直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性
一、 实验目的
了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性
二、 预习要点
1、改变他励直流电动机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、电动及回馈制动状态下的机械特性 2、电动及反接制动状态下的机械特性 3、能耗制动状态下的机械特性
四、实验方法
2、屏上挂件排列顺序 D51
电枢电源图 6-1他励直流电动机机械特性测定的实验接线图
3、R 2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性
按图6-1接线，图中M 用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式) ，MG 用编号为DJ23的校正直流测功机，直流电压表V 1、V 2的量程为500V ，直流电流表A 1、A 3的量程为200mA ，A 2、A 4的量程为5A 。R 1选用R1上的1800Ω阻值，R 2选用R2上的180Ω阻值，R 3选用R3上1800Ω电阻加R4上的180Ω共1980Ω阻值，R 4选用R5上的1800Ω加上R 上的650Ω共2450Ω。开关S1、S2选用D51上的双刀双掷开关。
(1) R 1阻值置最小位置，R 2、R 3及R 4阻值置最大位置。开关S 1、S 2选用D51挂箱上的对应开关，并将S 1合向1电源端，S 2合向2' 短接端(见图6-1) 。
(2) 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“启动”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查R 2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M 起动运转。调节“电枢电源”电压为 220V ；调节R 2阻值至零位置，调节R 3阻值，使电流表A 3为100mA 。
(3) 调节电动机M 的磁场调节电阻R 1阻值，和电机MG 的负载电阻R 4阻值(先调节R5上1800Ω阻值，调至最小后应用导线短接) 。使电动机M 的n=nN =1600r/min，I N =If +Ia =1.2A。此时他励直流电动机的励磁电流I f 为额定励磁电流I fN 。保持U=UN =220V ，I f =IfN , 校正直流测功机的励磁电流为校正值100mA 。增大R4阻值，直至空载(将开关S2 拨至中间位置), 测取电动机M 在额定负载至空载范围的n 、Ia 数据。共取8-9组数据记录于表6-1中。 (4)在确定S 2处于中间位置的情况下，把R 4调至零值位置(其中R5上1800Ω阻值调至零值后用导线短接) ，再减小R 3阻值，使MG 的空载电压与电枢电源电压值接近相等 (在开关S 2两端测) ，并且极性相同，把开关S 2合向1' 端。
(5)保持电枢电源电压U=UN =220V，I f =IfN ，调节R 3阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当A 2表的电流值为0A 时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R 3阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900 r/min，测取M 的n 、I a 。共取18组数据记录于表 6-2中。
(6) 停机（先关断“电枢电源”开关，再关断“励磁电源”开关， 并将开关S 2合向到2' 端）。
3、R 2=300Ω时的电动运行及反接制动状态下的机械特性
(1) 在确保断电条件下，R1保持不变，R2用R 上的650Ω电阻并用万用表调定在300Ω，R3选用R2上的180Ω电阻，R4选用R6上的1800Ω电阻加R4
和R6上的四个90Ω电阻串联共2160Ω电阻
(2) S1合向1端，S 2合向中间位置，把电机MG 电枢的二个插头对调，R 1调至最小值，R 3调至最大。R 4置最大值。
(3) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使电动机M 起动运转，在S 2两端测量测功机MG 的空载电压是否和“电枢电源”的电压极性相反，若极性相反，检查R 4阻值确在最大位置时可把S 2合向1' 端。
(4) 保持电动机的“电枢电源”电压U=UN =220V，I f =IfN 不变， 逐渐减小R 4阻值（先减小R5上1800Ω阻值，调至零值后用导线短接），使电机减速直至为零。把转速表的正、反开关打在反向位置，继续减小R 4阻值，使电动机进入“反向”旋转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机工作于电势反接制动状态运行，直至电动机M 的I a =IaN ，测取电动机在1、4象限的n 、I a 共取12组数据记录于表6-3中。
(5) 停机( 必须记住先关断“电枢电源”而后关断“励磁电源”的次序，并随手将S 2合向到2' 端) 。
4、能耗制动状态下的机械特性
(1) 图6-1中， S 1合向2短接端，S 2合向1' 端，电机MG 电枢两个插头换过来。R1电阻不变并置最大位置，R2用R2上的180Ω电阻，R3选用R3上的1800Ω阻值并调最小，R4选用R5上的1800Ω电阻加R4和R6上的四个90Ω串联共2450Ω并调180Ω。 (2) 先接通“励磁电源”，再接通“电枢电源”，使校正直流测功机MG 起动运转，调节“电枢电源”电压为220V ，调节R 1使电动机M 的I f =IfN ，先减少R 4阻值或增加R3阻值使电机M 的能耗制动电流 I a =0.8IaN , 然后逐次增加R 4阻值，其间测取M 的I a 、n 共取8-9组数据记录于表6-4中。
(3) 把R 2调定在90Ω阻值，重复上述实验操作步骤(2)、(3)，测取M 的I a 、n 共取5-7组数据记录于表6-5中。
五、实验报告
根据实验数据，绘制他励直流电动机运行在第一、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性n=f(Ia ) 。
六、思考题
1、回馈制动实验中，如何判别电动机运行在理想空载点？
2
、直流电动机从第一象限运行到第二象限转子旋转方向不变，试问电磁转矩的方向是
否也不变？为什么？
3、直流电动机从第一象限运行到第四象限，其转向反了，而电磁转矩方向不变，为什么？作为负载的MG ，从第一象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变？为什么？