实验2 他励直流发电机
一、实验目的
1、掌握用实验方法测定他励直流发电机的运行特性。 2、根据测量的运行特性评价被测发电机的性能。 二、预习重点
1、发电机的运行特性包括哪些？对于不同的运行特性，各项参数应如何变化？ 2、测量空载特性时，为何必须单方向调节励磁电流？ 三、实验内容
1、测空载特性：保持n=nN ，IF=0； 求UO=f ( If ) 2、测外特性： 保持n=nN ，I f =I f N；求UO= f ( IF) 3、测调节特性：保持n=nN， U= UN；求If= f ( IF) 四、实验设备
1、直流电机实验系统；
2、Z2-31直流电动机—Z2-22直流发电机机组； 3、励磁变阻器、滑线变阻器； 4、毫安表、电流表、电压表。 五、实验步骤
直流电机实验系统布置见图2-1
图2-1 直流电机实验系统布置图
其中： R1、R2—滑线变阻器 R3--励磁变阻器
M—直流电动机 Z2-31 额定功率：1.5KW 额定电压：220V
额定电枢电流：8.7A 额定励磁电流：0.37A
G—直流发电机 Z2-22 额定功率1.0KW 额定电压：230V
额定电枢电流：4.35A 额定励磁电流：0.2A
IF—发电机电枢电流；U0—发电机电枢电压； If—发电机励磁电流；UN—发电机额定电压； nN—电动机额定转速。 实验原理图见图2-2所示。
图2-2 他励直流发电机实验原理图
1、做他励直流发电机的空载特性曲线 UO=f ( I f)，保持n=nN IF=0；
调节电枢电压调节旋钮，起动直流电动机；调节滑线变阻器R2使直流电动机的电枢电压为额定值220V；调节滑线变阻器R1使电动机转速为额定转速1450r/min，在实验中保持不变。
合刀开关K1（向上），给直流发电机提供他励励磁电流，测无载特性曲线的上升分支和下降分支。通过调节励磁变阻器R3，使发电机励磁电流If从零开始增加，直至发电机电枢电势U0=1.2UN；再逐渐减小励磁电流If，直到为零为止。在上升和下降分支中分别测量6点（必须包括发电机电枢额定电压UN与额定励磁电流Ifn为零这两点），测量励磁电流及对应的电枢电势，填入表2-1中（注：无论上升分支还是下降分支，励磁电流都必须单方向调节）。
2、做他励直流发电机的外特性（电压调整特性）曲线U= f（IF ），保持n=nN， I f =I f N；
表2-1 无载特性曲线的励磁电流和电枢电势实验数据表
上 升 下 降
励磁电流If 电枢电势E0 励磁电流If 电枢电势E0 首先将直流发电机调整到额定工作点，其次调节励磁变阻器R3使直流发电机励磁电流为额定电流。合刀开关K2，改变负载（灯箱）的大小，即改变负载电流的大小；在额定负载到空载运行点之间的范围内，任意测量6点负载电流及对应的电枢端电压填入表2-2中（其中额定和空载两点必须测量）。
表2-2 外特性的电枢端电压和负载电流实验数据表
电枢端电压U 负载电流 IF
3、做他励直流发电机的调节特性曲线 If= f（IF），保持n=nN， U= UN；
断开发电机负载开关K2，调节发电机励磁变阻器R3，使发电机空载电压达到额定值（UN=230V）。在保持发电机n=nN条件下，合上负载开关K2，调节负载电阻（灯箱），逐渐增加发电机输出电流IF，同时相应调节发电机励磁电流If ，使发电机端电压保持额定值U0=UN不变，从发电机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流IF和励磁电流I f ，共测量6组数据填入表2-3中。
表2-3 调节特性的负载电流和励磁电流实验数据表
负载电流IF 励磁电流I f
六、 实验报告要求
1．画出他励直流发电机的空载特性曲线。 2．画出他励直流发电机的外特性曲线。 3．画出他励直流发电机的调节特性曲线。 七、思考题
1．什么是电枢反应？发电机的电枢反应对性能有什么影响？
2．在本实验系统中采用的是电动机—发电机组成的机组，当发电机增加负载时，为什么机组转速会降低？应如何调节才可以保持发电机的转速不变？为什么？
实验3 并励直流发电机
一、实验目的
1、掌握并励直流发电机自励条件。 2、掌握并励直流发电机自励过程。 二、预习重点
1、如何实现并励直流发电机的自励？ 2、当发电机不能自励时应如何处理？ 三、实验内容
1、验证自励建立电压的条件及过程；
2、测量外特性：保持n=nN ，R3=常数；求UO= f ( IF) 四、实验设备
1、直流电机实验系统；
2、Z2-31直流电动机—Z2-22直流发电机机组； 3、励磁变阻器、滑线变阻器； 4、毫安表、电流表、电压表。 五、实验步骤
直流电机实验系统布置见图3-1
图3-1 直流电机实验系统布置图
其中： R1、R2—滑线变阻器 R3--励磁变阻器
M—直流电动机 Z2-31 额定功率：1.5KW 额定电压：220V
额定电枢电流：8.7A 额定励磁电流：0.37A
G—直流发电机 Z2-22 额定功率1.0KW 额定电压：230V
额定电枢电流：4.35A 额定励磁电流：0.2A
IF—发电机电枢电流；U0—发电机电枢电压； If—发电机励磁电流；UN—发电机额定电压； nN—电动机额定转速。
并励直流发电机实验原理图见图3-2所示。
图3-2 并励直流发电机实验原理图
1、 验证自励建立电压的条件及过程
（1）检查剩磁。断开开关K1，K2，起动电动机—发电机机组，使机组转速达到发电机的额定转速，用低量程电压表测量电枢电压，检查发电机是否有剩磁，若没有，将K1合向他励进行冲磁。
（2）观察自励过程。将励磁变阻器R3调为最大值，将开关K1投向并励，观察电枢电压，如果电枢电压大于剩磁电压，逐步减小R3，观察电枢建压过程，如果电枢电压小于剩磁电压，调换发电机励磁绕组极性，或改变电动机旋转方向后，逐渐减小R3，观察建压过程。
2、做并励直流发电机的外特性
并励直流发电机的外特性实验方法与他励基本相同。 （1）将开关K2拉开，开关K1合向并励位置（向下），建立电压在额定值左右。 （2）合开关K2，增加发电机负载，同时调节发电机转速与电枢电压，使转速、电枢电压、电枢电流三者均达到额定值，即
n?nN, U?UN,
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