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实验一他励直流电动机机械特性的测定一.实验目的1．掌握用实验方法测取他励直流电动机的工作特性和机械特性。2．掌握他励直流电动机的调速方法。二.预习要点1．什么是直流电动机的工作特性和机械特性？2．直流电动机调速原理是什么？三．实验设备及仪器1．SMCL电力电子及电气传动教学实验台的主控制屏。2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（NMEL-13F）。3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）。4．直流电压、毫安、安培表（NMEL-06）。5.直流励磁及电源（NMEL－18A）。6．他励直流电动机M03。7．开关板（NMEL-05B）。8．三相可调电阻900Ω（NMEL-03）。四．实验内容1．学习起动直流电动机。2．测定他励直流电动机固有机械特性。3．测定改变电源电压及串电阻的人为机械特性。五．实验方法1.他励直流电动机固有机械特性的测定M03为他励直流电动机UN=220V，IN=1.1A，nN=1600r/min，PN=185W；励磁电压Uf=220V，励磁电流If≤0.080A。直流电压表V为220V可调直流稳压电源自带；直流电流表mA1、A1分别为220V可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表；按图1-1接线，在开启电源前，检查开关、电阻等的设置。实验步骤：（1）R2电阻位于NMEL-09中间电阻，顺时针调到底（最小）；（2）R1电阻位于NMEL-04最上面电阻，逆时针调到底（最大）；（3）R4电阻位于NMEL－03最上面电阻，逆时针调到底（最大）；（4）NMEL-05B开关S1合向“1”端（5）按下绿色“闭合”电源开关按钮（左下方主电源开关）；（6）调节电压调节电位器，使电压输出显示（V）显示220V；（7）按下NMEL-18复位按钮，电机起动后将R1顺时针调至底；（8）调节NMEL－09上中间励磁电阻，使转速显示为1500转，读取电枢电流，转速（n=1500n/min）；（9）在不串电阻的情况下，调节测功机“转速转矩给定”，使电枢电流在额定内的变化，读取8组数据：（Ia=0.1，0.15，0.2，0.25，0.3，0.35，0.4，0.45）记录电流Ia，转速n，转矩T2；（10）保持U=UN，If=IfN不变的条件下，逐次减小电动机的负载，即逆时针调节“转矩设定”电位器，测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2，共取数据8组填入表1-1中。2．他励直流电动机机械特性的测定（1）固有特性维持UN＝210V（通过调节电机负载旋钮，测得机械特性）表1-1（2）串电阻特性维持R1＝180Ω（通过调节电机负载旋钮，测得机械特性）实验数据Ia（A）0.100.150.200.250.300.350.400.45n（r/min）15481534152415171511151314961488T2（N.m）0.150.200.280.350.440.500.570.64实验数据Ia（A）0.100.150.200.250.300.350.400.45MAmANMEL-18(220电压源)NMEL-03(1800)S1+-R4NMEL-04(180)R1NMEL-18安培表M03电机1端2端测功机加载系统NMEL-18(励磁电源)+-NMEL-09(3000)R2M03电机励磁NMEL-18毫安表图1—1表1－2（3）改变电枢端电压特性维持转矩TL=0.1Nm(由U＝200V向下调压获得机械特性)Ua（V）197197197197197197197n（r/min）1545153415201514150514951490Ia（A）0.100.150.200.250.300.350.40表1－3六．实验报告1．画出他励直流电动机的固有机械特性，降压及串电阻人为机械特性曲线。2．画出他励直流电动机转矩特性曲线。七．思考题1．为什么他励直流电动机在起动前先加额定励磁电压？答：不能在全压下启动，若采用全压启动，起动电流非常大会使电机换向情况恶化，导致起动转矩过大使电动机遭受机械损坏，所以采用额定励磁电压。2．起动前加励磁电压或额定起动时，励磁电路断线对于空载和满负载会发生什么情况？答：他励直流电动机励磁绕组断线,启动过程中磁通则为剩磁磁通,比ΦN小很多，如果空载启动，当最初启动电流IS≤Iamax时,启动转矩TS就会比空载转矩M0大很多,因此电动机可以启动,但启动过程结束后的稳态转速则非常高,因为稳定运行时要满足Ea≈UN,Ea=CeΦn,Φ很小,n就很高,机械强度不允许,电动机会损坏3．如何改变他励直流电动机的转速方向？n（r/min）16151545146213751290121811451056T2（N.m）0.230.240.280.340.420.470.520.59答：直流电机改变电源极性可改变旋转方向，三相交流电机交换任两相电源可改变转向，单相电机壳调换启动线圈方向可改变转向。