直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

　　一、 实训目的

　　了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性

　　二、 预习要点

　　1、改变他励直流电动机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、实训项目

　　1、电动及回馈制动状态下的机械特性

　　2、电动及反接制动状态下的机械特性

　　3、能耗制动状态下的机械特性

　　四、实训方法

　　1、实训设备

　　2、屏上挂件排列顺序

　　DQ22、DQ27、DQ26、DQ22、DQ29、DQ31C

　　图 4-1他励直流电动机机械特性测定接线图

　　按图4-1接线，图中M用编号为DQ09的直流并(他)励电动机(接成他励方式)，MG用编号为DQ19的校正直流测功机，直流电压表V1、V2的量程为300V，直流电流表A1、A3的量程为200mA，A2、A4的量程为5A。R1、R2、R3、及R4依不同的实训而选不同的阻值。

　　3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性

　　(1)R1、R2分别选用DQ29的1800Ω和180Ω阻值，R3选用DQ27上4 只900Ω串联共3600Ω阻值，R4
选用DQ27上1800Ω再加上DQ26上6只90Ω串联共2340Ω阻值。

　　(2)R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置。开关S1、S2选用控制屏上相应开关，并将S1合向1电源端，S2合向2'短接端(见图4-1)。

　　(3)开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”(空气开关)，再按下“启动”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M起动运转。调节“电枢电源”电压为
220V;调节R2阻值至零位置，调节R3阻值，使电流表A3为100mA。

　　(4)调节电动机M的磁场调节电阻R1阻值，和电机MG
的负载电阻R4阻值(先调节DQ27上1800Ω阻值，调至最小后应用导线短接)。使电动机M的n=nN=1500r/min，IN=If+Ia=1.2A。此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流IfN。保持U=UN=220V
，If=IfN，A3表为100mA。增大R4阻值，直至空载(拆掉开关S2的2'上的短接线)，测取电动机M在额定负载至空载范围的n、Ia，共取8-9组数据记录于表4-1中。

　　(5)在确定S2上短接线仍拆掉的情况下，把R4调至零值位置(其中DQ27上1800Ω阻值调至零值后用导线短接)，再减小R3阻值，使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等
(在开关S2两端测)，并且极性相同，把开关S2合向1'端。

　　(6)保持电枢电源电压U=UN=220V，If=IfN，调节R3阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当A2表的电流值为0A时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900
r/min，测取M的n、Ia。共取8～9组数据记录于表4-2中。

　　(7)停机(先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关， 并将开关S2合向到2'端)。

　　表4-1 UN=220V IfN= mA

　　表4-2 UN=220V IfN= mA

　　4、R2=300Ω时的电动运行及反接制动状态下的机械特性

　　(1)
在确保断电条件下，改接图4-1，R1阻值不变，R2用DQ27的900Ω与900Ω并联并用万用表调定在300Ω，R3用DQ27的1800Ω阻值，R4用DQ27上1800Ω阻值加上DQ26上6只90Ω电阻串联共2340Ω阻值。

　　(2) S1合向1端，S2合向2'端( 短接线仍拆掉)，把电机MG电枢的二个插头对调，R1 、R3置最小值，R2置300Ω阻值，
R4置最大值。

　　(3) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使电动机M
起动运转，调节R3阻值，使电流表A3为100mA并保持，在S2两端测量测功机MG的空载电压是否和“电枢电源”的电压极性相反，若极性相反，检查R4阻值确在最大位置时可把S2合向1'端。

　　(4)
保持“电枢电源”输出电压U=UN=220V，If=IfN不变，逐渐减小R4阻值(先减小DQ27上1800Ω阻值，调至零值后用导线短接)，使电机减速直至为零。继续减小R4阻值，使电动机进入“反向”旋转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机在电势反接制动状态运行，直至电动机M的Ia=0.8IaN，测取电动机在1、4象限的n、Ia，共取12～13
组数据记录于表4-3中。

　　(5) 停机( 必须记住先关断“电枢电源”，而后关断“励磁电源”的次序，并随手将S2合向到2'端)。

　　表4-3 UN=220V IfN= mA R2=300Ω

　　(1)图4-1中，R1阻值不变，R2用DQ29的180Ω固定阻值，R3用DQ27的1800Ω可调电阻，R4阻值不变，在反接制动基础上把电机MG电枢的二个插头对调回来。

　　(2)S1合向2短接端，R1置最大位置，R3置最小值位置，R4先调定为180Ω阻值，S2合向1'端。

　　(3)先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使校正直流测功机MG起动运转，调节“电枢电源”电压为220V，调节R1使电动机M的If=IfN，调节R3使电机MG励磁电流为100mA，继续减少R4阻值使电机M的能耗制动电流
Ia=0.8IaN, 然后逐次增加R4阻值，其间测取M的Ia、n，共取8-9组数据记录于表4-4中。

　　(4)把R2调定在90Ω阻值，重复上述实训操作步骤(2)、(3)，测取M的Ia、n，共取5-7组数据记录于表4-5中。

　　当忽略不变损耗时，可近似认为电动机轴上的输出转矩等于电动机的电磁转矩T=CMΦIa，他励电动机在磁通Φ不变的情况下，其机械特性可以由曲线n=f(Ia)来描述。

　　表4-4 R2=180Ω IfN= mA

　　表4-5 R2=90Ω IfN= mA

　　五、实训报告

　　根据实训数据，绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性n=f(Ia)(用同一座标纸绘出)。

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