直流他勵電動機在各種運轉狀態(tài)下的機械特性實驗
一、 直流他勵電動機在各種運轉狀態(tài)下的機械特性實驗-實驗目的:
了解和測定他勵直流
電動機在各種運轉狀態(tài)下的機械特性
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,能量傳遞關系,電動勢平衡方程式及機械特性。
三、實驗項目:
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、實驗方法:
1、實驗設備
序 號 |
型 號 |
名 稱 |
數(shù) 量 |
1 |
|
導軌、旋轉編碼器及數(shù)顯轉速表 |
1件 |
2 |
DQ09 |
直流并勵電動機 |
1件 |
3 |
DQ19 |
校正直流測功機 |
1件 |
4 |
DQ22 |
直流電壓、毫安、安培表 |
2件 |
5 |
DQ26 |
三相可調電阻器 |
1件 |
6 |
DQ27 |
三相可調電阻器 |
1件 |
7 |
DQ29 |
可調電阻器、電容器 |
1件 |
8 |
DQ31 |
波形測試及開關板 |
1件 |
2、屏上掛件排列順序
DQ31、DQ22、DQ27、DQ26、DQ22、DQ29
圖1-1他勵直流電動機機械特性測定的實驗接線圖
按圖6-1接線,圖中M用編號為DQ09的直流并勵電動機(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V
1、V
2的量程為300V,直流電流表A
1、A
3的量程為200mA,A
2、A
4的量程為5A。R
1、R
2、R
3、及R
4依不同的實驗而選不同的阻值。
3、R
2=0時電動及回饋制動狀態(tài)下的機械特性
(1) R
1、R
2分別選用DQ29的1800Ω和180Ω阻值,R
3選用DQ27上4 只900Ω串聯(lián)共3600Ω阻值,R
4 選用DQ27上1800Ω再加上DQ26上6只90Ω串聯(lián)共2340Ω阻值。
(2) R
1阻值置最小位置,R
2、R
3及R
4阻值置最大位置。開關S
1、S
2選用DQ31掛箱上的對應開關,并將S
1合向1電源端,S
2合向2'短接端(見圖1-1)。
(3) 開機時需檢查控制屏下方左、右兩邊的“勵磁電源”開關及“電樞電源”開關都須在斷開的位置,然后按次序先開啟控制屏上的“電源總開關”,再按下“開”按鈕,隨后接通“勵磁電源”開關,最后檢查R
2阻值確在最大位置時接通“電樞電源”開關,使他勵直流電動機M起動運轉。調節(jié)“電樞電源”電壓為 220V;調節(jié)R
2阻值至零位置,調節(jié)R
3阻值,使電流表A
3為100mA。
(4) 調節(jié)電動機M的磁場調節(jié)電阻R
1阻值,和電機MG 的負載電阻R
4阻值(先調節(jié)DQ27上1800Ω阻值,調至最小后應用導線短接)。使電動機M的n=n
N=1500r/min,I
N=I
f+I
a=1.1 A。此時他勵直流電動機的勵磁電流I
f為額定勵磁電流I
fN。保持U=U
N=220V ,I
f=I
fN,A
3表為100mA。增大R
4阻值,直至空載(拆掉開關S
2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、I
a,共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于表1-1中。
(5) 在確定S
2上短接線仍拆掉的情況下,把R
4調至零值位置(其中DQ27上1800Ω阻值調至零值后用導線短接),再減小R
3阻值,使MG的空載電壓與電樞電源電壓值接近相等 (在開關S
2兩端測),并且極性相同,把開關S
2合向1
'端。
(6) 保持電樞電源電壓U=U
N=220V,I
f=I
fN,調節(jié)R
3阻值,使阻值增加,電動機轉速升高,當A
2表的電流值為0A時,此時電動機轉速為理想空載轉速,繼續(xù)增加R
3阻值,使電動機進入第二象限回饋制動狀態(tài)運行直至轉速約為1800 r/min,測取M的n、I
a。共取8~9組數(shù)據(jù)記錄于表1-2中。
(7) 停機(先關斷“電樞電源”開關,再關斷“勵磁電源”開關, 并將開關S
2合向到2'端)。
表1-1 U
N=220V I
fN= mA
表1-2 U
N=220V I
fN= mA
3、R
2=400Ω時的電動運行及反接制動狀態(tài)下的機械特性
(1) 在確保斷電條件下,改接圖1-1,R
1阻值不變,R
2用DQ27的900Ω與900Ω并聯(lián)并用萬用表調定在400Ω,R
3用DQ29的180Ω阻值,R
4用DQ27上1800Ω阻值加上DQ26上6只90Ω電阻串聯(lián)共2340Ω阻值。
(2) S
1合向1端,S
2合向2'端( 短接線仍拆掉),把電機MG電樞的二個插頭對調,R
1 、R
3置最小值,R
2置400Ω阻值, R
4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,在S
2兩端測量測功機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R
4阻值確在最大位置時可把S
2合向1'端。
(4) 保持電動機的“電樞電源”電壓U=U
N=220V,I
f=I
fN不變, 逐漸減小R
4阻值(先減小DQ29上1800Ω阻值,調至零值后用導線短接),使電機減速直至為零。繼續(xù)減小R
4阻值,使電動機進入“反向”旋轉,轉速在反方向上逐漸上升,此時電動機工作于電勢反接制動狀態(tài)運行,直至電動機M的I
a=I
aN,測取電動機在1、4象限的n、I
a共取12~13 組數(shù)據(jù)記錄于表1-3中。
(5) 停機( 必須記住先關斷“電樞電源”而后關斷“勵磁電源”的次序,并隨手將S
2合向到2'端)。
表1-3 U
N=220V I
fN= mA R
2=400Ω
4、能耗制動狀態(tài)下的機械特性
(1) 圖1-1中,R
1阻值不變,R
2用DQ29的180Ω固定阻值,R
3用DQ27的1800Ω可調電阻,R
4阻值不變。
(2) S
1合向2短接端,R
1置最大位置,R
3置最小值位置,R
4調定180Ω阻值,S
2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,調節(jié)“電樞電源”電壓為220V,調節(jié)R
1使電動機M的I
f=I
fN,調節(jié)R
3使電機MG勵磁電流為100mA,先減少R
4阻值使電機M的能耗制動電流 I
a=0.8I
aN, 然后逐次增加R
4阻值,其間測取M的I
a、n共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于表1-4中。
(4) 把R
2調定在90Ω阻值,重復上述實驗操作步驟(2)、(3),測取M的I
a、n共取5-7組數(shù)據(jù)記錄于1-5中。
當忽略不變損耗時,可近似認為電動機軸上的輸出轉矩等于電動機的電
磁轉矩T=C
MΦI
a,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(I
a)來描述。
表1-4 R
2=180Ω I
fN=
mA
表1-5 R
2=90Ω I
fN= mA
五、實驗報告:
根據(jù)實驗數(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(I
a)(用同一座標紙繪出)。
六、思考題:
1、回饋制動實驗中,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子旋轉方向不變,試問電磁轉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,其轉向反了,而電磁轉矩方向不變,為什么?作為負載的MG,從第一象限到第四象限其電磁轉矩方向是否改變?為什么?