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電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置直流電機(jī)認(rèn)識(shí)的實(shí)驗(yàn)

   一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />     1、學(xué)習(xí)電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求與安全操作注意事項(xiàng)。
2、認(rèn)識(shí)在直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)中所用的電機(jī)、儀表、變阻器等組件及使用方法。
    3、熟悉他勵(lì)電動(dòng)機(jī)(即并勵(lì)電動(dòng)機(jī)按他勵(lì)方式)的接線(xiàn)、起動(dòng)、改變電機(jī)轉(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。
   二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)
    1、如何正確選擇使用儀器儀表。特別是電壓表電流表的量程。
    2、直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，為什么在電樞回路中需要串接起動(dòng)變阻器? 不串接會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果?
    3、直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁回路串接的磁場(chǎng)變阻器應(yīng)調(diào)至什么位置? 為什么? 若勵(lì)磁回路斷開(kāi)造成失磁時(shí),會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果?
    4、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向的方法。
   三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
    1、了解電源控制屏中的電樞電源、勵(lì)磁電源、校正直流測(cè)功機(jī)、變阻器、多量程直流電壓表、電流表及直流電動(dòng)機(jī)的使用方法。
    2、用伏安法測(cè)直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的電樞繞組的冷態(tài)電阻。
    3、直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速及改變轉(zhuǎn)向。
   四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及控制屏上掛件排列順序
1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

序號(hào)	型號(hào)	名稱(chēng)	數(shù) 量
1	DQ03-1	導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表	1 套
2	DQ19	校正直流測(cè)功機(jī)	1 臺(tái)
3	DQ09	直流他（并）勵(lì)電動(dòng)機(jī)	1 臺(tái)
4	DQ22	直流數(shù)字電壓、毫安、安培表	2 件
5	DQ27	三相可調(diào)電阻器	1 件
6	DQ29	可調(diào)電阻器、電容器	1 件
7	DQ31	波形測(cè)試及開(kāi)關(guān)板	1 件

2、控制屏上掛件排列順序
DQ22、DQ27、DQ31、DQ22、DQ29
五、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明及操作步驟
1、由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員介紹電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置各面板布置及使用方法，講解電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求，安全操作和注意事項(xiàng)。
2、用伏安法測(cè)電樞的直流電阻

圖2-1 測(cè)電樞繞組直流電阻接線(xiàn)圖
  （1）按圖2-1接線(xiàn)，電阻R用DQ29上1800Ω和180Ω串聯(lián)共1980Ω阻值并調(diào)至最大。A表選用DQ22上的直流安培表。開(kāi)關(guān)S選用DQ31掛箱上的雙刀雙擲開(kāi)關(guān)。
    （2）經(jīng)檢查無(wú)誤后接通電樞電源，并調(diào)至220V。調(diào)節(jié)R使電樞電流達(dá)到0.2A（如果電流太大，可能由于剩磁的作用使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，測(cè)量無(wú)法進(jìn)行；如果此時(shí)電流太小，可能由于接觸電阻產(chǎn)生較大的誤差），迅速測(cè)取電機(jī)電樞兩端電壓U和電流I。將電機(jī)轉(zhuǎn)子分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測(cè)取U、I三組數(shù)據(jù)列于表2-1中。
    （3）增大R使電流分別達(dá)到0.15A和0.1A，用同樣方法測(cè)取六組數(shù)據(jù)列于表2-1中。
  取三次測(cè)量的平均值作為實(shí)際冷態(tài)電阻值
冷態(tài)電阻值計(jì)算公式

表2-1 室溫 ℃

序號(hào)	U（V）	I（A）	R（平均）（Ω）		Ra（Ω）	Raref（Ω）
1			Ra11=	Ra1=
			Ra12=
			Ra13=
2			Ra21=	Ra2=
			Ra22=
			Ra23=
3			Ra31=	Ra3=
			Ra32=
			Ra33=

表中：

（4）計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的電樞電阻
由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得電樞繞組電阻值，此值為實(shí)際冷態(tài)電阻值。冷態(tài)溫度為室溫。按下式換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的電樞繞組電阻值：

式中R_aref ——換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)電樞繞組電阻。（Ω）。
             R_a——電樞繞組的實(shí)際冷態(tài)電阻。（Ω）。
            θ_ref ——基準(zhǔn)工作溫度，對(duì)于E級(jí)絕緣為75 ℃。
            θ_a——實(shí)際冷態(tài)時(shí)電樞繞組的溫度。（℃）
    3、直流儀表、變阻器的選擇
    直流儀表是根據(jù)電機(jī)的額定值和實(shí)驗(yàn)中可能達(dá)到的最大值來(lái)選擇，變阻器根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求來(lái)選用，并按電流的大小選擇串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)的接法。
   （1）電壓表量程的選擇
    如測(cè)量電動(dòng)機(jī)兩端為220V的直流電壓，選用直流電壓表為300V量程檔（也可用自動(dòng)量程檔）。
   （2）電流表量程的選擇
    因?yàn)橹绷鞑?lì)電動(dòng)機(jī)的額定電流為1.1 A，測(cè)量電樞電流的電表A₃可選用直流安培表的5A量程檔；額定勵(lì)磁電流小于0.16A，選用直流毫安表的200mA量程檔。
   （3）變阻器的選擇
    變阻器選用的原則是根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所需的阻值和流過(guò)變阻器最大的電流來(lái)確定，電樞回路R1可選用DQ29掛件的1.3A的90Ω與90Ω串聯(lián)電阻,磁場(chǎng)回路R_f1可選用DQ29掛件的0.41A的900Ω與900Ω串聯(lián)電阻。
    4、直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)準(zhǔn)備
    按圖2-2接線(xiàn)。圖中直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)M用DQ09，其額定功率P_N=185W，額定電壓U_N=220V，額定電流I_N=1.1 A,額定轉(zhuǎn)速n_N=1500r/min,額定勵(lì)磁電流I_fN＜0.16A。校正直流測(cè)功機(jī)MG作為測(cè)功機(jī)使用，RE為旋轉(zhuǎn)編碼器。直流電流表選用DQ22。R_f1用DQ29的1800Ω阻值作為直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路串接的電阻。R_f2選用DQ27的1800Ω阻值的變阻器作為MG勵(lì)磁回路串接的電阻。R₁選用DQ29的180Ω阻值作為直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電阻，R₂選用DQ27上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值作為MG的負(fù)載電阻。接好線(xiàn)后，檢查M、MG及旋轉(zhuǎn)編碼器RE之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。

圖2-2 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線(xiàn)圖
5、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)步驟
（1）檢查按圖2-2的接線(xiàn)是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路接線(xiàn)是否牢固。然后，將電動(dòng)機(jī)電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R₁、測(cè)功機(jī)MG的負(fù)載電阻R₂、及MG的磁場(chǎng)回路電阻R_f2調(diào)到阻值最大位置，M的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1調(diào)到最小位置，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，并確認(rèn)斷開(kāi)控制屏下方右邊的電樞電源開(kāi)關(guān)，作好起動(dòng)準(zhǔn)備。
   （2）開(kāi)啟控制屏上的鑰匙開(kāi)關(guān)，按下其上方的“啟動(dòng)”按鈕，接通其下方左邊的勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，觀察M及MG的勵(lì)磁電流值，調(diào)節(jié)R_f2使I_f2 等于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開(kāi)關(guān)，使M起動(dòng)。
   （3）調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕，使電動(dòng)機(jī)電樞端電壓為220伏。減小起動(dòng)電阻 R₁阻值，直至短接。
   （4）合上校正直流測(cè)功機(jī)MG的負(fù)載開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)R₂ 阻值，使MG的負(fù)載電流I_F 改變，即直流電動(dòng)機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩T₂ 改變（調(diào)不同的I_F值，查對(duì)應(yīng)于I_f2=100mA時(shí)的校正曲線(xiàn)表T₂=f(I_F)，可得到M不同的輸出轉(zhuǎn)矩T₂值）。
   （5）調(diào)節(jié)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
    分別改變串入電動(dòng)機(jī)M電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R₁和勵(lì)磁回路的調(diào)節(jié)電阻R_f1，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。
   （6）改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向
    將電樞串聯(lián)起動(dòng)變阻器R₁的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開(kāi)關(guān)，然后切斷控制屏上的勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，使他勵(lì)電動(dòng)機(jī)停機(jī)。在斷電情況下，將電樞（或勵(lì)磁繞組）的兩端接線(xiàn)對(duì)調(diào)后，再按他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)步驟起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表顯示的轉(zhuǎn)速。
   六、注意事項(xiàng)
    1、直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，須將勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻R_f1調(diào)至最小，先接通勵(lì)磁電源,使勵(lì)磁電流最大,同時(shí)必須將電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R₁調(diào)至最大,然后方可接通電樞電源。使電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)。起動(dòng)后，將起動(dòng)電阻R₁調(diào)至零，使電機(jī)正常工作。
    2、直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，必須先切斷電樞電源，然后斷開(kāi)勵(lì)磁電源。同時(shí)必須將電樞串聯(lián)的起動(dòng)電阻R₁調(diào)回到最大值，勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻R_f1調(diào)回到最小值。給下次起動(dòng)作好準(zhǔn)備。
    3、測(cè)量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。
    4、若要測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T₂ ，必須將校正直流測(cè)功機(jī)MG的勵(lì)磁電流調(diào)整到校正值：100mA，以便從校正曲線(xiàn)中查出電動(dòng)機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩。
   七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
    1、畫(huà)出直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞串電阻起動(dòng)的接線(xiàn)圖。說(shuō)明電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電阻R₁和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R_f1應(yīng)調(diào)到什么位置?為什么?
    2、在電動(dòng)機(jī)輕載及額定負(fù)載時(shí)，增大電樞回路的調(diào)節(jié)電阻，電機(jī)的轉(zhuǎn)速如何變化？增大勵(lì)磁回路的調(diào)節(jié)電阻，轉(zhuǎn)速又如何變化？
3、用什么方法可以改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向？
4、在他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，為什么要先加勵(lì)磁電源后加電樞電源？
5、為什么要求直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)回路的接線(xiàn)要牢固？起動(dòng)時(shí)電樞回路必須串聯(lián)起動(dòng)變阻器？

教學(xué)設(shè)備

產(chǎn)品分類(lèi)

電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置直流電機(jī)認(rèn)識(shí)的實(shí)驗(yàn)

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