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    2023-04-21

    直流他勵電動機實訓

    直流他勵電動機
       一、實訓目的
        1、掌握用實訓方法測取直流他勵電動機的空載特性、工作特性和機械特性。
         2、掌握直流他勵電動機的調速方法。
       二、預習要點
        1、什么是直流電動機的工作特性和機械特性?
        2、直流電動機調速原理是什么?
       三、實訓項目
    1、空載試驗
    保持If=IfN不變,測取n、Ia=f(Ua)。
    2、工作特性和固有機械特性
        保持U=UN和If=IfN不變,測取n、T2、η=f(P2)、n=f(T2)。  
    3、人為機械特性
    (1)改變電樞電壓調速
        保持If=IfN=常數,T2=常數,測取n=f(Ua)。
       (2)電樞繞組串電阻調速
        保持U=UN、If=IfN=常數,T2=常數,測取n=f(Ua)。
       (3)改變勵磁電流調速
        保持U=UN,T2=常數,測取n=f(If)。
       四、實訓方法
        1、實訓設備
    序號 型  號 名             稱 數 量
    1 DQ03-1 導軌、光電測速系統及轉速表 1臺
    2 DQ19 校正直流測功機 1臺
    3 DQ09 直流并(他)勵電動機 1臺
    4 DQ22 直流數字電壓、毫安、安培表 2件
    5 DQ27 三相可調電阻器 1件
    6 DQ29 可調電阻器 1件
     
      
     
     
     
     
     
     
    2、屏上掛件排列順序
    DQ22、DQ27、DQ22、DQ29
     
     
    3、空載試驗
     
     

     
     
     
    圖2-3  直流他勵電動機空載試驗接線圖
    (1)按圖2-3接線。圖中直流他勵電動機M用DQ09,其額定功率PN=185W,額定電壓UN=220V,額定電流IN=1.1A,額定轉速nN=1500r/min,額定勵磁電流IfN<0.13A。直流電流表選用DQ22。Rf1用DQ29的1800Ω阻值作為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。R1選用DQ29的180Ω阻值作為直流他勵電動機的起動電阻。
    (2)將直流電動機M的磁場調節電阻Rf1調至最小值,電樞串聯起動電阻R1調至最大值,接通勵磁電源開關、電樞電源開關使其起動,其旋轉方向應符合轉速表正向旋轉的要求。
    (3)M起動正常后,將其電樞串聯電阻R1調至零,調節電樞電源的電壓為220V,再調節電動機的磁場調節電阻Rf1,使電動機M的勵磁電流If為額定勵磁電流IfN(額定勵磁電流IfN值從下面他勵電動機的工作特性和機械特性實訓中取得)。
    (4)保持If=IfN不變,逐次減小電樞電源。測取電動機電樞空載電流Ia,轉速n與電樞兩端的電壓Ua。共取數據9-10組,記錄于表2-7中。
    表2-7      If=IfN=    mA
    Ua(V)                    
    Ia(A)                    
    n(r/min)                    
    4、他勵電動機的工作特性和固有機械特性
    (1)按圖2-4接線。圖中直流他勵電動機M用DQ09,其額定功率PN=185W,額定電壓UN=220V,額定電流IN=1.1A,額定轉速nN=1500r/min,額定勵磁電流IfN<0.13A。校正直流測功機MG作為測功機使用,RE為光電測速系統。直流電流表選用DQ22。Rf1用DQ29的1800Ω阻值作為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。Rf2選用DQ27的1800Ω阻值的變阻器作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用DQ29的180Ω阻值作為直流他勵電動機的起動電阻,R2選用DQ27上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值作為MG的負載電阻。S選用DQ31C。接好線后,檢查M、MG及RE之間是否用聯軸器直接聯接好。
     

     
     
                圖2-4  直流他勵電動機接線圖
       (2)將直流電動機M的磁場調節電阻Rf1調至最小值,電樞串聯起動電阻R1調至最大值,開關S處于閉合狀態,接通控制屏下邊右方的勵磁電源開關、電樞電源開關使其起動,其旋轉方向應符合轉速表正向旋轉的要求。
       (3)M起動正常后,將其電樞串聯電阻R1調至零,調節電樞電源的電壓為220V,調節Rf2使校正直流測功機的勵磁電流If2為校正值(100 mA),再調節其負載電阻R2和電動機的磁場調節電阻Rf1,使電動機達到額定值:U=UN,I=IN(注:IN=IfN+Ia),n=nN。此時M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。
       (4)保持U=UN,If=IfN,If2為校正值不變的條件下,逐次減小電動機負載。測取電動機電樞輸入電流Ia,轉速n和校正電機的負載電流IF(由校正曲線查出電動機輸出對應轉矩T2)。共取數據9-10組,記錄于表2-8中。
    表2-8        U=UN=      V     If=IfN=    mA       If2=100 mA  



    Ia(A)                    
    n(r/min)                    
    IF(A)                    
    T2(N·m)                    



    P2(W)                    
    P1(W)                    
    η(%)                    
    Δn(%)  
     
     5、人為機械特性
      (1)改變電樞電壓調速
        1)直流電動機M運行后,將電阻R1調至零,If2調至校正值,再調節負載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1,使M的U=UN,Ia=0.5IN,If=IfN,記下此時MG的IF值。
        2)保持此時的IF值(即T2值)和If=IfN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UN逐漸減小,每次測取電動機的端電壓Ua,轉速n和電樞電流Ia。
        3)共取數據5-9組,記錄于表2-9中
    表2-9    If=IfN=     mA        IF=     A(T2=    N·m)       If2=100mA
    Ua(V)                  
    n(r/min)                  
    Ia(A)                  
     
    (2)電樞繞組串電阻調速
        1)直流電動機M運行后,將電阻R1調至零,If2調至校正值,再調節負載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1,使M的U=UN,Ia=0.5IN,If=IfN,記下此時MG的IF值。
        2)保持此時的IF值(即T2值)和If=IfN不變,逐次增加R1的阻值,降低電樞兩端的電壓Ua,使R1從零調至最大值,每次測取電動機的端電壓Ua,轉速n和電樞電流Ia。
        3)共取數據5-9組,記錄于表2-10中
    表2-10    If=IfN=     mA        IF=     A(T2=    N·m)       If2=100mA
    Ua(V)                  
    n(r/min)                  
    Ia(A)                  
     
       (3)改變勵磁電流的調速
         1)直流電動機運行后,將M的電樞串聯電阻R1和磁場調節電阻Rf1調至零,將MG的磁場調節電阻If2調至校正值,再調節M的電樞電源調壓旋鈕和MG的負載,使電動機M的U=UN,Ia=0.5IN,記下此時的IF值。
        2)保持此時MG的IF值(T2值)和M的U=UN不變,逐次增加磁場電阻Rf1阻值:直至n=1.3nN,每次測取電動機的n、If和Ia。共取7-8組記錄于表2-11中。
    表2-11       U=UN=     V         IF=     A(T2=    N·m)       If2= 100mA
    n(r/min)                
    If(mA)                
    Ia(A)                
     
       
     五、實訓報告
        1、由表2-8計算出P2和η,并給出n、T2、η=f(P2)及n=f(T2)的特性曲線。
        電動機輸出功率:     P2=0.105nT2
        式中輸出轉矩T2的單位為N.m(由If2及IF值,從校正曲線T2=f(IF)查得),轉速n的單位為r/min。
        電動機輸入功率:  P1=UI
        輸入電流:        I=Ia+IfN
     
    電動機效率:         
     
    由工作特性求出轉速變化率:                      ,其中n0為空載轉速。
     
        2、繪出并勵電動機人為特性曲線n=f(Ua)和n=f(If)。分析三種調速方法的優缺點。
        六、思考題
         1、并勵電動機的速率特性n=f(Ia)為什么是略微下降?是否會出現上翹現象?為什么?上翹的速率特性對電動機運行有何影響?
        2、當電動機的負載轉矩和勵磁電流不變時,減小電樞端電壓,為什么會引起電動機轉速降低?
        3、當電動機的負載轉矩和電樞端電壓不變時,減小勵磁電流會引起轉速的升高,為什么?
        4、并勵電動機在負載運行中,當磁場回路斷線時是否一定會出現“飛車”?為什么?
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