在用实验方法测定同步发电机的空载特性时，由于转子磁路中剩磁情况的不同，当单方向改变励磁电流If从零到某一最大值，再反过来由此最大值减小到零时将得到上升和下降的二条不同曲线,如图1-11。二条曲线的出现，反映铁磁材料中的磁滞现象。测定参数时使用下降曲线，其最高点取U0≈1.3UN，如剩磁电压较高，可延伸曲线的直线部分使与横轴相交，则交点的横座标绝对值Δif0应作为校正量，在所有试验测得的励磁电流数据上加上此值，即得通过原点之校正曲线，如图1-12所示。 注意事项：
(1) 转速要保持恒定。
(2) 在额定电压附近读数相应多些。
U0(V)U0(V)if0if0if0If(A)if00if0If(A)图1-11上升和下降二条空载特性 图1-12校正过的下降空载特性
4、三相短路试验
1) 调节ＧＳ的励磁电源串接的Rf2至最大值。调节电机转速为额定转速1500r/min，且保持恒定。
2) 接通GS的24V励磁电源，调节Rf2使GS输出的三相线电压(即三只电压表V的读数)最小，然后把GS输出三端点短接。
3) 调节GS的励磁电流If使其定子电流IK=1.2IN，读取GS的励磁电流值If和相应的定子电流值IK。
4) 减小GS的励磁电流使定子电流减小，直至励磁电流为零，读取励磁电流If和相应的定子电流IK。
5) 共取数据5～6组并记录于表1-15中。
表1-15 U=0V； n＝nN=1500r/min
序 号 IK（A） If （A） 5.纯电感负载特性
1) 调节ＧＳ的Rf2至最大值，调节可变电抗器使其阻抗达到最大。同时拔掉ＧＳ
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输出三端点的短接线。
2) 按他励直流电动机的起动步骤(电枢串联全值起动电阻Rst，先接通励磁电源，后接通电枢电源)起动直流电机ＭＧ，调节ＭＧ的转速达1500 r/min且保持恒定。合上开关S2，电机GS带纯电感负载运行。
3) 调节Rf2和可变电抗器使同步发电机端电压接近于1.1倍额定电压且电流为额定电流，读取端电压值和励磁电流值。
4) 每次调节励磁电流使电机端电压减小且调节可变电抗器使定子电流值保持恒定为额定电流。读取端电压和相应的励磁电流。 5) 取几组数据并记录于表1-16中。
表1-16 n＝nN=1500r/min I=IN= A
U（V） If（A） 六、实验报告 1.根据实验数据在同一坐标图上绘出同步发电机的空载特性、短路特性和零功率因数特性。
2.由空载特性和短路特性求取电机定子漏抗Xσ和特性三角形。 3.由零功率因数特性和空载特性确定电机定子保梯电抗。
4.利用空载特性和短路特性确定同步电机的直轴同步电抗Xd(不饱和值)。 5.利用空载特性和纯电感负载特性确定同步电机的直轴同步电抗Xd(饱和值)。
6.求短路比。
七、思考题
1.定子漏抗Xσ和保梯电抗Xp它们各代表什么参数？它们的差别是怎样产生的？ 2.由空载特性和特性三角形用作图法求得的零功率因数的负载特性和实测特性是否有差别？造成这差别的因素是什么？
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1.3 验证性实验
实验六 直流他励电动机实验
一、实验目的
1.掌握用实验方法测取直流他励电动机的机械特性。 2.掌握直流并励电动机的调速方法。
二、预习要点
1.什么是直流电动机的机械特性？ 2.直流电动机调速原理是什么？
三、实验设备与器件
1.实验设备
序号 1 2 3 4 5 6 7 型 号 DD03 DJ23 DJ15 D31 D42 D41 D51 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 直流并励电动机 直流电压、毫安、电流表 三相可调电阻器 三相可调电阻器 波形测试及开关板 数 量 1台 1台 1台 2件 1件 1件 1件 2.屏上挂件排列顺序
D31、D42、D51、D55-2、D31、D41
四、实验项目
1.机械特性
（1） 固有机械特性。保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f（T2）。 （2） 人为机械特性。保持U=150V和If=IfN不变，测取n=f（T2）。 2.调速特性
（1）改变电枢电压调速
保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f（Ua）。 （2）改变励磁电流调速
保持U=UN，T2=常数，测取n=f（If）。
五、实验内容和步骤
1.他励电动机的机械特性
1） 按图1-13接线。校正直流测功机 MG按他励发电机连接，在此作为直
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流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。Rf1 、Rf2 分别选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R1用D41的180Ω阻值。R2为发电机的负载电阻选用D42的1800Ω变阻器串联，加上D41的180Ω串联变阻器，阻值最大为1980Ω。当负载电
流大于0.4 A时用D41的180Ω串联变阻器，而将D42的900Ω与900Ω变阻器串联部分阻值调到最小并用导线短接。(见图1-15)
图1－13 直流他励电动机接线图
2）将直流他励电动机M的磁场调节电阻Rf1调至最小值，电枢串联起动电阻R1调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。
3）M起动正常后，将其电枢串联电阻R1调至零，并用导线将其短接。
图1－14 Rf1 、Rf2 、R1、R2的接线图
调节电枢电源的电压为220V，调节校正直流测功机的励磁电流使其等于校正值100mA。调节校正直流测功机的负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻Rf1，使电动机达到额定值：U＝UN，I＝IN，n＝nN。此时M的励磁电流If即为额定励磁电流IfN。
4）保持U＝UN，If=IfN，逐次减小电动机负载。测取电动机的转速n和电动机输出
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转矩T2。共取数据8-9组，记录于表1-17中。
表1-17 UN=220V IfN= mA Ia（A） n（r/min） 5）调节电枢电源的电压为U＝150V 。保持U=150V和If=IfN不变，逐次减小电动机负载。测取电动机的转速n和电动机输出转矩T2。共取数据8-9组，记录于表1-18中。
表1-18 U＝150V IfN= mA
Ia（A） n（r/min） 4.调速特性
（1） 改变电枢端电压的调速
1）直流电动机M运行后，将电阻R1调至零，调节负载电阻R2、电枢电压及磁场电阻Rf1，使M的U=UN，I=0.5IN，If＝IfN记下此时的T2值。
2）保持此时的T2值和If＝IfN不变，逐次增加R1的阻值，降低电枢两端的电压Ua，使R1从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速n和电枢电流Ia。共取数据8-9组，记录于表1-19中
表1－19 If＝IfN＝ mA T2＝ N·m
Ua（V） n（r/min） I（A） （2）改变励磁电流的调速
1）直流电动机运行后，将M的电枢串联电阻R1和磁场调节电阻Rf1调至零，调节M的电枢电源调压旋钮和MG的负载，使电动机M的U=UN，I＝0.5IN记下此时的T2值。 2）保持此时MG的T2值和M的U＝UN不变，逐次增加磁场电阻阻值：直至n＝1.3nN，每次测取电动机的n和If 。共取 7－8组记录于表1－20中。
表1－20 U＝UN＝ V T2＝ N·m n（r/min） If（mA） I（A） 六、实验报告 1.由表1-17、表1-18绘出他励电动机机械特性曲线 n＝f（T2）。
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