實(shí)驗(yàn)二直流發(fā)電機(jī)

1、實(shí)驗(yàn)二 直流發(fā)電機(jī)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸?、掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定直流發(fā)電機(jī)的各種運(yùn)行特性，并根據(jù)所測(cè)得的運(yùn)行特性評(píng)定該被測(cè)電機(jī)的有關(guān)性能。2、通過實(shí)驗(yàn)觀察并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)過程和自勵(lì)條件。二、 實(shí)驗(yàn)用品及設(shè)備1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)型 號(hào)名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測(cè)速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表1 臺(tái)2DJ23校正直流測(cè)功機(jī)1 臺(tái)3DJ13直流復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)1 臺(tái)4D31直流數(shù)字電壓、毫安、安培表2 件5D44可調(diào)電阻器、電容器1 件6D51波形測(cè)試及開關(guān)板1 件7D42三相可調(diào)電阻器1 件 2、屏上掛件排列順序D31、D44、D31、D42、D51三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1、他勵(lì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)（1）測(cè)空載特性 保持n=n

2、N使IL=0，測(cè)取U0=f（If）。（2）測(cè)外特性 保持n=nN使If=IfN ，測(cè)取U=f（IL）。（3）測(cè)調(diào)節(jié)特性 保持n=nN使U=UN，測(cè)取If=f（IL）。2、并勵(lì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)（1）觀察自勵(lì)過程（2）測(cè)外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù)，測(cè)取U=f（IL）。3、復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性 保持n=nN使Rf2常數(shù)，測(cè)取Uf（IL）。實(shí)驗(yàn)方法1、他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)按圖2-3接線。圖中直流發(fā)電機(jī)G選用DJ13，其額定值PN100W，UN200V，IN0.5A，nN1600r/min。校正直流測(cè)功機(jī)MG作為G的原動(dòng)機(jī)（按他勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線）。MG、G及TG由聯(lián)軸器直接連接。開關(guān)S選用D51組件

3、。Rf1選用D44的1800變阻器，Rf2 選用D42的900變阻器，并采用分壓器接法。R1選用D44的180變阻器。R2為發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻選用D42，采用串并聯(lián)接法（900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)），阻值為2250。當(dāng)負(fù)載電流大于0.4 A時(shí)用并聯(lián)部分，而將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇合適的量程。（1）測(cè)空載特性1）把發(fā)電機(jī)G的負(fù)載開關(guān)S打開，接通控制屏上的勵(lì)磁電源開關(guān)，將Rf2調(diào)至使G勵(lì)磁電流最小的位置。2）使MG電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左邊的勵(lì)磁電源開關(guān)，在觀察到MG的勵(lì)磁電流為最大的條件下，

4、再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)MG，其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。3）電動(dòng)機(jī)MG起動(dòng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，將MG電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至最小值 ，將MG的電樞電源電壓調(diào)為220V，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)額定值，并在以后整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。圖23直流他勵(lì)發(fā)電機(jī)接線圖4）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁分壓電阻Rf2，使發(fā)電機(jī)空載電壓達(dá)U01.2UN為止。5）在保持n=nN1600r/min條件下，從U01.2UN 開始，單方向調(diào)節(jié)分壓器電阻Rf2使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流逐次減小，每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的空載電壓U0和勵(lì)磁電流If，直至If0（此時(shí)測(cè)得的電壓即為電機(jī)的剩磁電壓）。6）

5、測(cè)取數(shù)據(jù)時(shí)U0UN和If0兩點(diǎn)必測(cè)，并在U0UN 附近測(cè)點(diǎn)應(yīng)較密。7）共測(cè)取78組數(shù)據(jù)，記錄于表2-2中表2-2 n=nN1600r/min IL=0U0（V）If（mA） （2）測(cè)外特性1）把發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻R2調(diào)到最大值，合上負(fù)載開關(guān)S。2）同時(shí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1，發(fā)電機(jī)的分壓電阻Rf2 和負(fù)載電阻R2使發(fā)電機(jī)的ILIN，UUN，n=nN，該點(diǎn)為發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行點(diǎn)，其勵(lì)磁電流稱為額定勵(lì)磁電流IfN，記錄該組數(shù)據(jù)。3）在保持n=nN和IfIfN 不變的條件下，逐次增加負(fù)載電阻R2，即減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流IL，從額定負(fù)載到空載運(yùn)行點(diǎn)范圍內(nèi)，每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL，直到空載（斷

6、開開關(guān)S，此時(shí)IL=0），共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-3中。表2-3 nnN r/min IfIfN mAU（V）IL（A）（3）測(cè)調(diào)整特性1）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的分壓電阻Rf2，保持n=nN，使發(fā)電機(jī)空載達(dá)額定電壓。2）在保持發(fā)電機(jī)n=nN條件下，合上負(fù)載開關(guān)S，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2，逐次增加發(fā)電機(jī)輸出電流IL，同時(shí)相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If，使發(fā)電機(jī)端電壓保持額定值UUN。3）從發(fā)電機(jī)的空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的輸出電流IL和勵(lì)磁電流If，共取5-6組數(shù)據(jù)記錄于表2-4中。表2-4 n=nN r/min UUN VIL（A）If（mA）2、并勵(lì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn) （1）觀察自勵(lì)過程1）先切斷電樞電

7、源，然后斷開勵(lì)磁電源使電機(jī)MG停機(jī)，同時(shí)將啟動(dòng)電阻調(diào)回最大值，磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻調(diào)到最小值為下次啟動(dòng)做好準(zhǔn)備。在斷電的條件下將發(fā)電機(jī)G的勵(lì)磁方式從他勵(lì)改為并勵(lì)，接線如圖2-4所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調(diào)至最大阻值，打開開關(guān)S。2）先接通勵(lì)磁電源，然后啟動(dòng)電樞電源，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=nN，用直流電壓表測(cè)量發(fā)電機(jī)是否有剩磁電壓，若無(wú)剩磁電壓，可將并勵(lì)繞組改接成他勵(lì)方式進(jìn)行充磁。3）合上開關(guān)S逐漸減小Rf2，觀察發(fā)電機(jī)電樞兩端的電壓，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵(lì)條件。如果不能自勵(lì)建立電壓，將勵(lì)磁回路的兩個(gè)插頭對(duì)調(diào)即可。4）對(duì)應(yīng)著一定的勵(lì)磁電阻，逐步降低發(fā)

8、電機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)電壓隨之下降，直至電壓不能建立，此時(shí)的轉(zhuǎn)速即為臨界轉(zhuǎn)速。（2）測(cè)外特性圖24直流并勵(lì)發(fā)電機(jī)接線圖1）按圖2-4接線。調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2到最大,合上負(fù)載開關(guān)S。2）調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1、發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf2和負(fù)載電阻R2，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出電壓和電流三者均達(dá)額定值，即n=nN，U=UN，IL=IN。記錄此時(shí)的勵(lì)磁電流If值，即為額定勵(lì)磁電流IfN。3）保持額定值時(shí)的Rf2阻值及n=nN不變，逐次減小負(fù)載，直至IL=0，從額定到空載運(yùn)行范圍內(nèi)每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL4）共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表2-5中。表2-5 nnN r/min Rf2=常值U（V）I

9、L（A）3、復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)（1）積復(fù)勵(lì)和差復(fù)勵(lì)的判別1）接線如圖2-5所示，Rf2選用D42的1800阻值。C1、C2為串勵(lì)繞組。2）合上開關(guān)S1將串勵(lì)繞組短接，使發(fā)電機(jī)處于并勵(lì)狀態(tài)運(yùn)行，按上述并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性試驗(yàn)方法，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電流IL=0.5IN3）打開短路開關(guān)S1,在保持發(fā)電機(jī)n, Rf2 和R2 不變的條件下,觀察發(fā)電機(jī)端電壓的變化,若此時(shí)電壓升高即為積復(fù)勵(lì),若電壓降低則為差復(fù)勵(lì)。4）如果想改變勵(lì)磁方式（積復(fù)勵(lì)、差復(fù)勵(lì)）只要對(duì)調(diào)串勵(lì)繞組接線插頭C1,C2即可。（2）積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性圖25直流復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)接線圖1）實(shí)驗(yàn)方法與測(cè)取并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性相同。先將發(fā)電機(jī)調(diào)到額定運(yùn)行點(diǎn)，n=

10、nN，U=UN，IL=IN。記錄此時(shí)的勵(lì)磁電流If值，即為額定勵(lì)磁電流IfN。2）保持此時(shí)的Rf2和n=nN不變，逐次減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流，直至IL=0。3）從額定負(fù)載到空載范圍內(nèi)，每次測(cè)取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL，共取6-7組數(shù)據(jù)，記錄于表2-6中。 表2-6 nnN r/min Rf2=常數(shù) U（V）IL（A）注意事項(xiàng)1、直流電動(dòng)機(jī)MG起動(dòng)時(shí)，要注意須將R1調(diào)到最大，Rf1調(diào)到最小，先接通勵(lì)磁電源，觀察到勵(lì)磁電流If1為最大后，再接通電樞電源，使MG起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。起動(dòng)完畢，應(yīng)將R1調(diào)到最小。2、做外特性時(shí)，當(dāng)電流超過0.4A時(shí),R2中串聯(lián)的電阻調(diào)至零并用導(dǎo)線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。四、 實(shí)驗(yàn)思考題1、根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出空載特性曲線,由空載特性曲線計(jì)算出被試電機(jī)的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分?jǐn)?shù)。2、在同一坐標(biāo)紙上繪出他勵(lì)、并勵(lì)和復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的三條外特性曲線。分別算出三