直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)
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中人教儀廠 電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置直線DC他勵(lì)電機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性
一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
理解和測(cè)量他勵(lì)直線DC電機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性
二、 預(yù)習(xí)要點(diǎn)
1、改變他勵(lì)直線DC電機(jī)機(jī)械特性有哪些方法？
2、他勵(lì)直線DC電機(jī)在什么現(xiàn)象下，從電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入回饋限限制動(dòng)作作狀態(tài)？他勵(lì)直線DC電機(jī)回饋限限制動(dòng)作作時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電動(dòng)勢(shì)平衡方程式及機(jī)械特性又是什么現(xiàn)象？
3、他勵(lì)直線DC電機(jī)反接限限制動(dòng)作作時(shí)，能量傳遞關(guān)系，電動(dòng)勢(shì)平衡方程式及機(jī)械特性。
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、電動(dòng)及回饋限限制動(dòng)作作狀態(tài)下的機(jī)械特性
2、電動(dòng)及反接限限制動(dòng)作作狀態(tài)下的機(jī)械特性
3、能耗限限制動(dòng)作作狀態(tài)下的機(jī)械特性
四、實(shí)驗(yàn)方法
1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
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序 號(hào) |
型 號(hào) |
名 稱 |
數(shù) 量 |
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1 |
DQ03-1 |
電機(jī)導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)編碼器及數(shù)字顯露轉(zhuǎn)動(dòng)速度表 |
1件 |
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2 |
DQ09 |
直線DC并勵(lì)電機(jī) |
1件 |
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3 |
DQ19 |
校正直線DC測(cè)功機(jī) |
1件 |
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4 |
DQ22 |
直線DC電壓（V）、mA毫安、安培表 |
2件 |
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5 |
DQ26 |
三相可調(diào)電阻器 |
1件 |
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6 |
DQ27 |
三相可調(diào)電阻器 |
1件 |
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7 |
DQ29 |
可調(diào)電阻器、電容器 |
1件 |
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8 |
DQ31 |
波動(dòng)線測(cè)量試驗(yàn)及開(kāi)關(guān)板 |
1件 |
2、屏上掛式模塊件排列順序
DQ31、DQ22、DQ27、DQ26、DQ22、DQ29
圖 6-1他勵(lì)直線DC電機(jī)機(jī)械特性測(cè)量的實(shí)驗(yàn)接線圖
按圖6-1接線，圖中M用編號(hào)為DQ09的直線DC并勵(lì)電機(jī)(接成他勵(lì)方法)，MG用編號(hào)為DQ19的校正直線DC測(cè)功機(jī)，直線DC電壓（V）表V1、V2的測(cè)量范圍為300V，直線DC電流（A）表A1、A3的測(cè)量范圍為200mA，A2、A4的測(cè)量范圍為5A。R1、R2、R3、及R4依不一樣的實(shí)驗(yàn)而選不一樣的阻值。
3、R2=0時(shí)電動(dòng)及回饋限限制動(dòng)作作狀態(tài)下的機(jī)械特性
(1) R1、R2分別選用DQ29的1800Ω和180Ω阻值，R3選用DQ27上4 只900Ω串聯(lián)共3600Ω阻值，R4 選用DQ27上1800Ω再加上DQ26上6只90Ω串聯(lián)共2350Ω阻值。
(2) R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置。開(kāi)關(guān)S1、S2選用DQ31箱式掛式模塊件上的對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)，并將S1合向1電源端，S2合向2'短接端(見(jiàn)圖6-1)。
(3) 開(kāi)機(jī)時(shí)需查驗(yàn)控制屏下方左、右兩邊的"勵(lì)磁電源"開(kāi)關(guān)及"電樞電源"開(kāi)關(guān)全部須在斷開(kāi)的位置，然后按次序先開(kāi)啟控制屏上的"電源總開(kāi)關(guān)"，再按下"開(kāi)"按鈕，隨后接通"勵(lì)磁電源"開(kāi)關(guān)，最后查驗(yàn)R2阻值確在最大位置時(shí)接通"電樞電源"開(kāi)關(guān)，使他勵(lì)直線DC電機(jī)M起動(dòng)運(yùn)行。調(diào)動(dòng)"電樞電源"電壓（V）為 220V；調(diào)動(dòng)R2阻值至零位置，調(diào)動(dòng)R3阻值，使電流（A）表A3為100mA。
(4) 調(diào)動(dòng)電機(jī)M的磁場(chǎng)調(diào)動(dòng)電阻R1阻值，和電機(jī)MG 的負(fù)載電阻R4阻值(先調(diào)動(dòng)DQ27上1800Ω阻值，調(diào)至最小后應(yīng)用實(shí)驗(yàn)連接線短接)。使電機(jī)M的n=nN=1500r/min，IN=If+Ia=1.1 A。此時(shí)他勵(lì)直線DC電機(jī)的勵(lì)磁電流（A）If為規(guī)格限定勵(lì)磁電流（A）IfN。保持U=UN=220V ，If=IfN，A3表為100mA。增大R4阻值，直至空載(拆掉開(kāi)關(guān)S2的2'上的短接線)，測(cè)取電機(jī)M在規(guī)格限定負(fù)載至空載界限的n、Ia，共取8-9組數(shù)值記錄于表6-1中。
(5) 在確定S2上短接線仍拆掉的現(xiàn)象下，把R4調(diào)至零值位置(其中DQ27上1800Ω阻值調(diào)至零值后用實(shí)驗(yàn)連接線短接)，再減小R3阻值，使MG的空載電壓（V）與電樞電源電壓（V）值接近相等 (在開(kāi)關(guān)S2兩端測(cè))，并而且極性相同，把開(kāi)關(guān)S2合向1'端。
(6) 保持電樞電源電壓（V）U=UN=220V，If=IfN，調(diào)動(dòng)R3阻值，使阻值多加，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度升高，當(dāng)A2表的電流（A）值為0A時(shí)，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為理想空載轉(zhuǎn)動(dòng)速度，繼續(xù)多加R3阻值，使電機(jī)進(jìn)入第二象限回饋限限制動(dòng)作作狀態(tài)運(yùn)行直至轉(zhuǎn)動(dòng)速度約為1800 r/min，測(cè)取M的n、Ia。共取8～9組數(shù)值記錄于表6-2中。
(7) 停機(jī)（先關(guān)斷"電樞電源"開(kāi)關(guān)，再關(guān)斷"勵(lì)磁電源"開(kāi)關(guān)， 并將開(kāi)關(guān)S2合向到2'端）。
表6-1 UN=220V IfN= mA
表6-2 UN=220V IfN= mA
3、R2=400Ω時(shí)的電動(dòng)運(yùn)行及反接限限制動(dòng)作作狀態(tài)下的機(jī)械特性
(1) 在保證斷電條件下，改接圖6-1，R1阻值不變，R2用DQ27的900Ω與900Ω并聯(lián)并用萬(wàn)用表調(diào)定在400Ω，R3用DQ29的180Ω阻值，R4用DQ27上1800Ω阻值加上DQ26上6只90Ω電阻串聯(lián)共2340Ω阻值。
(2) S1合向1端，S2合向2'端( 短接線仍拆掉)，把電機(jī)MG電樞的二個(gè)插頭對(duì)調(diào)，R1 、R3置最小值，R2置400Ω阻值， R4置最大值。
(3) 先接通"勵(lì)磁電源"，再接通"電樞電源"，使電機(jī)M 起動(dòng)運(yùn)行，在S2兩端測(cè)量測(cè)功機(jī)MG的空載電壓（V）是否和"電樞電源"的電壓（V）極性相反，若極性相反，查驗(yàn)R4阻值確在最大位置時(shí)可把S2合向1'端。
(4) 保持電機(jī)的"電樞電源"電壓（V）U=UN=220V，If=IfN不變， 逐漸減小R4阻值（先減小DQ29上1800Ω阻值，調(diào)至零值后用實(shí)驗(yàn)連接線短接），使電機(jī)減慢速度直至為零。繼續(xù)減小R4阻值，使電機(jī)進(jìn)入"反向"旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度在反方向上逐漸上升，此時(shí)電機(jī)作業(yè)于電勢(shì)反接限限制動(dòng)作作狀態(tài)運(yùn)行，直至電機(jī)M的Ia=IaN，測(cè)取電機(jī)在1、4象限的n、Ia共取12～13 組數(shù)值記錄于表6-3中。
(5) 停機(jī)( 必須記住先關(guān)斷"電樞電源"而后關(guān)斷"勵(lì)磁電源"的次序，并隨手將S2合向到2'端)。
表6-3 UN=220V IfN= mA R2=400Ω
4、能耗限限制動(dòng)作作狀態(tài)下的機(jī)械特性
(1) 圖6-1中，R1阻值不變，R2用DQ29的180Ω固定阻值，R3用DQ27的1800Ω可調(diào)電阻，R4阻值不變。
(2) S1合向2短接端，R1置最大位置，R3置最小值位置，R4調(diào)定180Ω阻值，S2合向1'端。
(3) 先接通"勵(lì)磁電源"，再接通"電樞電源"，使校正直線DC測(cè)功機(jī)MG起動(dòng)運(yùn)行，調(diào)動(dòng)"電樞電源"電壓（V）為220V，調(diào)動(dòng)R1使電機(jī)M的If=IfN，調(diào)動(dòng)R3使電機(jī)MG勵(lì)磁電流（A）為100mA，先減少R4阻值使電機(jī)M的能耗限限制動(dòng)作作電流（A） Ia=0.8IaN, 然后逐次多加R4阻值，其間測(cè)取M的Ia、n共取8-9組數(shù)值記錄于表6-4中。
(4) 把R2調(diào)定在90Ω阻值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)實(shí)操步驟(2)、(3)，測(cè)取M的Ia、n共取5-7組數(shù)值記錄于表6-5中。
當(dāng)忽略不變損耗時(shí)，可近似認(rèn)為電機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩等于電機(jī)的電
磁轉(zhuǎn)矩T=CMΦIa，他勵(lì)電機(jī)在磁通Φ不變的現(xiàn)象下，其機(jī)械特性可以由彎彎曲線n＝f(Ia)來(lái)描述。
表6-4 R2=180Ω IfN= mA
表6-5 R2=90Ω IfN= mA
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
按照實(shí)驗(yàn)數(shù)值，測(cè)繪制作他勵(lì)直線DC電機(jī)運(yùn)行在第一、第二、第四象限的電動(dòng)和限限制動(dòng)作作狀態(tài)及能耗限限制動(dòng)作作狀態(tài)下的機(jī)械特性n=f(Ia)(用同一座標(biāo)紙繪出)。
六、思考題
1、回饋限限制動(dòng)作作實(shí)驗(yàn)中，如何判別電機(jī)運(yùn)行在理想空載點(diǎn)？
2、直線DC電機(jī)從第一象限運(yùn)行到第二象限轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向不變，試問(wèn)電磁轉(zhuǎn)矩的方向是否也不變？為什么？
3、直線DC電機(jī)從第一象限運(yùn)行到第四象限，其轉(zhuǎn)向反了，而電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，為什么？作為負(fù)載的MG，從第一象限到第四象限其電磁轉(zhuǎn)矩方向是否改變？為什么？
常見(jiàn)問(wèn)題：
1、如果我要購(gòu)買(mǎi)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)，是否有安裝、培訓(xùn)服務(wù)呢？
答：我們的設(shè)備如果沒(méi)有特別注明“不含安裝”“裸機(jī)價(jià)”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓(xùn)服務(wù)的。
2、你們的直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)是否能開(kāi)增值稅專用發(fā)票？
答：可以的，我們是正規(guī)企業(yè)，并且已經(jīng)升級(jí)到一般納稅人，可以開(kāi)具增值稅專用發(fā)票，如果您需要開(kāi)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)的發(fā)票，您需要提供開(kāi)票資料。
3、你們的直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)都是自己生產(chǎn)的嗎？都有什么產(chǎn)品資質(zhì)？
答：我們公司是專業(yè)生產(chǎn)教學(xué)設(shè)備的企業(yè)，完全自主生產(chǎn)，并通過(guò)了最新版ISO9001認(rèn)證，擁有多項(xiàng)專利與著作權(quán)。
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