電機實驗指導書2019級

2022-06-22 22:05:33 字數 4930 閱讀 6312

實驗一認識實驗

一、實驗學時:3學時

二、實驗型別:驗證性

三、開出要求:必修

四、實驗目的:

1.學習電機實驗的基本要求與安全操作注意事項。

2.認識在直流電機實驗中所用的電機、儀表、變阻器等元件及使用方法。

3.熟悉他勵電動機(即並勵電動機按他勵方式)的接線、起動、改變電機方向與調速的方法。

五、預習要點

1.如何正確選擇使用儀器儀表。特別是電壓表、電流表的量程。

2.直流他勵電動機起動時,為什麼在電樞迴路中需要串聯起動變阻器?不連線會產生什麼嚴重後果?

3.直流電動機起動時,勵磁迴路連線的磁場變阻器應調至什麼位置?為什麼?若勵磁迴路斷開造成失磁時,會產生什麼嚴重後果?

4.直流電動機調速及改變轉向的方法。

六、實驗內容

1.瞭解mel系列電機系統教學實驗臺中的直流穩壓電源、渦流測功機、變阻器、多量程直流電壓表、電流表、毫安表及直流電動機的使用方法。

2.直流他勵電動機的起動,調速及改變轉向。

七、實驗裝置及儀器

1.mel系列電機系統教學實驗臺主控制屏(mel-i、mel-iia、b)

2.電機導軌及測功機、轉速轉矩測量(mel-13)或電機導軌及校正直流發電機

3.直流並勵電動機m03

4.220v直流可調穩壓電源(位於實驗臺主控制屏的下部)

5.電機起動箱(mel-09)。

6.直流電壓、毫安、安培表(mel-06)。

八、實驗步驟

1.由實驗指導人員講解電機實驗的基本要求,實驗臺各面板的佈置及使用方法,注意事項。

2.在控制屏上按次序懸掛mel-13、mel-09元件,並檢查mel-13和渦流測功機的連線。

3.直流儀表、轉速錶和變阻器的選擇。

直流儀表、轉速錶量程是根據電機的額定值和實驗中可能達到的最大值來選擇,變阻器根據實驗要求來選用,並按電流的大小選擇串聯,並聯或串並聯的接法。

(1)電壓量程的選擇

如測量電動機兩端為220v的直流電壓,選用直流電壓表為300v量程檔。

(2)電流量程的選擇。

因為直流並勵電動機的額定電流為1.1a,測量電樞電流的電錶可選用2a量程檔,額定勵磁電流小於0.16a,測量勵磁電流的毫安表選用200ma量程檔。

(3)電機額定轉速為1600r/min,若採用指標表和測速發電機,則選用1800r/min量程檔。若採用光電編碼器,則不需要量程選擇。

(4)變阻器的選擇

變阻器選用的原則是根據實驗中所需的阻值和流過變阻器最大的電流來確定。在本實驗中,電樞迴路調節電阻選用mel-09元件的100ω/1.22a電阻,磁場迴路調節選用mel-09的3000ω/200ma可調電阻。

4.直流電動機的起動

r1:電樞調節電阻(mel-09)

rf:磁場調節電阻(mel-09)

m:直流並勵電動機m03:

g:渦流測功機

is:電流源,位於mel-13,由“轉矩設定”電位器進行調節。實驗開始時,將mel-13“轉速控制”和“轉矩控制”選擇開關板向“轉矩控制”,“轉矩設定”電位器逆時針旋到底。

u1:可調直流穩壓電源

u2:直流電機勵磁電源

v1:可調直流穩壓電源自帶電壓表

v2:直流電壓表,量程為300v檔,位於mel-06

a:可調直流穩壓電源自帶電流表

ma:毫安表,位於直流電機勵磁電源部。

(1)按圖1-2接線,檢查m、g之間是否用聯軸器聯接好,電機導軌和mel-13的連線線是否接好,電動機勵磁迴路接線是否牢靠,儀表的量程,極性是否正確選擇。

(2)將電機電樞調節電阻r1調至最大,磁場調節電阻調至最小,轉矩設定電位器(位於mel-13)逆時針調到底。

(3)開啟控制屏的總電源控制鑰匙開關至“開”位置,按次序按下綠色“閉合”按鈕開關,開啟勵磁電源船形開關和可調直流電源船形開關,按下復位按鈕,此時,直流電源的綠色工作發光二極體亮,指示直流電壓已建立,旋轉電壓調節電位器,使可調直流穩壓電源輸出220v電壓。

(4)減小r1電阻至最小。

5.調節他勵電動機的轉速。

(1)分別改變串入電動機m電樞迴路的調節電阻r1和勵磁迴路的調節電阻rf

(2)調節轉矩設定電位器,注意轉矩不要超過以上兩種情況可分別觀察轉速變化情況

6.改變電動機的轉向

將電樞迴路調節電阻r1調至最大值,“轉矩設定”電位器逆時針調到零,先斷開可調直流電源的船形開關,再斷開勵磁電源的開關,使他勵電動機停機,將電樞或勵磁迴路的兩端接線對調後,再按前述起動電機,觀察電動機的轉向及轉速錶的讀數。

九、注意事項

1.直流他勵電動機起動時,須將勵磁迴路串聯的電阻rf調到最小,先接通勵磁電源,使勵磁電流最大,同時必須將電樞串聯起動電阻r1調至最大,然後方可接通電源,使電動機正常起動,起動後,將起動電阻r1調至最小,使電機正常工作。

2.直流他勵電機停機時,必須先切斷電樞電源,然後斷開勵磁電源。同時,必須將電樞串聯電阻r1調回最大值,勵磁迴路串聯的電阻rf調到最小值,給下次起動作好準備。

3.測量前注意儀表的量程及極性,接法。

十、實驗報告

1.畫出直流並勵電動機電樞串電阻起動的接線圖。說明電動機起動時,起動電阻r1 和磁場調節電阻rf 應調到什麼位置?為什麼?

2.增大電樞迴路的調節電阻,電機的轉速如何變化?增大勵磁迴路的調節電阻,轉速又如何變化?

3.用什麼方法可以改變直流電動機的轉向?

4.為什麼要求直流並勵電動機磁場迴路的接線要牢靠?

實驗二直流並勵電動機

一、實驗學時:3學時

二、實驗型別:驗證性

三、開出要求:必修

四、實驗目的:

1.掌握用實驗方法測取直流並勵電動機的工作特性和機械特性。

2.掌握直流並勵電動機的調速方法。

五、預習要點

1.什麼是直流電動機的工作特性和機械特性?

2.直流電動機調速原理是什麼?

六、實驗內容

1.工作特性和機械特性

保持u=un 和if =ifn 不變,測取n、t2 、n=f(ia)及n=f(t2)。

2.調速特性

(1)改變電樞電壓調速

保持u=un 、if=ifn =常數,t2 =常數,測取n=f(ua)。

(2)改變勵磁電流調速

保持u=un,t2 =常數,r1 =0,測取n=f(if)。

七、實驗裝置及儀器

1.mel系列電機教學實驗臺的主控制屏(mel-i、mel-iia、b)。

2.電機導軌及渦流測功機、轉矩轉速測量(mel-13)或電機導軌及編碼器、轉速錶。

3.可調直流穩壓電源(含直流電壓、電流、毫安表)

4.直流電壓、毫安、安培表(mel-06)。

5.直流並勵電動機。

6.波形測試及開關板(mel-05)。

7.三相可調電阻900ω(mel-03)。

八、實驗步驟

1.並勵電動機的工作特性和機械特性。

實驗線路如圖1-6所示

u1:可調直流穩壓電源

r1、rf:電樞調節電阻和磁場調節電阻,位於mel-09。

ma、a、v2:直流毫安、電流、電壓表(mel-06)

g:渦流測功機

is:渦流測功機勵磁電流調節,位於mel-13。

a.將r1調至最大,rf調至最小,毫安表量程為200ma,電流表量程為2a檔,電壓表量程為300v檔,檢查渦流測功機與mel-13是否相連,將mel-13“轉速控制”和“轉矩控制”選擇開關板向“轉矩控制”,“轉矩設定”電位器逆時針旋到底,開啟船形開關,按實驗一方法起動直流電源,使電機旋轉,並調整電機的旋轉方向,使電機正轉。

b.直流電機正常起動後,將電樞串聯電阻r1調至零,調節直流可調穩壓電源的輸出至220v,再分別調節磁場調節電阻rf和“轉矩設定”電位器,使電動機達到額定值:u=un=220v,ia=in,n=nn=1600r/min,此時直流電機的勵磁電流if=ifn(額定勵磁電流)。

c.保持u=un,if=ifn不變的條件下,逐次減小電動機的負載,即逆時針調節“轉矩設定”電位器,測取電動機電樞電流ia、轉速n和轉矩t2,共取資料7-8組填入表1-8中。

表1-8u=un=220v if=ifn= a

2.調速特性

(1)改變電樞端電壓的調速

a.按上述方法起動直流電機後,將電阻r1調至零,並同時調節負載,電樞電壓和磁場調節電阻rf,使電機的u=un,ia=0.5in,if=ifn,記錄此時的t2=

b.保持t2不變,if=ifn不變,逐次增加r1的阻值,即降低電樞兩端的電壓ua,r1從零調至最大值,每次測取電動機的端電壓ua,轉速n和電樞電流ia,共取7-8組資料填入表1-9中。

表1-9if=ifn= a,t2=

(2)改變勵磁電流的調速

a.直流電動機起動後,將電樞調節電阻和磁場調節電阻rf調至零,調節可調直流電源的輸出為220v,調節“轉矩設定”電位器,使電動機的u=un,ia=0.5in,記錄此時的t2=

b.保持t2和u=un不變,逐次增加磁場電阻rf阻值,直至n=1.3nn,每次測取電動機的n、if和ia,共取7-8組資料填寫入表1-10中。

表1-10u=un=220v,

九、實驗報告

1.繪出並勵電動機調速特性曲線n=f(ua)和n=f(if)。分析在恆轉矩負載時兩種調速的電樞電流變化規律以及兩種調速方法的優缺點。

十、思考題

1.並勵電動機的速率特性n=f(ia)為什麼是略微下降?是否會出現上翹現象?為什麼?上翹的速率特性對電動機執行有何影響?

2.當電動機的負載轉矩和勵磁電流不變時,減小電樞端壓,為什麼會引起電動機轉速降低?

3.當電動機的負載轉矩和電樞端電壓不變時,減小勵磁電流會引起轉速的升高,為什麼?

4.並勵電動機在負載執行中,當磁場迴路斷線時是否一定會出現“飛速”?為什麼?

實驗三直流發電機

一、實驗學時:3學時

二、實驗型別:驗證性

三、開出要求:必修

四、實驗目的:

1.掌握用實驗方法測定直流發電機的執行特性,並根據所測得的執行特性評定該被試電機的有關效能。

2.通過實驗觀察並勵發電機的自勵過程和自勵條件。