电机学实验指导书

实验一 他励直流电动机（认识）实验

一、实验目的

1、认识DDSZ-1型电机及电气技术实验装置，了解电机拖动实验的基本要求与安全操作规程。

2、认识和了解在电机拖动实验中所用的电源、开关、仪表、挂件、电机等组件及使用方法。

3、熟悉他励直流电动机的接线、起动、（固有、人为）机械特性、改变转向与调速的基本方法。 二、预习要点

1、如何正确选择使用仪器仪表，特别是电压表，电流表的量程。 2、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器?否则会产生什么严重后果?

3、直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置? 为什么? 若励磁回路因断开造成失磁时,接通电枢电源会产生什么严重后果?

4、直流电动机调速及改变转向的方法。 三、实验项目

1、了解DD01电源控制屏及电枢电源、励磁电源、变阻器、直流电压表、电流表、直流测速发电机转速表的使用方法；了解校正直流测功电动机、普通直流电动机的铭牌参数及要求。

2、直流他励电动机的连线、起动准备、起动；测试机械特性直流他励电动机的调速及改变转向。

四、实验设备及控制屏上挂件排列顺序

1、实验设备：DD03-DJ23-DJ15、D31、D42、D31、D44、D51、D55-1。 2、控制屏上挂件排列顺序：D31、D42、D31、D44、D51、D55-1。 五、实验说明及操作步骤

1、由指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置面板布置及使用方法。

2、直流他励电动机的机械特性 1）直流他励电动机的接线

+励磁电源220V-If2A2励磁绕组Rf2If1A1励磁绕组Rf1TGD55-1的IF端MGMIAR1A3SV1+电枢电源220V

IFA4V2R2-图1－1 他励直流电动机接线图

断开控制屏上的电源，按图1-1接线。直流他励电动机用DJ15 (其额定功率PN=185W，额定电枢电压UN=220V，额定电流IN=1.2A,额定转速nN=1600r/min, 额定励磁电压UFN=220V，额定励磁电流IfN＜0.13A)。校正直流测功机MG作为发电机使用。TG为测速发电机。直流电表选用D31（含直流电压表，直流安培表，直流毫安表各一块）。M励磁回路串接的电阻Rf1选用D44的1800Ω阻值，MG励磁回路串接的电阻Rf2选用D42的1800Ω阻值，M的起动电阻R1选用D44的180Ω阻值，MG的负载电阻R2选用D42的2250Ω阻值（采用串并联接法：900Ω与900Ω串联加上900Ω与900并联）。接好线后，检查M、MG及TG之间是否用联轴器联接好。

2）他励直流电动机起动步骤

（1）起动准备：检查接线是否正确，直流电表的极性、量程选择是否正确。将电动机的起动电阻调最大R1=180Ω、电动机的励磁调节电阻调最小Rf1=0Ω；测功机的负载电阻调最大R2=2250Ω、测功机的励磁电阻调最大Rf2=1800Ω；断开开关S。

（2）启动过程：开启控制屏上的电源总（钥匙）开关，按下其上方的“启动”按钮；→ 先接通其下方左边的励磁电源开关，观察M及MG的励磁电流值，调节Rf2使If2 =100mA并保持不变；→ 再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使

M起动；→ M起动后（调整转速表的量程与指针偏转方向）调节控制屏上电枢电源‘电压调节’旋钮，使电动机输入端电压U=UN=220V；→ 减小起动电阻 R1阻值，直至R1=0Ω。起动过程完成（注意：一旦启动过程完成后就不要随便将他励直流电动机停机，直到将所有参数测试完成再停机；否则又要重复上述步骤）。

3）直流他励电动机的机械特性测试

（1）固有机械特性：（R1=0Ω、IF1=IFN；U=UN、I=IN、n=nN）

先合上开关S，再调节电动机的励磁调节电阻Rf1和调节其负载电阻R2（先减小900Ω与900Ω串联电阻，再减小900Ω与900Ω并联的电阻。注：当串联电阻调到最小后，[此时负载电流IF在0.4A左右，两0.5A的保险串联允许通过0.5A的电流，而两0.5A的保险并联允许通过1.0A的电流]用导线将串联电阻两端短接，以保护串联部分保险不烧坏；再调节并联部分）。使电动机达到额定运行状态：U=UN=220V，I=IN =1.2A、n=nN=1600r/min。此时电动机M的励磁电流If1即为额定励磁电流IfN。保持U＝UN，If1=IfN，If2=100mA为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载，也就是逐次增大负载电阻R2（先增大900Ω与900Ω并联部分的电阻，并联部分达到最大值后，去掉串联部分的短接导线，再增大900Ω与900Ω串联部分的电阻）。测取电动机M电枢绕组输入电流IA和转速n，测功机MG的电枢绕组输出负载电流IF，用D55-1智能转矩、转速、功率表读出测功机MG的转矩T2、转速n和功率P2。共取数据5-6组，记录于表1-1中。

表1－1 U＝UN＝ V If=IfN= mA If2= mA IA（A） 实验数T2（N·m） 据 P2（W） 计算P1（W） η（％） IF（A） n（r/min） 值 Δn（％） （2）调节他励电动机的转速（人为机械特性）

分别改变电动机M电枢回路的电压U1、串入电动机M电枢回路的调节电阻

R1和励磁回路的调节电阻Rf1，观察转速变化情况。

（3）改变电动机的转向

停机过程：将电枢串联起动变阻器R1的阻值调回到最大值，→先切断控制屏上的电枢电源开关，→然后切断控制屏上的励磁电源开关，使他励电动机停机。

改变转向：在断电情况下，将电枢（或励磁绕组）的两端接线对调后，再按他励电动机的起动步骤起动电动机，并观察电动机的转向及转速表指针偏转的方向。

六、注意事项

1、直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻Rf1调至最小，先接通励磁电源,使励磁电流最大,同时必须将电枢串联起动电阻R1调至最大,然后方可接通电枢电源。使电动机正常起动。起动后，将起动电阻R1调至零，使电机正常工作。

2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时必须将电枢串联的起动电阻R1调回到最大值，励磁回路串联的电阻Rf1调回到最小值。给下次起动作好准备。

3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。

4、若要测量电动机的转矩T2 ，必须将校正直流测功机MG的励磁电流调整到校正值：100mA，以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。 七、实验报告

1、画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻R1和磁场调节电阻Rf1应调到什么位置?为什么?

2、在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？

3、由表1-1计算出P1、η和△n，并给出η＝f（Ia）及n＝f（T2）的特性曲线。

电动机输入功率： P1=UI（其中：I=Ia+IfN） 电动机效率：??P1P2?100%

转速变化率：?n%?n0?nNnN?100%