教學(xué)設(shè)備

直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)
   一、實(shí)訓(xùn)目的
    1、掌握用實(shí)訓(xùn)方法測(cè)取直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的空載特性、工作特性和機(jī)械特性。
     2、掌握直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。
   二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)
    1、什么是直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？
    2、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理是什么？
   三、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1、空載試驗(yàn)
保持I_f=I_fN不變，測(cè)取n、Ia=f（Ua）。
2、工作特性和固有機(jī)械特性
    保持U=U_N和I_f=I_fN不變，測(cè)取n、T₂、η=f（P₂）、n=f（T₂）。  
3、人為機(jī)械特性
（1）改變電樞電壓調(diào)速
    保持I_f=I_fN=常數(shù)，T₂=常數(shù)，測(cè)取n=f（Ua）。
   （2）電樞繞組串電阻調(diào)速
    保持U=U_N、I_f=I_fN=常數(shù)，T₂=常數(shù)，測(cè)取n=f（Ua）。
   （3）改變勵(lì)磁電流調(diào)速
    保持U=U_N，T₂=常數(shù)，測(cè)取n=f（I_f）。
   四、實(shí)訓(xùn)方法
    1、實(shí)訓(xùn)設(shè)備

序號(hào)	型  號(hào)	名             稱	數(shù) 量
1	DQ03-1	導(dǎo)軌、光電測(cè)速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表	1臺(tái)
2	DQ19	校正直流測(cè)功機(jī)	1臺(tái)
3	DQ09	直流并（他）勵(lì)電動(dòng)機(jī)	1臺(tái)
4	DQ22	直流數(shù)字電壓、毫安、安培表	2件
5	DQ27	三相可調(diào)電阻器	1件
6	DQ29	可調(diào)電阻器	1件

 
  
 
 
 
 
 
 
2、屏上掛件排列順序
DQ22、DQ27、DQ22、DQ29
 
 
3、空載試驗(yàn)
 
 

 
 
 
圖2-3  直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn)接線圖
（1）按圖2-3接線。圖中直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)M用DQ09，其額定功率P_N=185W，額定電壓U_N=220V，額定電流I_N=1.1A,額定轉(zhuǎn)速n_N=1500r/min,額定勵(lì)磁電流I_fN＜0.13A。直流電流表選用DQ22。R_f1用DQ29的1800Ω阻值作為直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路串接的電阻。R₁選用DQ29的180Ω阻值作為直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電阻。
（2）將直流電動(dòng)機(jī)M的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R₁調(diào)至最大值，接通勵(lì)磁電源開關(guān)、電樞電源開關(guān)使其起動(dòng)，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(dòng)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，再調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1，使電動(dòng)機(jī)M的勵(lì)磁電流I_f為額定勵(lì)磁電流I_fN（額定勵(lì)磁電流I_fN值從下面他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性實(shí)訓(xùn)中取得）。
（4）保持I_f=I_fN不變，逐次減小電樞電源。測(cè)取電動(dòng)機(jī)電樞空載電流Ia，轉(zhuǎn)速n與電樞兩端的電壓Ua。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-7中。
表2－7      I_f=I_fN=    mA

Ua（V）
Ia（A）
n（r/min）

4、他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和固有機(jī)械特性
（1）按圖2-4接線。圖中直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)M用DQ09，其額定功率P_N=185W，額定電壓U_N=220V，額定電流I_N=1.1A,額定轉(zhuǎn)速n_N=1500r/min,額定勵(lì)磁電流I_fN＜0.13A。校正直流測(cè)功機(jī)MG作為測(cè)功機(jī)使用，RE為光電測(cè)速系統(tǒng)。直流電流表選用DQ22。R_f1用DQ29的1800Ω阻值作為直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路串接的電阻。R_f2選用DQ27的1800Ω阻值的變阻器作為MG勵(lì)磁回路串接的電阻。R₁選用DQ29的180Ω阻值作為直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電阻，R₂選用DQ27上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值作為MG的負(fù)載電阻。S選用DQ31C。接好線后，檢查M、MG及RE之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。
 

 
 
            圖2-4  直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖
   （2）將直流電動(dòng)機(jī)M的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R₁調(diào)至最大值，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，接通控制屏下邊右方的勵(lì)磁電源開關(guān)、電樞電源開關(guān)使其起動(dòng)，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(dòng)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)R_f2使校正直流測(cè)功機(jī)的勵(lì)磁電流I_f2為校正值（100 mA），再調(diào)節(jié)其負(fù)載電阻R₂和電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定值：U＝U_N，I＝I_N（注：I_N＝I_fN+Ia），n＝n_N。此時(shí)M的勵(lì)磁電流I_f即為額定勵(lì)磁電流I_fN。
   （4）保持U＝U_N，I_f=I_fN，I_f2為校正值不變的條件下，逐次減小電動(dòng)機(jī)負(fù)載。測(cè)取電動(dòng)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I_F（由校正曲線查出電動(dòng)機(jī)輸出對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)矩T₂）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-8中。
表2－8        U＝U_N＝      V     I_f=I_fN=    mA       I_f2=100 mA  

實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)	Ia（A）
	n（r/min）
	IF（A）
	T2（N·m）
計(jì) 算 數(shù) 據(jù)	P2（W）
	P1（W）
	η（％）
	Δn（％）

 5、人為機(jī)械特性
  （1）改變電樞電壓調(diào)速
    1）直流電動(dòng)機(jī)M運(yùn)行后，將電阻R₁調(diào)至零，I_f2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R₂、電樞電壓及磁場(chǎng)電阻R_f1，使M的U=U_N，Ia=0.5I_N，I_f＝I_fN，記下此時(shí)MG的I_F值。
    2）保持此時(shí)的I_F值（即T₂值）和I_f＝I_fN不變，逐次減小電樞電源U，從而降低電樞兩端的電壓Ua，使U從U_N逐漸減小，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。
    3）共取數(shù)據(jù)5-9組，記錄于表2-9中
表2－9    I_f＝I_fN＝     mA        I_F=     A(T₂＝    N·m)       I_f2=100mA

Ua（V）
n（r/min）
Ia（A）

（2）電樞繞組串電阻調(diào)速
    1）直流電動(dòng)機(jī)M運(yùn)行后，將電阻R₁調(diào)至零，I_f2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R₂、電樞電壓及磁場(chǎng)電阻R_f1，使M的U=U_N，Ia=0.5I_N，I_f＝I_fN，記下此時(shí)MG的I_F值。
    2）保持此時(shí)的I_F值（即T₂值）和I_f＝I_fN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(cè)取電動(dòng)機(jī)的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。
    3）共取數(shù)據(jù)5-9組，記錄于表2-10中
表2－10    I_f＝I_fN＝     mA        I_F=     A(T₂＝    N·m)       I_f2=100mA

Ua（V）
n（r/min）
Ia（A）

   （3）改變勵(lì)磁電流的調(diào)速
     1）直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R₁和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1調(diào)至零，將MG的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻I_f2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(dòng)機(jī)M的U=U_N，Ia＝0.5I_N，記下此時(shí)的I_F值。
    2）保持此時(shí)MG的I_F值（T₂值）和M的U＝U_N不變，逐次增加磁場(chǎng)電阻R_f1阻值：直至n＝1.3n_N，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的n、I_f和Ia。共取7－8組記錄于表2－11中。
表2－11       U＝U_N＝     V         I_F=     A(T₂＝    N·m)       I_f2= 100mA

n（r/min）
If（mA）
Ia（A）

   
 五、實(shí)訓(xùn)報(bào)告
    1、由表2-8計(jì)算出P₂和η，并給出n、T₂、η＝f（P₂）及n＝f（T₂）的特性曲線。
    電動(dòng)機(jī)輸出功率：     P₂＝0.105nT₂
    式中輸出轉(zhuǎn)矩T₂的單位為N.m（由I_f2及I_F值，從校正曲線T₂=f（I_F）查得），轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。
    電動(dòng)機(jī)輸入功率：  P₁=UI
    輸入電流：        I=Ia+I_fN
 
電動(dòng)機(jī)效率：         
 
由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：                      ，其中n₀為空載轉(zhuǎn)速。
 
    2、繪出并勵(lì)電動(dòng)機(jī)人為特性曲線n＝f（Ua）和n=f（I_f）。分析三種調(diào)速方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
    六、思考題
     1、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的速率特性n＝f（Ia）為什么是略微下降？是否會(huì)出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有何影響？
    2、當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流不變時(shí)，減小電樞端電壓，為什么會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低？
    3、當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時(shí)，減小勵(lì)磁電流會(huì)引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？
    4、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載運(yùn)行中，當(dāng)磁場(chǎng)回路斷線時(shí)是否一定會(huì)出現(xiàn)“飛車”？為什么？