b.从数字转速表上观察电机旋转方向,若电机反转,可先停机,将电枢或励磁两端接线对调,重新起动,则电机转向应符合正向旋转的要求。
d.调节电动机电枢电阻R1至最小值,可调直流稳压电源调至220V,再调节电动机磁场电阻Rf1,使电动机(发电机)转速达到1600r/min(额定值),并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。
e.调节发电机磁场电阻Rf2,使发电机空载电压达V0=1.2UN(240V)为止。 f.在保持电机额定转速(1600r/min)条件下,从UO=1.2UN开始,单方向调节分压器电阻Rf2,使发电机励磁电流逐次减小,直至If2=o。
每次测取发电机的空载电压UO和励磁电流If2,只取7-8组数据,填入表1-2中,其中UO=UN和If2=O两点必测,并在UO=UN附近测点应较密。
表1-2 n=nN=1600r/min UO(V) If2(A) (2)外特性
a.在空载实验后,把发电机负载电阻R2调到最大值(把NMEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底),合上负载开关S2。
b.同时调节电动机磁场调节电阻Rf1,发电机磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2,使发电机的n=nN,U=UN(200V),I=IN(0.5A),该点为发电机的额定运行点,其励磁电流称为额定励磁电流If2N= A.
c.在保持n=nN和If2=If2N不变的条件下,逐渐增加负载电阻,即减少发电机负载电流,在额定负载到空载运行点范围内,每次测取发电机的电压U和电流I,直到空载(断开开关S2),共取6-7组数据,填入表1-3中。其中额定和空载两点必测。
表1-3 n=nN=1600r/min If2=If2N U(V) I(A) (3)调整特性
a.断开发电机负载开关S2,调节发电机磁场电阻Rf2,使发电机空载电压达额定值(UN=200V)
b.在保持发电机n=nN条件下,合上负载开关S2,调节负载电阻R2,逐次增加发电机输出电流I,同时相应调节发电机励磁电流If2,使发电机端电压保持额定值U=UN,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I和励磁电流If2,共取5-6组数据填入表1-4中。
表1-4 n=nN=1600r/min,U=UN=200V I(A) If2(A) 2.并励直流发电机
(1)观察自励过程
a.断开主控制屏电源开关,即按下红色按钮。 按图1-2接线
R1、Rf1:电动机电枢调节电阻和磁场调节电阻,位于NMEL-09。
A1、mA1:直流电流表、毫安表,位于可调直流电源和励磁电源(NMEL-18)上。 mA2、A2:直流毫安表、电流表位于NMCL-001。 Rf2:NMEL-03中二只900Ω电阻相串联,并调至最大。
R2:采用NMEL-03中间端和下端变阻器,采用串并联接法,阻值为2250Ω。
S1、S2:位于NMEL-05 V1、V2:直流电压表,其中V1位于直流可调电源(NMEL-18)上,V2位于NMCL-001。
b.断开S1、S2,按前述方法(他励发电机空载特性实验b)起动电动机,调节电动机转速,使发电机的转速n=nN,用直流电压表测量发电机是否有剩磁电压,若无剩磁电压,可将并励绕组改接他励进行充磁。
图1-4 直流并励发电机接线图直流发电机M01可调直流稳压电源直流电动机M03R1V1A1mA1MRf1直流电机励磁电源A2R2S2V2mA2S1Rf2c.合上开关S1,逐渐减少Rf2,观察电动机电枢两端电压,若电压逐渐上升,说明满足自励条件,如果不能自励建压,将励磁回路的两个端头对调联接即可。
(2)外特性
a.在并励发电机电压建立后,调节负载电阻R2到最大,合上负载开关S2,调节电动机的磁场调节电阻Rf1,发电机的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2,使发电机n=nN,U=UN,I=IN。
b.保证此时Rf2的值和n=nN不变的条件下,逐步减小负载,直至I=0,从额定到负载运行范围内,每次测取发电机的电压U和电流I,共取6-7组数据,填入表1-5中,其中额定和空载两点必测。
表1-5 n=nN=1600r/min Rf2= A U(V) I(A) 3.复励发电机
(1)积复励和差复励的判别 a.接线如图1-5所示
R1、Rf1:电动机电枢调节电阻和磁场调节电阻,位于NMEL-09。 A1、mA1:直流电流、毫安表
V2、A2、mA2:直流电压、电流、毫安表,位于NMCL-001。 Rf2:采用NMEL-03中两只900Ω电阻串联。
R2:采用NMEL-03中四只900Ω电阻串并联接法,最大值为2250Ω。 S1、S2:单刀双掷和双刀双掷开关,位于MEL-05开关板上。 按图接线,先合上开关S,将串励绕组短接,使发电机处于并励状态运行,按上述并励发电机外特性试验方法,调节发电机输出电流I=0.5IN,n=nN,U=UN。
b.打开短路开关S1,在保持发电机n,Rf2和R2不变的条件下,观察发电机端电压的变化,若此电压升高即为积复励,若电压降低为差复励,如要把差复励改为积复励,对调串励绕组接线即可。
(2)积复励发电机的外特性。 实验方法与测取并励发电机的外特性相同。先将发电机调到额定运行点,n=nN,U=UN,I=IN,在保持此时的Rf2和n=nN不变的条件下,逐次减小发电机负载电流,直至
I=0。从额定负载到空载范围内,每次测取发电机的电压U和电流I,共取6-7组数据,记录于表1-6中,其中额定和空载两点必测。
表1-6 n=nN = r/min Rf2=常数 U(V) I(A)
直流发电机M01图1-5 直流复励发电机接线图可调直流稳压电源直流电动机M03R1V1A1mA1MS1Rf1直流电机励磁电源S2R2A2V2mA2Rf2六.注意事项
1.起动直流电动机时,先把R1调到最大,Rf2 调到最小,起动完毕后,再把R1调到最小。
2.做外特性时,当电流超过0.4安时,R2中串联的电阻必须调至零,以免损坏。
七.实验报告
1.根据空载实验数据,作出空载特性曲线,由空载特性曲线计算出被试电机的饱和系数和剩磁电压的百分数。
2.在同一张座标上绘出他励、并励和复励发电机的三条外特性曲线。分别算出三种励磁方式的电压变化率:
ΔU=
UO?UN?100? UN并分析差异的原因。
3.绘出他励发电机调整特性曲线,分析在发电机转速不变的条件下,为什么负载增加时,要保持端电压不变,必须增加励磁电流的原因。
八.思考题
1.并励发电机不能建立电压有哪些原因?
2.在发电机一电动机组成的机组中,当发电机负载增加时,为什么机组的转速会变低?
为了保持发电机的转速n=nN,应如何调节?
实验二 直流他励电动机机械特性
一.实验目的
了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性
二.预习要点
1.改变他励直流电动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.实验项目
1.电动及回馈制动特性。 2.电动及反接制动特性。 3.能耗制动特性。
四.实验设备及仪器
1.实验台主控制屏。 2.电机导轨及转速表
3.三相可调电阻900Ω(NMEL-03) 4.三相可调电阻90Ω(NMEL-04)
5.旋转指示灯及24V同步机励磁电源、开关板(NMEL-05C) 6、直流电压、电流、毫安表(NMCL-001) 7.电机起动箱(NMEL-09)
8.直流电机仪表、电源(含在主控制屏左下方,NMEL-18)
五.实验方法及步骤
1.电动及回馈制动特性 接线图如图5-1