1．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。
2．负载转矩表和转速表调零.如有零误差，在实验过程中要除去零误差。
3．为安全起动, 将电枢回路电阻调至最大, 励磁回路电阻调至最小。
4．转矩表反应速度缓慢，在实验过程中调节负载要慢。
5．实验过程中按照实验要求, 随时调节电阻, 使有关的物理量保持常量, 保证实验数据的正确性。
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七．实验数据及分析
1.由表1-8计算出 P2和η，并绘出n 、T2、η=f(I a )及n=f(T 2)的特性曲线。
电动机输出功率 P 2=0.105nT 2
式中输出转矩T 2 的单位为N ·m ，转速n 的单位为r ／min 。
电动机输入功率：P 1=UI 电动机效率 η=
1
2
P P ×100％ 电动机输入电流：I =I a +I fN 由工作特性求出转速变化率： Δn=
N
N
O n n n ×100％ 解：对第一组数据，有：P 2=0.105×1600×1.18=198.24w I =I a +I fN =1.1+0.0748A=1.1748A P1=220×1.1748=258.46w
η= P 2/ P 1×100％=198.24/258.46=77％
Δn=（1600-1600）/1600 ×100％=0.00％ 同理可得其他数据，见表1-8。
转速n 的特性曲线如下：
转矩T
的特性曲线如下：
2
)的特性曲线如下：
η=f(I
a
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