一、 實訓目的
了解和測定他勵直流電動機在各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)的機械特性
二、 預習要點
1、改變他勵直流電動機機械特性有哪些方法？
2、他勵直流電動機在什么情況下，從電動機運行狀態(tài)進入回饋制動狀態(tài)？他勵直流電動機回饋制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性又是什么情況？
3、他勵直流電動機反接制動時，能量傳遞關(guān)系，電動勢平衡方程式及機械特性。
三、實訓項目
1、電動及回饋制動狀態(tài)下的機械特性
2、電動及反接制動狀態(tài)下的機械特性
3、能耗制動狀態(tài)下的機械特性
四、實訓方法
1、實訓設(shè)備
| 序 號 | 型 號 | 名 稱 | 數(shù) 量 |
| 1 | DQ03-1 | 導軌、光電測速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表 | 1件 |
| 2 | DQ09 | 直流并（他）勵電動機 | 1件 |
| 3 | DQ19 | 校正直流測功機 | 1件 |
| 4 | DQ22 | 直流數(shù)字電壓、毫安、安培表 | 2件 |
| 5 | DQ26 | 三相可調(diào)電阻器 | 1件 |
| 6 | DQ27 | 三相可調(diào)電阻器 | 1件 |
| 7 | DQ29 | 可調(diào)電阻器 | 1件 |
| 8 | DQ31C | 熔斷器及開關(guān)板 | 1件 |
DQ22、DQ27、DQ26、DQ22、DQ29、DQ31C
圖 4-1他勵直流電動機機械特性測定接線圖
按圖4-1接線，圖中M用編號為DQ09的直流并（他）勵電動機(接成他勵方式)，MG用編號為DQ19的校正直流測功機，直流電壓表V1、V2的量程為300V，直流電流表A1、A3的量程為200mA，A2、A4的量程為5A。R1、R2、R3、及R4依不同的實訓而選不同的阻值。
3、R2=0時電動及回饋制動狀態(tài)下的機械特性
（1）R1、R2分別選用DQ29的1800Ω和180Ω阻值，R3選用DQ27上4 只900Ω串聯(lián)共3600Ω阻值，R4 選用DQ27上1800Ω再加上DQ26上6只90Ω串聯(lián)共2340Ω阻值。
（2）R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置。開關(guān)S1、S2選用控制屏上相應開關(guān)，并將S1合向1電源端，S2合向2'短接端(見圖4-1)。
（3）開機時需檢查控制屏下方左、右兩邊的“勵磁電源”開關(guān)及“電樞電源”開關(guān)都須在斷開的位置，然后按次序先開啟控制屏上的“電源總開關(guān)”（空氣開關(guān)），再按下“啟動”按鈕，隨后接通“勵磁電源”開關(guān)，最后檢查R2阻值確在最大位置時接通“電樞電源”開關(guān)，使他勵直流電動機M起動運轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓為 220V；調(diào)節(jié)R2阻值至零位置，調(diào)節(jié)R3阻值，使電流表A3為100mA。
（4）調(diào)節(jié)電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻R1阻值，和電機MG 的負載電阻R4阻值(先調(diào)節(jié)DQ27上1800Ω阻值，調(diào)至最小后應用導線短接)。使電動機M的n=nN=1500r/min，IN=If+Ia=1.2A。此時他勵直流電動機的勵磁電流If為額定勵磁電流IfN。保持U=UN=220V ，If=IfN，A3表為100mA。增大R4阻值，直至空載(拆掉開關(guān)S2的2'上的短接線)，測取電動機M在額定負載至空載范圍的n、Ia，共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于表4-1中。
（5）在確定S2上短接線仍拆掉的情況下，把R4調(diào)至零值位置(其中DQ27上1800Ω阻值調(diào)至零值后用導線短接)，再減小R3阻值，使MG的空載電壓與電樞電源電壓值接近相等 (在開關(guān)S2兩端測)，并且極性相同，把開關(guān)S2合向1'端。
（6）保持電樞電源電壓U=UN=220V，If=IfN，調(diào)節(jié)R3阻值，使阻值增加，電動機轉(zhuǎn)速升高，當A2表的電流值為0A時，此時電動機轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速，繼續(xù)增加R3阻值，使電動機進入第二象限回饋制動狀態(tài)運行直至轉(zhuǎn)速約為1900 r/min，測取M的n、Ia。共取8～9組數(shù)據(jù)記錄于表4-2中。
（7）停機（先關(guān)斷“電樞電源”開關(guān)，再關(guān)斷“勵磁電源”開關(guān)， 并將開關(guān)S2合向到2'端）。
表4-1 UN=220V IfN= mA
| Ia（A） | |||||||||
| n（r/min） |
| Ia（A） | |||||||||
| n（r/min） |
(1) 在確保斷電條件下，改接圖4-1，R1阻值不變，R2用DQ27的900Ω與900Ω并聯(lián)并用萬用表調(diào)定在300Ω，R3用DQ27的1800Ω阻值，R4用DQ27上1800Ω阻值加上DQ26上6只90Ω電阻串聯(lián)共2340Ω阻值。
(2) S1合向1端，S2合向2'端( 短接線仍拆掉)，把電機MG電樞的二個插頭對調(diào)，R1 、R3置最小值，R2置300Ω阻值， R4置最大值。
(3) 先接通“勵磁電源”，再接通“電樞電源”，使電動機M 起動運轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)R3阻值，使電流表A3為100mA并保持，在S2兩端測量測功機MG的空載電壓是否和“電樞電源”的電壓極性相反，若極性相反，檢查R4阻值確在最大位置時可把S2合向1'端。
(4) 保持“電樞電源”輸出電壓U=UN=220V，If=IfN不變，逐漸減小R4阻值（先減小DQ27上1800Ω阻值，調(diào)至零值后用導線短接），使電機減速直至為零。繼續(xù)減小R4阻值，使電動機進入“反向”旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在反方向上逐漸上升，此時電動機在電勢反接制動狀態(tài)運行，直至電動機M的Ia=0.8IaN，測取電動機在1、4象限的n、Ia，共取12～13 組數(shù)據(jù)記錄于表4-3中。
(5) 停機( 必須記住先關(guān)斷“電樞電源”，而后關(guān)斷“勵磁電源”的次序，并隨手將S2合向到2'端)。
表4-3 UN=220V IfN= mA R2=300Ω
| Ia（A） | ||||||||||||
| n（r/min） |
(1)圖4-1中，R1阻值不變，R2用DQ29的180Ω固定阻值，R3用DQ27的1800Ω可調(diào)電阻，R4阻值不變，在反接制動基礎(chǔ)上把電機MG電樞的二個插頭對調(diào)回來。
(2)S1合向2短接端，R1置最大位置，R3置最小值位置，R4先調(diào)定為180Ω阻值，S2合向1'端。
(3)先接通“勵磁電源”，再接通“電樞電源”，使校正直流測功機MG起動運轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓為220V，調(diào)節(jié)R1使電動機M的If=IfN，調(diào)節(jié)R3使電機MG勵磁電流為100mA，繼續(xù)減少R4阻值使電機M的能耗制動電流 Ia=0.8IaN, 然后逐次增加R4阻值，其間測取M的Ia、n，共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于表4-4中。
(4)把R2調(diào)定在90Ω阻值，重復上述實訓操作步驟(2)、(3)，測取M的Ia、n，共取5-7組數(shù)據(jù)記錄于表4-5中。
當忽略不變損耗時，可近似認為電動機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩等于電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T=CMΦIa，他勵電動機在磁通Φ不變的情況下，其機械特性可以由曲線n＝f(Ia)來描述。
表4-4 R2=180Ω IfN= mA
| Ia（A） | ||||||||
| n（r/min） |
表4-5 R2=90Ω IfN= mA
| Ia（A） | ||||||||
| n（r/min） |
根據(jù)實訓數(shù)據(jù)，繪制他勵直流電動機運行在第一、第二、第四象限的電動和制動狀態(tài)及能耗制動狀態(tài)下的機械特性n=f(Ia)(用同一座標紙繪出)。
六、思考題
1、回饋制動實訓中，如何判別電動機運行在理想空載點？
2、直流電動機從第一象限運行到第二象限轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向不變，試問電磁轉(zhuǎn)矩的方向是否也不變？為什么？
3、直流電動機從第一象限運行到第四象限，其轉(zhuǎn)向反了，而電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，為什么？作為負載的MG，從第一象限到第四象限其電磁轉(zhuǎn)矩方向是否改變？為什么？