一、實訓目的
1、掌握用實訓方法測取直流他勵電動機的空載特性、工作特性和機械特性。
2、掌握直流他勵電動機的調(diào)速方法。
二、預習要點
1、什么是直流電動機的工作特性和機械特性？
2、直流電動機調(diào)速原理是什么？
三、實訓項目
1、空載試驗
保持If=IfN不變，測取n、Ia=f（Ua）。
2、工作特性和固有機械特性
保持U=UN和If=IfN不變，測取n、T2、η=f（P2）、n=f（T2）。
3、人為機械特性
（1）改變電樞電壓調(diào)速
保持If=IfN=常數(shù)，T2=常數(shù)，測取n=f（Ua）。
（2）電樞繞組串電阻調(diào)速
保持U=UN、If=IfN=常數(shù)，T2=常數(shù)，測取n=f（Ua）。
（3）改變勵磁電流調(diào)速
保持U=UN，T2=常數(shù)，測取n=f（If）。
四、實訓方法
1、實訓設(shè)備
| 序號 | 型 號 | 名 稱 | 數(shù) 量 |
| 1 | DQ03-1 | 導軌、光電測速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表 | 1臺 |
| 2 | DQ19 | 校正直流測功機 | 1臺 |
| 3 | DQ09 | 直流并（他）勵電動機 | 1臺 |
| 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 | 1件 |
2、屏上掛件排列順序
DQ22、DQ27、DQ22、DQ29
3、空載試驗
圖2-3 直流他勵電動機空載試驗接線圖
（1）按圖2-3接線。圖中直流他勵電動機M用DQ09，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.1A,額定轉(zhuǎn)速nN=1500r/min,額定勵磁電流IfN＜0.13A。直流電流表選用DQ22。Rf1用DQ29的1800Ω阻值作為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。R1選用DQ29的180Ω阻值作為直流他勵電動機的起動電阻。
（2）將直流電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大值，接通勵磁電源開關(guān)、電樞電源開關(guān)使其起動，其旋轉(zhuǎn)方向應符合轉(zhuǎn)速表正向旋轉(zhuǎn)的要求。
（3）M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零，調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V，再調(diào)節(jié)電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使電動機M的勵磁電流If為額定勵磁電流IfN（額定勵磁電流IfN值從下面他勵電動機的工作特性和機械特性實訓中取得）。
（4）保持If=IfN不變，逐次減小電樞電源。測取電動機電樞空載電流Ia，轉(zhuǎn)速n與電樞兩端的電壓Ua。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-7中。
表2－7 If=IfN= mA
| Ua（V） | ||||||||||
| Ia（A） | ||||||||||
| n（r/min） |
（1）按圖2-4接線。圖中直流他勵電動機M用DQ09，其額定功率PN=185W，額定電壓UN=220V，額定電流IN=1.1A,額定轉(zhuǎn)速nN=1500r/min,額定勵磁電流IfN＜0.13A。校正直流測功機MG作為測功機使用，RE為光電測速系統(tǒng)。直流電流表選用DQ22。Rf1用DQ29的1800Ω阻值作為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。Rf2選用DQ27的1800Ω阻值的變阻器作為MG勵磁回路串接的電阻。R1選用DQ29的180Ω阻值作為直流他勵電動機的起動電阻，R2選用DQ27上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值作為MG的負載電阻。S選用DQ31C。接好線后，檢查M、MG及RE之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。
圖2-4 直流他勵電動機接線圖
（2）將直流電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至最小值，電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大值，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，接通控制屏下邊右方的勵磁電源開關(guān)、電樞電源開關(guān)使其起動，其旋轉(zhuǎn)方向應符合轉(zhuǎn)速表正向旋轉(zhuǎn)的要求。
（3）M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零，調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V，調(diào)節(jié)Rf2使校正直流測功機的勵磁電流If2為校正值（100 mA），再調(diào)節(jié)其負載電阻R2和電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1，使電動機達到額定值：U＝UN，I＝IN（注：IN＝IfN+Ia），n＝nN。此時M的勵磁電流If即為額定勵磁電流IfN。
（4）保持U＝UN，If=IfN，If2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載。測取電動機電樞輸入電流Ia，轉(zhuǎn)速n和校正電機的負載電流IF（由校正曲線查出電動機輸出對應轉(zhuǎn)矩T2）。共取數(shù)據(jù)9-10組，記錄于表2-8中。
表2－8 U＝UN＝ V If=IfN= mA If2=100 mA
|
實 驗 數(shù) 據(jù) |
Ia（A） | ||||||||||
| n（r/min） | |||||||||||
| IF（A） | |||||||||||
| T2（N·m） | |||||||||||
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計 算 數(shù) 據(jù) |
P2（W） | ||||||||||
| P1（W） | |||||||||||
| η（％） | |||||||||||
| Δn（％） | |||||||||||
（1）改變電樞電壓調(diào)速
1）直流電動機M運行后，將電阻R1調(diào)至零，If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1，使M的U=UN，Ia=0.5IN，If＝IfN，記下此時MG的IF值。
2）保持此時的IF值（即T2值）和If＝IfN不變，逐次減小電樞電源U，從而降低電樞兩端的電壓Ua，使U從UN逐漸減小，每次測取電動機的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。
3）共取數(shù)據(jù)5-9組，記錄于表2-9中
表2－9 If＝IfN＝ mA IF= A(T2＝ N·m) If2=100mA
| Ua（V） | |||||||||
| n（r/min） | |||||||||
| Ia（A） |
1）直流電動機M運行后，將電阻R1調(diào)至零，If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1，使M的U=UN，Ia=0.5IN，If＝IfN，記下此時MG的IF值。
2）保持此時的IF值（即T2值）和If＝IfN不變，逐次增加R1的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R1從零調(diào)至最大值，每次測取電動機的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。
3）共取數(shù)據(jù)5-9組，記錄于表2-10中
表2－10 If＝IfN＝ mA IF= A(T2＝ N·m) If2=100mA
| Ua（V） | |||||||||
| n（r/min） | |||||||||
| Ia（A） |
1）直流電動機運行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至零，將MG的磁場調(diào)節(jié)電阻If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=UN，Ia＝0.5IN，記下此時的IF值。
2）保持此時MG的IF值（T2值）和M的U＝UN不變，逐次增加磁場電阻Rf1阻值：直至n＝1.3nN，每次測取電動機的n、If和Ia。共取7－8組記錄于表2－11中。
表2－11 U＝UN＝ V IF= A(T2＝ N·m) If2= 100mA
| n（r/min） | ||||||||
| If（mA） | ||||||||
| Ia（A） |
五、實訓報告
1、由表2-8計算出P2和η，并給出n、T2、η＝f（P2）及n＝f（T2）的特性曲線。
電動機輸出功率： P2＝0.105nT2
式中輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N.m（由If2及IF值，從校正曲線T2=f（IF）查得），轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。
電動機輸入功率： P1=UI
輸入電流： I=Ia+IfN
電動機效率： 
由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率： ，其中n0為空載轉(zhuǎn)速。
2、繪出并勵電動機人為特性曲線n＝f（Ua）和n=f（If）。分析三種調(diào)速方法的優(yōu)缺點。
六、思考題
1、并勵電動機的速率特性n＝f（Ia）為什么是略微下降？是否會出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對電動機運行有何影響？
2、當電動機的負載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變時，減小電樞端電壓，為什么會引起電動機轉(zhuǎn)速降低？
3、當電動機的負載轉(zhuǎn)矩和電樞端電壓不變時，減小勵磁電流會引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？
4、并勵電動機在負載運行中，當磁場回路斷線時是否一定會出現(xiàn)“飛車”？為什么？