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直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)

一、 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>
    了解和測(cè)定他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性
二、 預(yù)習(xí)要點(diǎn)：
    1、改變他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性有哪些方法？
    2、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在什么情況下，從電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài)？他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電動(dòng)勢(shì)平衡方程式及機(jī)械特性又是什么情況？
    3、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電動(dòng)勢(shì)平衡方程式及機(jī)械特性。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
    1、電動(dòng)及回饋制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性
    2、電動(dòng)及反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性
    3、能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性
四、實(shí)驗(yàn)方法：
    1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
序 號(hào) 型 號(hào) 名             稱(chēng) 數(shù) 量
1   導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表 1件
2 DQ09 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 1件
3 DQ19 校正直流測(cè)功機(jī) 1件
4 DQ22 直流電壓、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、電容器 1件
8 DQ31 波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板 1件
 
    2、屏上掛件排列順序
     DQ31、DQ22、DQ27、DQ26、DQ22、DQ29
 
               圖1-1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性測(cè)定的實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖
按圖6-1接線(xiàn)，圖中M用編號(hào)為DQ09的直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)(接成他勵(lì)方式)，MG用編號(hào)為DQ19的校正直流測(cè)功機(jī)，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(shí)驗(yàn)而選不同的阻值。
    3、R2=0時(shí)電動(dòng)及回饋制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)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(kāi)關(guān)S1、S2選用DQ31掛箱上的對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)，并將S1合向1電源端，S2合向2'短接端(見(jiàn)圖1-1)。
    (3) 開(kāi)機(jī)時(shí)需檢查控制屏下方左、右兩邊的“勵(lì)磁電源”開(kāi)關(guān)及“電樞電源”開(kāi)關(guān)都須在斷開(kāi)的位置，然后按次序先開(kāi)啟控制屏上的“電源總開(kāi)關(guān)”，再按下“開(kāi)”按鈕，隨后接通“勵(lì)磁電源”開(kāi)關(guān)，最后檢查R2阻值確在最大位置時(shí)接通“電樞電源”開(kāi)關(guān)，使他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)運(yùn)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(dòng)機(jī)M的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R1阻值，和電機(jī)MG 的負(fù)載電阻R4阻值(先調(diào)節(jié)DQ27上1800Ω阻值，調(diào)至最小后應(yīng)用導(dǎo)線(xiàn)短接)。使電動(dòng)機(jī)M的n=nN=1500r/min，IN=If+Ia=1.1 A。此時(shí)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If為額定勵(lì)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(kāi)關(guān)S2的2'上的短接線(xiàn))，測(cè)取電動(dòng)機(jī)M在額定負(fù)載至空載范圍的n、Ia，共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于表1-1中。
      (5) 在確定S2上短接線(xiàn)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(dǎo)線(xiàn)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(kāi)關(guān)S2兩端測(cè))，并且極性相同，把開(kāi)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)A2表的電流值為0A時(shí)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速，繼續(xù)增加R3阻值，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入第二象限回饋制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行直至轉(zhuǎn)速約為1800 r/min，測(cè)取M的n、Ia。共取8～9組數(shù)據(jù)記錄于表1-2中。
(7) 停機(jī)（先關(guān)斷“電樞電源”開(kāi)關(guān)，再關(guān)斷“勵(lì)磁電源”開(kāi)關(guān)， 并將開(kāi)關(guān)S2合向到2'端）。
表1-1         UN=220V           IfN=      mA
 
 Ia（A）                  
n（r/min）                  
 
表1-2         UN=220V           IfN=      mA
Ia（A）                  
n（r/min）                  
 
    3、R2=400Ω時(shí)的電動(dòng)運(yùn)行及反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性
    (1) 在確保斷電條件下，改接圖1-1，R1阻值不變，R2用DQ27的900Ω與900Ω并聯(lián)并用萬(wàn)用表調(diào)定在400Ω，R3用DQ29的180Ω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(xiàn)仍拆掉)，把電機(jī)MG電樞的二個(gè)插頭對(duì)調(diào)，R1 、R3置最小值，R2置400Ω阻值， R4置最大值。
    (3) 先接通“勵(lì)磁電源”，再接通“電樞電源”，使電動(dòng)機(jī)M 起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，在S2兩端測(cè)量測(cè)功機(jī)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(shí)可把S2合向1'端。
    (4) 保持電動(dòng)機(jī)的“電樞電源”電壓U=UN=220V，If=IfN不變， 逐漸減小R4阻值（先減小DQ29上1800Ω阻值，調(diào)至零值后用導(dǎo)線(xiàn)短接），使電機(jī)減速直至為零。繼續(xù)減小R4阻值，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入“反向”旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在反方向上逐漸上升，此時(shí)電動(dòng)機(jī)工作于電勢(shì)反接制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，直至電動(dòng)機(jī)M的Ia=IaN，測(cè)取電動(dòng)機(jī)在1、4象限的n、Ia共取12～13 組數(shù)據(jù)記錄于表1-3中。
(5) 停機(jī)( 必須記住先關(guān)斷“電樞電源”而后關(guān)斷“勵(lì)磁電源”的次序，并隨手將S2合向到2'端)。
         表1-3      UN=220V     IfN=     mA    R2=400Ω
Ia（A）                        
n（r/min）                        
 
    4、能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性
    (1) 圖1-1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。
    (2) S1合向2短接端，R1置最大位置，R3置最小值位置，R4調(diào)定180Ω阻值，S2合向1'端。
    (3) 先接通“勵(lì)磁電源”，再接通“電樞電源”，使校正直流測(cè)功機(jī)MG起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓為220V，調(diào)節(jié)R1使電動(dòng)機(jī)M的If=IfN，調(diào)節(jié)R3使電機(jī)MG勵(lì)磁電流為100mA，先減少R4阻值使電機(jī)M的能耗制動(dòng)電流 Ia=0.8IaN, 然后逐次增加R4阻值，其間測(cè)取M的Ia、n共取8-9組數(shù)據(jù)記錄于表1-4中。
    (4) 把R2調(diào)定在90Ω阻值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作步驟(2)、(3)，測(cè)取M的Ia、n共取5-7組數(shù)據(jù)記錄于1-5中。
    當(dāng)忽略不變損耗時(shí)，可近似認(rèn)為電動(dòng)機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)的電
磁轉(zhuǎn)矩T=CMΦIa，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在磁通Φ不變的情況下，其機(jī)械特性可以由曲線(xiàn)n＝f(Ia)來(lái)描述。 
表1-4       R2=180Ω      IfN=     mA
Ia（A）                
n（r/min）                
 
表1-5       R2=90Ω       IfN=     mA
Ia（A）                
n（r/min）                
 
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
    根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在第一、第二、第四象限的電動(dòng)和制動(dòng)狀態(tài)及能耗制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性n=f(Ia)(用同一座標(biāo)紙繪出)。
六、思考題：
    1、回饋制動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，如何判別電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在理想空載點(diǎn)？
    2、直流電動(dòng)機(jī)從第一象限運(yùn)行到第二象限轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向不變，試問(wèn)電磁轉(zhuǎn)矩的方向是否也不變？為什么？
    3、直流電動(dòng)機(jī)從第一象限運(yùn)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(fù)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？

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