电机实验 答案

实验一直流发电机的工作特性

一实验目的

1观察并励直流发电机的自励过程及自励条件。

2测定并励及他励直流发电机运行的负载外特性曲线。

3观察直流发电机的剩磁（无励磁）发电。

二预习要点

1什么是发电机的运行外特性？如何测定？

2并励直流发电机不能自励发电时该如何处理？

3如何保持直流发电机的转速不变？

4直流发电机的他励运行与并励运行差异何在？为什么？

5认真阅读附录部分关于实验台的使用说明。

三实验设备

1 原动机为直流电动机M03一台：

U N 220V，I N 1.1A, P N 185W，n N 1600rpm

2 直流发电机为M01一台：

U N 200V，I N 0.5A, P N 100W，n N 1600rpm

3 直流电流表三台（500mA、2A、2A各一台）

4 直流电压表一台

5 MEL－03可变电阻箱（900Ω×6）及转速表（MEL－09）各一台

6 直流励磁电源、可调直流电源各一台

四实验项目

1 并励发电机

A 实验线路

图1-1 并励发电机

（1）可调直流源经电枢电流测量表A1向直流电动机M03的电枢供电（V0内接）。

（2）直流励磁电源经励磁电流测量表A2向直流电机的励磁线圈F1，F2供电。

（3）直流发电机M01输出端接300V档电压表，负载回路串直流电流表2A档。

（4）直流发电机的励磁线圈F1，F2并联到发电机的电枢端。

（5）R L由3组900Ω可变电阻并联后串联（见附录），总阻值0～1350Ω可调。

接线要求：必须保证在操作过程中带电导线的金属部分不裸露在外。

完成接线后，检查各旋钮的初始位置：

可调直流电源输出最小（调节旋钮逆时针旋到底），而R L在最大位置（3个调节旋钮都逆时针旋到底）；直流励磁电源开关置“0N”，可调直流电源开关置“0N”；

必须经指导教师检查认可，才能通电。

B 实验系统的启动及调试

（1）接通总电源后，先检查直流电动机的励磁电流测量表A2，必须要有100mA左右的电流指示，才能按复位键启动电机，否则禁止启动电动机，直到励磁电流正常。

（2）渐升电动机转速，发电机端的电压表和电流表应有逐渐再大的读数，则表明发电成功，可将电动机升速到1600rpm。

（3）如果渐升电动机转速，发电机端的电压表和电流表的读数不变化，则表明发电机不能发电，则将可调直流电源恢复到最低后关断，待改接发电机励磁接线后再开。

（4）若励磁端对换后发电机仍不能发电，则要先充磁。方法如下：

a)先将可调直流电源降到最小，然后关断。

b)再将直流励磁电源关断。

c)将发电机与电动机的励磁线圈F1，F2并联（见图1-2，不管如何并联法）。

d)开启直流电源总开关，开启励磁电源，励磁电流测量表A2应有200mA左右的电流指示，片刻后关断两个开关。

e)将发电机的励磁线圈F1，F2重新并联到发电机G的电枢F1，F2端。

f)按以上步骤重新启动电动机。

图1-2 发电机充磁

C 并励直流发电机的运行外特性U=f（I）测定（n=1600rpm保持恒定）

表1-1 数据记录：（n=1600rpm保持恒定）

U(V) 243 238 234 231 227 218

I(A) I min= （R L最大) 0.25 0.30 0.35 0.40 0.50

注意：随发电机输出功率增大，必然造成电动机的转速跌落，要不断将转速调整到n=1600rpm（增大电动机的电枢端电压）。

2他励直流发电机外特性U=f（I）测定（n=1600rpm保持恒定）

把发电机的励磁绕组（见右侧的F1、F2）也接到直流励磁电源，其余不变。

图1-3 他励发电机

所有旋钮重新置初始位置后启动电动机，操作方法同上。

表1-2 数据记录：（n=1600rpm保持恒定）

U(V) 244 240 238 236 233 231

I(A) I min(R L最大) 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45

3 观察直流发电机的剩磁（无励磁）发电

关闭所有直流电源后，将直流发电机的励磁线圈F1、F2从励磁直流电源处断开（无励磁），并使发电机空载（且断开R L回路）。

图1-4 剩磁发电

所有旋钮重新置初始位置后启动电动机。

观察发电机输出端的电压表是否有电压指示值：若有则剩磁发电成功，否则不成功。

表1-3 数据记录：

n(rpm) 1600

U(V) 19

五实验报告

1画出实验时电气线路图。

2写出实验操作步骤（上电前的准备工作和上电后的操作步骤及注意事项）。

3实验原始数据记录。

4在同座标上画出直流发电机并励和他励运行时的外特性。

5

6回答问题

（1）并励发电机不能发电的原因有哪些？实验中如何解决？

答：可能是发电机失磁或是励磁绕组接到电枢的记性不正确。解决方法是改变发电机励磁接线，若励磁端兑换后发电机仍不能发电，可采用充磁的方法。

（2）在电动机—发电机组成的机组中，当发电机负载增加时，机组的转速会发生什么变化？如何处理？为什么？

答：转速会降低。因为发电机负载增加时，电流随之增加发电机的输出功率增加，短时的输出功率增加会造成转速下降，应增加电动机的电枢端电压，从而使转速上升到1600rpm。

（3）简述发电机并励运行与他励运行时外特性曲线的异同。

答：（1）相同，当负载增加时，磁通减小，相应的电动势下降，电枢电阻压降和电刷接触压降均增大。（2）不同：并励发电机中，端电压下降时，历次电流减小，引起磁通及电动势进一步减小。因此并励发电机的外特性比他励电动机好。

（4）直流发电机的剩磁发电是否一定能实现，为什么？

答：不一定，因为励磁发电必须满足两个条件：励磁绕组并接到电枢的极性必须正确，且Rf

（5）发电机是否可能发生电枢端有电压，但额定转速下离额定电压甚远？为何？

答：有可能。估计是励磁回路未接通，使发电机处于剩磁发电状态。如果在励磁回路传入电流表就可能发现问题的症结。

心得体会：通过本次试验我对滞留发电机的工作特性有了更进一步的了解。实验前的预习准备对实验的顺利与否非常重要，理论与实践的结合也是关键。

实验二单相变压器的参数测定

一实验目的

1通过变压器的空载和短路试验测定变压器的变比和参数

2通过负载试验测定变压器的运行特性、电压调整率、变压器的效率η等

二预习要点

1变压器的空载和短路试验有什么特点? 电源电压一般加在哪一方较合适？

2在空载和短路试验中，各仪表如何排序才能使测量误差最小？

3如何用实验方法测定变压器的铁耗、铜损和电压调整率？

三实验设备

1 单相变压器一台（U1N 220V，I1N 0.35A ；U2N 55V，I2N 1.4A）

2 可调交流电源一台

3 交流电压表、交流电流表、功率表各一台、可变电阻箱一台（MEL－04）。

四实验项目

1空载试验测取空载特性U0=f（I0），P0=f（U0）

电源加在变压器低压侧，额定电压55V。电压表V应可随时改变测量点。

图2-1 空载试验

通电前必须使三相调压器输出为零。且数字表的显示会滞后，所以操作要慢一些。A表接在W表及V表之后，是因为变压器空载电流较小，避免将电压表线圈的电流或功率表电压表线圈的电流计入电流表，造成较大测量误差。

表2-1 记录数据（电压不必精确地为某一值，接近即可）：

序号

实验数据计算数据U0（V）I0（A）P0（W）U1U1、1U2COSφ0

1 1.2U N≈ 66。00.1

2 1.52 259.4 0.192

2 1.1U N≈ 60。50.09 1.2

3 237.3 0.226

3 U N≈ 55。00.07 1.02 216.6 0.265

4 0.9 U N≈ 49。50.06 0.83 196.6 0.279

5 0.8U N≈ 44。00.05 0.6

6 173.9 0.3

6 0.7U N≈ 38。50.04 0.52 153.1 0.338

7 0.5U N≈ 27。50.03 0.28 109.6 0.339

其中：COSφ0 =P0 /S = P0 /I0U0

2 短路试验(操作要尽快完成) 测取短路特性U K=f（I K），P K=f（I K）

实验线路如下：

注意，通电前必须使三相调压器输出为零！电源加在高压侧。

由于副绕组短路，所以要严密监视电流表的读数，小心地增大三相调压器的输出！

图2-2 短路试验

注意到电流表A的位置被移到了功率表W及电压表V之前，因为短路试验时的电流较大，电压表线圈的电流或功率表电压表线圈的电流很小，对短路试验的计算不会产生什么影响。另一方面，电流表A由于电流增大，其两端电压会增大，而此时V测量到的电压较小，当然不希望计入电流表A的端电压。

表2-2 记录数据：（电流不必精确地为某一值，接近即可）室温θ= C0

序号

实验数据计算数据

U K（V）I K（A）P K（W）COSφK≈P K / I K U K

1 20.3

2 1.1 I N ≈ 0。39 5.41 0.683

2 28.6

3 1.0 I N ≈ 0。35 4.56 0.699

3 16.70 0.9 I N ≈ 0。32 3.67 0.687

4 14.62 0.8 I N ≈ 0。28 2.81 0.686

5 12.97 0.7 I N ≈ 0。25 2.22 0.685

6 9.21 0.5 I N ≈ 0。18 1.13 0.682

在计算出短路阻抗后，要按国家标准换算到75 C0时的值（参见实验报告部分）。3负载试验测取负载特性U2=f（I2）

实验线路如图2-3所示。

上电前R L置最大值。

当U2 = U2N=55V时，使I2 = I2N = 1.4A左右，然后逐渐减小I2并同时测量U2值。

*************

注意：由于I2 = I2N = 1.4A已经略大于R L的额定电流1.3A，故操作要尽快完成。

图2-3

负载试验

表2-3 记录数据（电流不必精确地为某一值，接近即可）：

序号 U 2 (V) I 2 (A) P1=I 1U 1cos φ（W ） P2 = I 2U 2（W ） 1 U 2N

=51.42 I 2N ≈ 1.40

78.45 71.99 2 51.85 0.9 I 2N ≈ 1.26 71.37 65.33 3 52.36 0.8I 2N ≈ 1.12 63.93 58.64 4 53.25 0.6I 2N ≈ 0.84 48.07 44.73 5 54.17 0.4I 2N ≈ 0.56 33.00 30.34 6 54.86 0.2I 2N ≈ 0.28

17.02 15.36 7

55.88

I 2 = 0.00

1.22

注意：保持U 1=U N =220V ；其中I 2 = 0及 I 2 = I 2N 两点必须测量。

4 电压调整率的计算 变压器在额定负载电流下的电压与空载时的电压是不同的，所谓变压器的电压调整率就是指该电压的相对变化量（归算到原边）： %

100''%100%20

2

2022??=??=?U U U U U 其中： K U U ??=?22

' K U U ?=2020'

I I U U U N

N 2220

22=-=?

而U 20则是二次侧空载电压，变比取 K=U 1N /U 2N ，因此可直接利用负载试验数据进行

电压调整率的计算。 应该指出：当功率因素cos Ф不同时变压器的电压调整率也不同。

5 变压器的效率曲线η=f （I 2）测定（电阻性负载）

用间接法测定阻性负载下变压器的效率：

?

ηCOS U I U I P P 112

212=

=

由于二次侧是阻性负载，所以cos Ф≈ 1 ，而一次侧的功率由功率表测得。

因此效率曲线η=f （I 2）测定可在负载试验时加测P1及计算P2而完成。 五 实验报告 1 计算变比K K=4.28

2 绘制空载特性曲线及计算激磁参数

（1） 空载特性曲线U 0 = f （I 0 ）， P 0 =f （U 0），COS φ0 =f （U 0）

（2） 计算激磁参数

以U 0 =U N 时所对应的P 0 、I 0 来计算变压器的激磁参数，空载时z m 》z 1 ， r m 》r 1，x m 》x 1 ，所以z 0 ≈z m r 0≈r m ，x 0 ≈x m ，因此有：

I P r m 2

=

I U Z m 0

=

r m Z m X m 2

2

-=

Rk'=37.2欧姆 Zk'=53.2欧姆 Xk'=38.1欧姆 折算后 Zk=2.9欧姆 Rk=2.0欧姆 Xk=2.1欧姆 75摄氏度时 Rk=2.4欧姆 Zk=3.2欧姆 阻抗电压Uk=6% Ukr=4.5% Ukx=4% 电路损耗为0.294W

3 绘制短路特性曲线及计算短路参数

（1） 短路特性曲线U K = f （I K ）， P K =f （U K ），COS φK =f （U K ） （2） 计算短路参数

以U 0 =U N 时所对应的P K 、I K 来计算变压器的激磁参数，短路时试验电压很低，主磁通就很小，r m ≈∞ ，可近似认为：

I K

P K r K

2'=

I K

U K

Z K =

'

r K

Z K X K 2'2''-= 折算到低压侧： K Z K Z K

2

'=

K r K

r K 2

=

K X K X K 2

'=

由于短路电阻r K 随温度而变化，按国家标准应换算到75C 0时的值：

θ

θ

++=T T r r C

K C K 00007575 x r z

K

C

K C

K 22075075+=

其中， T 0 = 234.50C （本变压器为铜线），θ为试验时的环境温度。 阻抗电压： %100075?=

U Z I U N

C

K N K %100075?=

U r I U N

C

K N Kr

%100075?=

U x I U N

C K N Kx

I K = I N 时的短路损耗：

r C K N KN I P 0752

=

4按空载试验与短路试验求出的参数，画出变压器折算到低压方的“Г”型等效电路。K=220/51.42=4.28

5变压器的电压调整率△U2%、变压器的效率η=（P2/P1）%并画η=f（I2）

△U2%=6.4%，η=（P2/P1）%=91.8

6简答问题

（1）空载试验与短路试验时电压表与电流表的连接位置为何不同？

空载试验A表接在W和V表之后是因为变压器空载电流较小，避免将电压表绕圈的电流或功率电压线圈的电流计入电流表，造成较大的测量误差，短路试验中A表在W及V表之前，因为短路实验的电流较大，电压表的电流造成影响不大。

（2）短路试验为何选择在低压侧进行？

因为是二次侧短路，在一次侧加额定电压是不允许的，否则会烧毁绕组。

（3）当二次侧是阻性负载，为什么可以认为cosФ≈ 1 ？

实验三三相变压器的联接组别

一实验目的

1用实验方法测定三相变压器的极性。

2用实验方法判定三相变压器的联接组别。

二预习要点

1联接组的定义，为何要研究联接组，国家标准联接组有哪几种。

2如何把Y/Y-12改成Y/Y-6，如何把D/Y-11改成D/Y-5。

三实验设备

1 三相调压器一台

2 三相芯式变压器一台（MEL－02 ）

3 交流电压表一台

四实验项目（变压器绕组端以A、X，B、Y，C、Z及a、x，b、y，c、z表示）

1测定绕组极性（三相调压器的输出线电压U UV为100V）

实验所使用的三相芯式变压器由1个原绕组和2个副绕组组成（见附录图片4）。上部标出220V字样的是原绕组，下部为2个电压不同的副绕组。

所有绕组均为独立结构，内部并未联接。

（a）测定相间极性（b）测定原、副方极性

图3-1 测定绕组极性及原、副方极性

（1）测定相间极性

接线如图图3-1(a)，在B、Y间加100V交流电压。测量U AC、U AX、U CZ的值；

改变接线，交流电压加到A、X端，Y、Z相连，B、C悬空再测一次。

若U AC≈| U AX－U CZ|则可判定A、C为同极性端。

表3-1记录数据：

U AC（V）U AX（V）U CZ（V）U BC（V）U BY（V）U CZ（V）

0 49.28 49.37 82.98 90.60 8.46

说明：两次的磁路不同，所以结果有差异。

同理，如果交流电压加到C、Z端，则U BY> U AX。

（2）测定原、副方极性

接线如图3-1 b)，在A、B间加100V交流电压。测量U Aa、U AX、U aX的值，若U Aa≈| U AX－U ax|则可判定A、a为同极性端。其余类推。

表3-2记录数据：

U AX（V）U Aa（V）U a x（V）

50.00 25.14 24.94

2联接并用测量法判定以下联接组（U UV为200V）

三相变压器的联接组别是指变压器原、副方的不同联接方式及对各引出端的不同命名，由此造成原方线电压U AB与副方线电压U ab间的相位差不同。由于这种相位差总是300的整数倍，好象时钟在整数点钟时时针与分针间的夹角相仿，故又称为变压器的“钟点数”。为此变压器原、副绕组中的A与a均应连接，表示“相量钟”

长、短针的轴。

（a）Y/Y-12 （b）Y/Y-6

图3-2Y/Y-12及Y/Y-6

（1）Y/Y-12

表3-3 记录数据：

U AB U ab U bB

199.7 100.1 101.3

从图3-3相量图可知，若联接组别为Y/Y-12，则有：U bB≈ U AB－U ab

图3-3 Y/Y-12相量图

（2）Y/Y-6

表3-4 记录数据：

U AB U ab U bB

199.8 99.98 298.5

从图3-4相量图可知，若联接组别为Y/Y-6，则有：U bB≈ U AB＋U ab

图3-4 Y/Y-6相量图

（3）D/Y-11

（a）D/Y-11（b）D/Y-5

图3-5D/Y-11及D/Y-5

表3-5 记录数据：

U AB U ab U bB

199.3 171.0 101.2

从图3-6相量图可知，若联接组别为D/Y-11，则按余弦定理有：

U bB2≈U ab2＋U AB2－2 U ab U AB cos300

图3-6 D /Y-11相量图

（4）D/Y-5

表3-6 记录数据：

U AB U ab U bB

199.3 171.0 357.3

从图3-7相量图可知，若联接组别为D/Y-５，则按余弦定理有：

U bB2≈U ab2＋U AB2－2 U ab U AB cos1500

图3-7 D/Y-5相量图

五实验报告

1画出实验时电气线路图。

2在测定相间极性时，如何判别B与A或C是否为同极性端？画出实验线路并说明测量方法。在CZ间加100V交流电压，测量Uab,Uax,Uby的值，若Uab=Uax-Uby的绝对值，则可判定AB是同极性端。同理可判断其它

实验五他励直流电动机的机械特性

一实验目的

1 直流电动机的启动方法。

2 如何改变直流电动机的转向。

3 直流电动机的调速方法。

4测定直流他励电动机的固有和人为机械特性，并比较各特性曲线。

二预习要点

1直流电动机的启动方法有哪些？

2改变直流电动机机械特性有哪些方法？

三实验设备

1 可调直流电压源（带输出指示）、直流励磁电源、测功机（MEL－09）各一台

2 直流电动机（M03）一台U N：220V、I N：1.1A、P N：185W、n N：1600rpm

3 启动电阻箱（MEL－09）一套

4 500mA、2A直流电流表各一台

四实验项目

实验线路如下：

图5-1

他励电动机的固有和人为机械特性

1 直流电动机的启动（测功机空载：即“转矩设定”旋钮逆时针旋到底）

启动直流电动机之前，电流表A2的读数必须大于100 mA ，否则不允许启动。

测功机的使用（见附录及图片3）

测功机的控制选择：开关扳向“转矩控制”侧，转矩控制旋钮逆时针旋到底。 测功机的使用：“3A ”处的开关扳向下方，无负载转矩；“3A ”处的开关扳向上方，调节“转矩设定”旋钮就可改变电动机的负载转矩。

注意：测功机的转矩读数不正确，故不采用。转矩用计算法求取。

直流电动机的启动严格受到电动机额定电流的制约，通常启动电流不能超过1.5I N 。 将全电路欧姆定律应用于直流电动机的电枢回路，则有： U － E a ＝ I a ΣR （式－1）

其中U 是施加到电枢的直流电源，E a 是电动机的反电势，ΣR 是回路总电阻。

由于启动瞬间电动机的反电势E a ＝ C e Φn = 0 ，所以：

显然要限制I a 可采用两种方法：一是降低直流电源U ，二是增大回路总电阻ΣR 。 （1）降压启动（启动电阻Ｒa ＝０，励磁电阻Ｒf ＝０）

电枢回路未串电阻必须用低压启动：

将可调直流电源的调节旋钮逆时针旋到底（输出最小），再接通励磁电源，必须先确认励磁回路已接通（有励磁电流指示），才能按“复位”键启动电动机。然后U 从小到大逐渐增加，直到达额定电压U N 。

关闭电源，可调直流电源输出保持不变进行下一项内容。

（2）串阻启动（励磁电阻Ｒf ＝０，可调直流电源输出预设置为U = 220V ）

电枢回路串Ｒa ＝100Ω电阻后可直接用额定电压启动：

启动时串入Ｒa ＝100Ω电阻，启动电动机后，逐步减小R a 直到Ｒa ＝0 。

2 改变直流电动机的转向（测功机空载）

电动机的转动缘于电磁转矩，电磁转矩的表达式如下： T a ＝ C T ΦI a （式－3）

∑=

R

U

I a （式－2）

由于Φ 和I a 都是有方向的量，所以改变其中任何一个都能改变电磁转矩的方向。 改变Φ 的方向只要改变励磁电流方向，改变I a 的方向只要改变直流电源U 的极性。 （1）改变励磁极性（励磁电阻Ｒf ＝０，可调直流电源输出预置在最小即逆时针旋到底）

直流电源输出预置在最小串入Ｒa ＝100Ω电阻后按“复位”键，如果电动机不转，则逐步减小Ｒa ，直到电动机转动，并观察电动机转向。

关断可调直流电源及励磁，改变励磁极性，其它保持不变，重新通电并观察转向。 （2）改变直流电压U 的极性（Ｒf ＝０，可调直流源输出预置在U = U min ）

改变直流电源U 的极性后，重新通电并观察转向。

3 测定直流电动机的机械特性 n ＝f （T a ）

用E a ＝ C e Φn 代入（式－１）U － E a ＝ I a ΣR 则有：

φC e R

I a U n ∑-=

再用 T a ＝ C T ΦI a 代去（式－4）中的I a

则有：

T a C T

C e R C e U n φ

φ

2∑-

=

式－5即为直流电动机的机械特性。

由于T a 与I a 成正比，通常可测 I a 与n 更为方便，即n ＝ f （KI a ）＝ f （T a ） 注意：以下所有操作均串入R a =100Ω且使测功机空载，然后启动直流电动机 。 （1）测定直流电动机的固有机械特性n ＝ f （KI a ）＝f （T a ）∣U=220V

记录直流电动机的铭牌参数：

额定电压、额定电流、额定转速、励磁等。

使励磁电阻Ｒf ＝０，R a =100Ω且测功机空载。然后启动电动机，逐步减小R a 直到R a = 0，调节可调直流稳压源的输出电压达U=220V 左右并保持不变。先记录下测功机空载时的转速n 、电流I a ，然后用测功机的“转矩设定”旋钮改变T f 使电动机电枢电流达表1中要求的值，同时记录下相应的转速n 、电流I a 。 表5-1 记录数据：（转矩表显示值不准确，不要记录）

n （rpm ） 1590 1567 1536 1506 1479 1457 计算T f （N.m ） 0.04

0.17 0.43 0.66 0.89 1.10 I a （A ）

I min

0．30

0．50

0．70

0．90

1．10

U=220V

（2）测定直流电动机的人为机械特性 n ＝ f （KI a ）＝f （T a ）

直流电动机的人为机械特性是指对电动机采取某些措施，使电动机工作于固有机械特性以外的特性曲线。从（式－4）：

（其中C e 是电机常数）可知，直流电动机的调速方案有三种：

φ

c e R I a U n ∑-=

（式－4）

（式－5）

一是串阻（改变ΣR）；二是调压（改变U）；三是调磁（改变φ）。

①串阻特性（励磁电阻Ｒf ＝０）

在R a两端接电压表，使R a =100Ω且测功机空载，启动电动机，调节可调直流稳压源的输出电压达U=220V,逐步减小R a使R a = 0 ，记录下当前转速n max。逐渐增大R a使转速n 比n max下降2~3% ，然后测表2数据。

表5-2 记录数据：（转矩表显示值不准确，不要记录）

n（rpm）1545 1488 1402 1329 1255 1180

计算T a（N.m）0.03 0.18 0.42 0.67 0.92 1.13

I a（A）I min0．30 0．50 0．70 0．90 1．10

U=220V R a = 49.1 Ω（当电流为1A时根据电压表读数即得）

②调压特性（励磁电阻Ｒf ＝０）

使R a=100Ω且测功机空载。然后启动电动机，调节可调直流稳压源的输出电压达U=150V,逐步减小R a直到R a = 0。然后测表3数据。

表5-3 记录数据：U=150V（转矩表显示值不准确，不要记录）

n（rpm）1082 1058 1027 1001 984 960

计算T a（N.m）0.03 0.18 0.46 0.69 0.92 1.13

I a（A）I min0．30 0．50 0．70 0．90 1．10

③调磁特性（先使励磁电阻Ｒf ＝０）

使R a=100Ω且测功机空载。然后启动电动机，调节可调直流稳压源的输出电压达U=220V,逐步减小R a直到R a = 0。然后小心地增大励磁电阻Ｒf ，使I f = 0.9 I f max。

注意不要造成飞车!

表5-4 记录数据：（转矩表显示值不准确，不要记录）

n（rpm）1652 1629 1590 1565 1540 1512

计算T a（N.m）0.04 0.13 0.43 0.66 0.87 1.07

I a（A）I min0．30 0．50 0．70 0．90 1．10

U=220V I f = 0.9 I f max

五实验报告

1画出实验时的电气线路图（用一个总图实现各实验项目）。

2在同一座标下画出固有、串阻、调压、调磁等4根特性曲线 n＝f（T a）。

3

4问题简答

（1）若直流电动机未加励磁就接通电枢电压，结果如何？并用数学表达式分析之。

会使转速十分大产生飞车现象。直流电动机未加励磁就接通点数电压情况下，由公式

得出n趋向无穷大，会损坏电机。

（2）如何改变直流电动机的转向？并用数学表达式分析之。

电动机的转动源于电磁转矩，其表达式为由于和Ia都有方向，所以改变其中任何一个都能改变电磁转矩的方向，即改变直流电动机转向的方法有1改变励磁极性2改变直流电压的极性

（3）直流电动机的调速有哪几种方法？其机械特性如何？

1、改变电枢电压;

2、改变激磁绕组电压;

3、改变电枢回路电阻。

（4）试分析造成直流电动机固有、串阻、调压、调磁等机械特性曲线不同的原因。

同一型号的电动机不是完全一样的，和出场的差别有较大关系。另外，在平时使用中的使用习惯，线圈磁量大小都会导致曲线不同

三相异步电动机试验报告单

三相交流异步电动机型式试验数据处理一、被试电动机铭牌中的主要数据 被试电动机铭牌中的主要数据 二、试验数据统计和计算 （一）绝缘电阻的测定 1、绝缘电阻测量结果汇总（见表1-1） 表1-1 绝缘电阻测量结果汇总 注：测量时电机绕组温度（环境温度）为℃ 2、测量结果的判断 一般电机标准中，都没有电机在冷状态时的绝缘电阻的考核标准，但电机绕组的绝缘电阻在冷状态下所测得的数值应不小于下式所求得的数值 R是电机绕组冷状态下绝缘电阻考核值，ＭΩ； 式中： MC U是电机绕组的额定电压，V； t是测量时的绕组温度（一般用环境温度），℃。

3、思考题 在绝缘电阻的测定中，如何选用兆欧表？ （二）绕组在实际冷状态下直流电阻的测定 1、冷状态下直流电阻测量结果汇总（见表2-1） 表2-1 冷状态下直流电阻测量结果汇总 2、测量结果的处理 标准工作温度下的定子绕阻： 075 1r = 0T 75 T R ?++θ 3、思考题 测量定子绕组的直流电阻为何不用万用表？

（三）、空载特性的测量 1、空载试验数据汇总（见表３－１） R。 空载试验后立即测得的一个定子线电阻 表３-１空载试验数据汇总

２、试验数据计算 （１）计算三相电压平均值0U 。每点的三相电压平均值0U 为三个读数之和除以３。 （２）计算三相电流平均值0I 。每点的三相电流平均值0I 为三个读数之和除以３。 （３）计算每点的输入功率仪表显示值0P 。每点的输入功率仪表显示值0B P 为两功率表读数的代数和。 （４）计算每点的空载铜耗0Cu1P 用公式0203R I P 0Cu1=求出各点的空载铜耗。 （５）计算求出各点的铁耗与机械耗之和' 0P 铁耗与机械耗之和为空载损耗与空载定子铜耗之差 100Cu 0P P P -=' 上述计算结果见表３-２ 表３-２ 空载试验计算结果

课程设计实验报告-直流电机测速 (1)

直流电机测速 摘要 设计一种直流电机调速系统，以STC89C52 为控制核心，通过ULN2003 驱动电机，使用ST151 测量转速，实现了按键输入、电机驱动、转速控制、转速显示等功能。 关键词：直流电机, 80C51, ULN2003, 转速控制

第一章题目描述直流小电机调速系统： 采用单片机、ul n2003 为主要器件，设计直流电机调速系统，实现电机速度开环可调。 要求：1、电机速度分30r /m、60r /m、100r /m共3 档；2、通过按选择速度； 3、检测并显示各档速度。所需器件： 实验板（中号）、直流电机、STC89C52、电容（30pFⅹ2、10uF ⅹ2）、数码管（共阳、四位一体）、晶振（12M H z ）、小按键（4 个）、ST151、电阻、发光二极管等。 第二章方案论述按照题给要求，我们最终设计了如下的解决方案：用户通过 键盘键入控制指令（开关），微控制器在收到指令 后改变输出的 PW M波，最终在 U LN2003 的驱动下电机转速发生改

变。通过 ST151 传感器测量电机扇叶的旋转情况，将转速显示在数码管上。 在程序主循环中实现按键扫描与转速显示，将定时器0 作为计数器，计数ST151 产生的下降沿，可算出转速，并送至数码管显示。 第三章硬件部分 设计 系统硬件部分包含输入模块、显示模块、控制模块、测速模块等。在硬件搭建前，先通过Pr ot eus Pr o 7. 5 进行硬件仿真实现。 1. 时钟电路 系统采用12M 晶振与两个30pF 电容组成震荡电路，接STC89C52 的 XTAL1 与 XTAL2 引脚，为微控制器提供时钟源 2. 按键电路

直流电机测验题带答案

直流电机测验题 一、一台并励直流电动机,铭牌数据如下:P N=，U N=220V，I N=20A，n N=1000r/min，电枢回路电阻r a=1Ω，△U=2V，励磁 回路电阻R f=440Ω，空载实验：当U=220V时，输入电流I0=2A，试计算:当电枢电流I a=10A时,电机的效率。 二、一台他励直流电动机数据为：P N=，U N=110V，I N=，n N=1500r/min，电枢回路电阻R a=Ω，求：1）U=U N，Φ=ΦN条件下，电枢电流I a=60A时转速是多少2）U=U N条件下，主磁通减少15%，负载转矩为T N不变时，电动机电枢电流与转速是多少（3）U=U N， Φ=ΦN条件下，负载转矩为，转速为（—800）r/min，电枢回路应串入多大电阻。 三、他励直流电动机：P N=29KW，U N=440V，I N=，n N=1050rpm，R a=。 1）电动机在发电反馈制动状态下工作。设I a=-60A，附加电阻R c=0 ，求电动机的转速 2）电动机在能耗制动状态下工作。转速n=-500rpm 时，电枢电流为额定值，求接入电枢回路中的附加电阻和电动机轴的电磁转矩； 3）电动机在反接状态下工作。转速n=-600rpm 时，电枢电流I a=-50A。求接入电枢回路中的附加电阻，电动机轴的电磁转矩，电网供给的功率，电枢回路电阻上消耗的功率以及从轴上输入的机械功率。 4）画出电机的机械特性及其1）、2）、3）情况下的工作点。 四、选择答案填空：一台提升用他励直流电动机，当需要高速（发电制动）下放物体时： （1）在启动阶段（n

上海交大运动控制直流无刷电机实验报告

直流无刷电机实验报告 一、硬件电路原理简述 1、总体硬件电路图 图总体硬件电路原理图 单片机通过霍尔传感器获得转子的位置，并以此为依据控制PWM波的通断。

2、霍尔元件测量值与PWM波通断的关系 图霍尔元件测量值与PWM波通断的关系 二、软件架构 1、Components与变量定义 图 Components列表 PWMMC是用来产生控制电机的PWM波的。添加PWMMC时会同时加入一个eFlexPWM。

PWM_Out对应的是GPIO B2口，这个口电位为高时，电压才会被加到电机上。 GPIO B3控制着一个继电器，用于防止启动时过大的冲击电流。程序开始后不久就应把B3置高。 Halla、Hallb、Hallc对应于3个霍尔传感器。依次为GPIOC3、C4、C6。 TimerInt是用于测速的。根据2次霍尔元件的中断间的时间间隔来计算转速。 2、电机旋转控制代码 for(;;) { Hall_Sensor = 0b00000000; Halla = Halla_GetVal(); Hallb = Hallb_GetVal(); Hallc = Hallc_GetVal(); if(Halla) Hall_Sensor |= 0b00000100; if(Hallb) Hall_Sensor |= 0b00000010; if(Hallc)

Hall_Sensor |= 0b00000001; switch(Hall_Sensor) { case 0b0000011: PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM1_ENABLE); PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM2_ENABLE); break; case 0b0000001: PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM1_ENABLE); PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM0_ENABLE); break; case 0b0000101: PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_A, PWM_SM2_ENABLE); PESL(eFPWM1_DEVICE, PWM_OUTPUT_B, PWM_SM0_ENABLE); break;

第一章直流电机习题答案

1、说明直流发电机的工作原理。 答：1）用原动机拖动电枢绕组旋转 2）电机内部有磁场存在； 3）电枢绕组旋转切割磁场，产生交变的感应电势（右手定则）； 4）通过电刷将交变感应电势引出变成直流； 5）将机械能变为电能。 2、说明直流电动机的工作原理。 答：1）将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流流过。 2）机内部有磁场存在。 3）载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 作用 f=Bli a（左手定则） 4）所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，以便拖 动机械负载。 3、直流电机的额定值有哪些 答：额定值有额定功率、额定电压、额定电流和额定转速等 4、 答：直流电机的励磁方式分为他励和自励两大类，其中自励又分为并励、串励和复励三种形式。 1）他励 他励直流电机的励磁绕组由单独直流电源供电，与电枢绕组没有电的联系，励磁电流的大小不受电枢电流影响。 2）并励 发电机：I a =I f +I 电动机：：I =I a +I f 3）串励：I a =I f =I 4）复励 5、直流电机有哪些主要部件各部件的作用是什么。 答：一、定子 1、主磁极：建立主磁通，包括：铁心：由低碳钢片叠成 绕组：由铜线绕成 2、换向磁极：改善换向，包括：铁心：中大型由低碳钢片叠成。 小型由整块锻钢制成。 绕组：由铜线绕成。 3、机座：固定主磁极、换向磁极、端盖等，同时构成主磁路的一部分，用铸铁、铸钢或钢板卷成。 4、电刷装置：引出（或引入）电流，电刷由石墨等材料制成。

二．转子 1．电枢铁心：构成主磁路，嵌放电枢绕组。由电工钢片叠成。 2．电枢绕组：产生感应电动势和电磁转矩，实现机—电能量转换。由铜线绕成。 3． 换向器：换向用，由换向片围叠而成。 6、直流电机的换向装置由哪些部件构成它在电机中起什么作用 答 ：换向装置由换向片、换向极铁心和换向极绕组构成。主要作用是改善直流电机的换向，尽可能地消除电火花。 7、 直流电枢绕组由哪些部件构成 答：电枢绕组是由很多个线圈按照一定的规律连接而成的。 8、 什么是电枢反应对电机什么影响 答：直流电机在空载运行时,气隙磁场仅有励磁磁动势产生,而负载运作时,气隙磁场是由励磁磁动势和电枢磁动势共同产生的,显然与空载时不同，因此把电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应. 电枢反应结果可能使气隙磁场畸变，同时还可能使气隙磁场削弱或增强。 9、电机产生的的电动势E a =C e Φn 对于直流发电机和直流电动机来说，所起的作 用有什么不同 答； 直流发电机电枢电动势为电源电动势（a a E I 与同向），直流电动机为反电 动势（a a E I 与反方向）。 10、电机产生的的电磁转矩T=C e ΦI a 对于直流发电机和直流电动机来说，所起的 作用有什么不同 答：在发电机中，电磁转矩的方向与电枢转向相反，对电枢起制动作用；在电动机中，电磁转矩的方向与电枢转向相同，对电枢起推动作用。 11、 答：电流电动机的输入功率P 1是从电枢两端输入的电功率，P 1=UI ；电磁功率P M 是扣除励磁回路的损耗和电枢回路的损耗后剩余部分的功率， )(1Cuf Cua M p p P P +-=；输出功率P 2是转轴上输出的机械功率，即电磁功率扣 除机械损耗Ωp 、铁损耗Fe p 和附加损耗ad p 后的机械功率， 02)(p P p p p P P M ad Fe M -=++-=Ω。

电机实验项目及指导书

实验一直流发电机 一．实验目的 1．掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。 2．通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。 二．预习要点 1.什么是发电机的运行特性？对于不同的特性曲线，在实验中哪些物理量应保持不变，而哪些物理量应测取。 2.做空载试验时，励磁电流为什么必须单方向调节？ 3.并励发电机的自励条件有哪些？当发电机不能自励时应如何处理？ 4.如何确定复励发电机是积复励还是差复励？ 三．实验项目 1.他励发电机 (1)空载特性：保持n=n N，使I=0，测取Uo=f(I f)。 (2)外特性： 保持n=n N，使If =I fN，测取U=f(I)。 (3)调节特性：保持n=n N，使U=U N，测取I f =f(I)。 2.并励发电机 (1)观察自励过程 (2)测外特性：保持n=n N，使R f2 =常数,测取U=f(I)。 3.复励发电机 积复励发电机外特性：保持n=n N，使R f=常数，测取U=f(I)。 四．实验设备及仪器

1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。 2．电机导轨及测功机，转矩转速测量组件（MEL-13）或电机导轨及转速表。 3．直流并励电动机M03。 4．直流复励发电机M01。 5．直流稳压电源（位于主控制屏下部）。 6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。 7．波形测试及开关板（MEL-05）。 8．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。 9．三相可调电阻90Ω（MEL-04）。 10．电机起动箱（MEL-09）。 五．实验说明及操作步骤 1．他励发电机。 按图1-3接线

传感器测速实验报告(第一组)

传感器测速实验报告 院系： 班级： 、 小组： 组员： 日期：2013年4月20日

实验二十霍尔转速传感器测速实验 一、实验目的 了解霍尔转速传感器的应用。 二、基本原理 利用霍尔效应表达式：U H=K H IB，当被测圆盘上装有N只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化N次。每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。 本实验采用3144E开关型霍尔传感器，当转盘上的磁钢转到传感器正下方时，传感器输出低电平，反之输出高电平 三、需用器件与单元 霍尔转速传感器、直流电源+5V，转动源2~24V、转动源电源、转速测量部分。 四、实验步骤 1、根据下图所示，将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调节支架上，调节探头对准转盘内的磁钢。 图9-1 霍尔转速传感器安装示意图 2、将+15V直流电源加于霍尔转速器的电源输入端，红（+）、黑（ ），不能接错。 3、将霍尔传感器的输出端插入数显单元F，用来测它的转速。 4、将转速调解中的转速电源引到转动源的电源插孔。 5、将数显表上的转速/频率表波段开关拨到转速档，此时数显表指示电机的转速。 6、调节电压使转速变化，观察数显表转速显示的变化，并记录此刻的转速值。

五、实验结果分析与处理 1、记录频率计输出频率数值如下表所示： 电压（V) 4 5 8 10 15 20 转速（转/分）0 544 930 1245 1810 2264 由以上数据可得：电压的值越大，电机的转速就越快。 六、思考题 1、利用霍尔元件测转速，在测量上是否有所限制？ 答：有，测量速度不能过慢，因为磁感应强度发生变化的周期过长，大于读取脉冲信号的电路的工作周期，就会导致计数错误。 2、本实验装置上用了十二只磁钢，能否只用一只磁钢？ 答：如果霍尔是单极的，可以只用一只磁钢，但可靠性和精度会差一些；如果霍尔 是双极的，那么必须要有一组分别为n/s极的磁钢去开启关断它，那么至少要两只磁钢。

直流伺服电机实验报告

直流电机的特性测试 一、实验要求 在实验台上测试直流电机机械特性、工作特性、调速特性（空载）和动态特性，其中测试机械特性时分别测试电压、电流、转速和扭矩四个参数，根据测试结果拟合转速—转矩特性（机械特性），并以X 轴为电流，拟合电流—电压特性、电流—转速特性、电流—转矩特性，绘制电机输入功率、输出功率和效率曲线，即绘制电机综合特性曲线。然后在空载情况下测试电机的调速特性，即最低稳定转速和额定电压下的最高转速，即调速特性；最后测试不同负载和不同转速阶跃下电机的动态特性。 二、实验原理 1、直流电机的机械特性 直流电机在稳态运行下，有下列方程式： 电枢电动势 e E C n =Φ （1-1） 电磁转矩 e m T C I =Φ （1-2） 电压平衡方程 U E I R =+ （1-3） 联立求解上述方程式，可以得到以下方程： 2e e e m U R n T C C C = -ΦΦ （1-4） 式中 R ——电枢回路总电阻 Φ——励磁磁通 e C ——电动势常数 m C ——转矩常数 U ——电枢电压 e T ——电磁转矩 n ——电机转速

在式（1-4）中，当输入电枢电压U 保持不变时，电机的转速n 随电磁转矩e T 变化而变化的规律，称为直流电机的机械特性。 2、直流电机的工作特性 因为直流电机的励磁恒定，由式（1-2）知，电枢电流正比于电磁转矩。另外，将式（1-2）代入式（1-4）后得到以下方程： e e U R n I C C = -ΦΦ （1-5） 由上式知，当输入电枢电压一定时，转速是随电枢电流的变化而线性变化的。 3、直流电机的调速特性 直流电机的调速方法有三种：调节电枢电压、调节励磁磁通和改变电枢附加 电阻。 本实验采取调节电枢电压的方法来实现直流电机的调速。当电磁转矩一定 时，电机的稳态转速会随电枢电压的变化而线性变化，如式（1-4）中所示。 4、直流电机的动态特性 直流电机的启动存在一个过渡过程，在此过程中，电机的转速、电流及转矩 等物理量随时间变化的规律，叫做直流电机的动态特性。本实验主要测量的是转速随时间的变化规律，如下式所示： s m dn n n T dt =- （1-6） 其中，s n ——稳态转速 m T ——机械时间常数 本实验中，要求测试在不同负载和不同输入电枢电压（阶跃信号）下电机的 动态特性。 5、传感器类型 本实验中，测量电机转速使用的是角位移传感器中的光电编码器；测量电磁 转矩使用的是扭矩传感器。

直流电机测验题带答案

直流电机测验题 一台并励直流电动机，铭牌数据如下：P N =3.5kW, U=220V , I N =20A , n N =1000r/min ，电枢回路电阻 U=2V 励磁回路电阻R=440 Q,空载实验：当 U=220V 时，输入电流10=2A ,试计算：当电枢电流I a =10A 时，电机的 效率。 二、一台他励直流电动机数据为： P N =7.5kW, U=110V, I N =79.84A , n N =1500r/min ，电枢回路电阻 R a =0.1014 Q,求：1） U=U,①=O N 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？ 2） U=U 条件下，主磁通减少 15%负载转矩为 T N 不变时，电动机电 枢电流与转速是多少？（ 3） U=U , ①=O N 条件下，负载转矩为 0.8T N ,转速为（一800） r/min ，电枢回路应串入多大电阻。 三、他励直流电动机： P N =29KW U N =440V , I N =76.2A , n N =1050rpm , R a =0.393W 。 1） 电动机在发电反馈制动状态下工作。设 I a =-60A ，附加电阻R=0，求电动机的转速 2） 电动机在能耗制动状态下工作。 转速n=-500rpm 时，电枢电流为额定值，求接入电枢回路中的附加电阻和电动机轴的 电磁转矩； 3） 电动机在反接状态下工作。转速 n=-600rpm 时，电枢电流I a =-50A 。求接入电枢回路中的附加电阻，电动机轴的电磁转 矩，电网供给的功率， 电枢回路电阻上消耗的功率以及从轴上输入的机械功率。 4） 画出电机的机械特性及其 1）、2）、3）情况下的工作点。 四、选择答案填空：一台提升用他励直流电动机，当需要高速（发电制动）下放物体时: （1） 在启动阶段（nn 。， c ） n=n 。， d ）不确定。 （6） 当电机最后稳定运行时，电磁转矩为（ ） ） d ）不确定。 ） d ）不确定。

电机故障诊断综合实验讲解

电机故障诊断综合实验 课程名称：电气设备故障诊断技术 实验组员；张笑庆（信电09-8） 丁慧慧（信电09-8） 王喜乐（信电09-8） 朱星奎（信电09-8）

目录 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验步骤 (3) 五、数据采集与分析步骤 (4) 六、数据处理 (5) 1、傅里叶变换法 (5) 2、PARK 矢量法 (8) 3、小波变换法 (13) 七、实验总结 (15)

一、实验目的 1、初步了解故障诊断的过程； 2、了解并初步掌握电机转子断条和气隙偏心故障的定子电流频谱分析方法； 3、认识不同的数据处理与故障诊断方法在故障诊断的敏感性和准确性等方面的差异。 二、实验内容 分别采集状态良好的和存在转子断条，气隙偏心，匝间短路故障的三相异步电动机、在不同负载工况下的三相电流数据；然后运用已编制好软件或运用MATLAB自行编程，对测试数据进行频谱分析，根据相应的故障诊断特征频谱分量，判断电机的故障状态。 三、实验原理 当三相电机出现转子断条故障时，电流频谱中会出现特征分量=（1±2ks）*f1，通常k=1时的特征最为明显；当出现气隙偏心故障时，电流频谱中会出现特征分量=f1±mfr，其中fr为转子频率，m为正整数。当三相电动机出现定子匝间短路故障时，通过对三相定子电流运用Park矢量模平方函数进行变换，电流中除了直流分量外还出现了两倍的基频分量。电机稳态运行时，转速相对稳定，故障特征频率也相对稳定，因此，可根据频谱分析结果判断电机有无对应故障。 四、实验步骤 转子断条故障 注意：严格按照实验步骤，同时在调节整定时间时注意安全！ （１）时间继电器的调整。

直流电机测验题带答案

） d ）不确定。 ） d ）不确定。 直流电机测验题 一台并励直流电动机，铭牌数据如下：P N =3.5kW, U=220V , I N =20A , n N =1000r/min ，电枢回路电阻 U=2V 励磁回路电阻R=440 Q,空载实验：当 U=220V 时，输入电流10=2A ,试计算：当电枢电流I a =10A 时，电机的 效率。 二、一台他励直流电动机数据为： P N =7.5kW, U=110V, I N =79.84A , n N =1500r/min ，电枢回路电阻 R a =0.1014 Q,求：1） U=U,①=O N 条件下，电枢电流I a =60A 时转速是多少？ 2） U=U 条件下，主磁通减少 15%负载转矩为 T N 不变时，电动机电 枢电流与转速是多少？（ 3） U=U , ①=O N 条件下，负载转矩为 0.8T N ,转速为（一800） r/min ，电枢回路应串入多大电阻。 三、他励直流电动机： P N =29KW U N =440V , I N =76.2A , n N =1050rpm , R a =0.393W 。 1） 电动机在发电反馈制动状态下工作。设 I a =-60A ，附加电阻R=0，求电动机的转速 2） 电动机在能耗制动状态下工作。 转速n=-500rpm 时，电枢电流为额定值，求接入电枢回路中的附加电阻和电动机轴的 电磁转矩； 3） 电动机在反接状态下工作。转速 n=-600rpm 时，电枢电流I a =-50A 。求接入电枢回路中的附加电阻，电动机轴的电磁转 矩，电网供给的功率，电枢回路电阻上消耗的功率以及从轴上输入的机械功率。 4） 画出电机的机械特性及其 1）、2）、3）情况下的工作点。 四、选择答案填空：一台提升用他励直流电动机，当需要高速（发电制动）下放物体时: （1） 在启动阶段（nn 。，c ） n=n 。，d ）不确定。 （6） 当电机最后稳定运行时，电磁转矩为（ ）

电机实验1报告

实验一直流他励电动机机械特性 一．实验目的 了解直流电动机的各种运转状态时的机械特性 二．预习要点 1．改变他励直流电动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．直流他励电动机机械特性。 2．回馈制动特性 3. 自由停车及能耗制动。 4．反接制动。 四．实验设备及仪器 1．NMEL 系列电机系统教学实验台主控制屏。2．电机导轨及转速表( MMEL-13 ) 3?三相可调电阻900Q ( NMEL-03 ) 4?三相可调电阻90Q (NMEL-04 ) 5. 波形测试及开关板(NMEL-05B ) 6. 直流电压、电流、毫安表( N MEL-06 ) 7. 电机起动箱(NMEL-09 ) 五?实验方法及步骤 1 .直流他励电动机机械特性及回馈制动特性 接线图如图1-1 图中直流电压表V1 为220V 可调直流稳压电源(电枢电源)自带，V2 为MEL-06 上直 流电压表，量程为300V； 直流电流表mA i、A i分别为直流励磁及220V可调直流稳压电源自带毫安表、安培表；mA2、A2 分别选用量程为200mA、5A 的毫安表、安培表( NMEL-06 ) R i选用1800 Q欧姆电阻(NMEL-03两只900 Q电阻相串联) R2选用180欧姆电阻(NMEL-04中两90欧姆电阻相串联) R3选用3000 Q磁场调节电阻(NMEL-09 )

R 4选用2250 Q 电阻（用NMEL-03中两只900Q 电阻相并联再加上两只 900 Q 电阻相串 联） 开关S i 、S 2选用NMEL-05中的双刀双掷开关。 M 为直流他励电动机 M03，请抄写电机铭牌上的参数并填入下表中: U N I N n N P N 220 V 1.1 A 1600 r/min 185 W G 为直流发电机 M 12，请抄写电机铭牌上的参数并填入下表中: 表1-2 U N I N n N P N 220 V 0.55 A 1500 r/min 80 W 按图1-1接线，在开启电源前，检查开关、电阻的设置； （1） 开关S 1合向“ 1”端，S 2合向“ 2”端。 （2） 电阻R 1至最小值，R 2、R 3、R 4阻值最大位置。 （3） 直流励磁电源船形开关和 220V 可调直流稳压电源船形开关须在断开位置。 实验步骤。 a. 按次序先按下绿色“闭合”电源开关、再合励磁电源船型开关和 220V 电源船形开 直流电机励磁电源 可调宜流稳压电源

北京工业大学大二下直流电机测速实验报告

北京工业大学 课程设计报告 学院：＿＿＿电控学院＿＿＿专业：＿电子科学与技术＿＿班级：＿120231＿组号＿16＿ 题目：1＿直流电机测速＿＿＿2＿小型温度控制系统＿姓名：＿＿王宁＿＿＿＿＿＿学号：＿＿12023110＿＿＿＿ 指导教师：＿＿＿杨旭东＿＿成绩＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

目录 一、前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3 （一）设计题目﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍3（二）课题背景 (3) 二、设计要求 (3) （一）设计任务 (3) （二）设计框架图 (4) （三）参考元器件﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍4 （四）设计要求 (4) 1、电源模块 (4) 2、信号处理模块 (4) 3、功率放大模块 (4) （五）发挥部分 (5) 三、设计原理 (5) （一）设计原理说明 (5) （二）电源模块 (5) 1、方案选择 (5) 2、原理分析 (6) （三）变送器模块 (9) 1、方案选择............................................................................................... - 9 - 2、原理分析 (10) （四）驱动器 (11) 1、方案选择 (11) 2、原理分析 (11) 四、系统调试及实物图 (11)

（一）调试顺序说明 (11) （二）电源模块调试 (11) （三）变送器模块调试 (12) （四）驱动器模块调试 (12) 五、实物图﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍13 六、实验中问题分析及解决 (14) （一）稳压电源电路板 (14) （二）变送器电路板 (14) （三）驱动电路板 (15) 七、数据与误差分析 (15) （一）稳压电源电路板 (15) （二）变送器电路板 (16) （三）驱动器模块电路板 (16) 八、附录 (17) （一）系统电路的工作原理图 (17) （二）元器件识别方法和检测方法 (17) （三）参考资料 (18) 九、心得体会 (19)

电机学实验报告

湖北理工学院 实验报告 课程名称： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 电气与电子信息工程学院

实验一 直流电动机的运行特性 实验时间： 实验地点： 同组人： 一、实验目的： 1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2、掌握直流并励电动机的调速方法。 二、预习要点 1、如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表电流表的量程。 2、直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器? 不串接会产生什么严重后果? 3、直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置? 为什么? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果? 4、直流电动机调速及改变转向的方法。 三、实验主要仪器与设备： 序号 型 号 名 称 数 量 1 DD03 导轨、测速发电机及转速表 1台 2 DJ23 校正直流测功机 1台 3 DJ15 直流并励电动机 1台 4 D31 直流电压、毫安、电流表 2件 5 D42 三相可调电阻器 1件 6 D44 可调电阻器、电容器 1件 7 D51 波形测试及开关板 1件 四、实验原理 工作特性：电源电压一定，励磁电阻一定时，η、n 、T em =f(P 2)的关系曲线。 （一）并励电动机 （U N I fN 条件下）（并励电动机励磁绕组绝对不能断开） 1． 速率特性n=f(P 2) φ e a a C R I U n -= 转速调整率 %1000?-= ?N N n n n n

02020260 2T n P T P T T T em +=+Ω = +=π 3． 效率特性η=f(P 2) （75~95）% 实验原理图见图1-1 图1－1 直流并励电动机接线图 五、实验内容及步骤 1、实验内容： 工作特性和机械特性 保持U=U N 和I f =I fN 不变，测取n 、T 2、η=f （I a ）、n=f （T 2）。 2、实验步骤： （1）并励电动机的工作特性和机械特性 1）按图1-1接线。校正直流测功机 MG 按他励发电机连接，在此作为直流电动机M 的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。R f1选用D44的1800Ω阻值。R f2 选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。R 1用D44的180Ω阻值。R 2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω并联900Ω共2250Ω阻值。 2）将直流并励电动机M 的磁场调节电阻R f1调至最小值，电枢串联起动电阻R 1调至最大值，接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。 3）M 起动正常后，将其电枢串联电阻R 1调至零，调节电枢电源的电压为220V ，调节校正直流测功机的励磁电流I f2为校正值（50mA 或100 mA ），再调节其负载电阻R 2和电动机的磁场调节电阻R f1，使电动机达到额定值：U ＝U N ，I ＝I N ，n ＝n N 。此时M 的励磁电流I f 即为额定励磁电流I fN 。 4）保持U ＝U N ，I f =I fN ，I f2为校正值不变，逐次减小电动机负载。测取电动机电枢输入电流I a ，转速n 和校正电机的负载电流I F 。 表1－1 U ＝U N ＝ 220 V I f =I fN = 100 mA I f2= 81.4 mA

自动化传感器实验报告十三 光电转速传感器测速实验

广东技术师范学院实验报告 学院：自动化专业：自动化班级： 08自动化 成绩： 姓名：学号： 组 别： 组员： 实验地点：实验日期：指导教师签名： 实验十二项目名称：光电转速传感器测速实验 一、实验目的 了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。 二、基本原理 光电式转速转速传感器有反射型和透射型两种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电管，发光管发出的光源通过转盘上开的孔透射后由光电二极管接受转换成电 信号，由于转盘上有相间的6个孔，转动时将获得与转速及孔数有关的脉冲，将电脉冲计数 处理即可得到转速值。 三、需用器件与单元 光电转速传感器、直流电源5V、转动源及2~24V直流电源、智能转速表。 四、实验步骤 1．光电转速传感器已经安装在传感器实验箱（二）上。 2．将+5V直流源加于光电转速传感器的电源端。 3．将光电转速传感器的输出接到面板上的智能转速表。 4．将面板上的0~30V稳压电源调节到5 V，接入传感器实验箱（二）上的转动电源处。 5．调节转动源的输入电压，使转盘的速度发生变化，观察转速表上转速的变化。 电压(V) 5 6 7 8 9 10 11 12 频率 （HZ) 45 60 78 95 113 130 150 169 6．调节转动源的输入电压，使转盘的转速发生变化，把界面切换到示波器状态，观察传感器输出波形的变化。 电压越大，波形越窄。 五、注意事项 1．转动源的正负输入端不能接反，否则可能击穿电机里面的晶体管。 2．转动源的输入电压不可超过24V，否则容易烧毁电机。 3．转动源的输入电压不可低于2V，否则由于电机转矩不够大，不能带动转盘，长时间

自动控制电机综合实验报告

东南大学自动化学院 实验报告 课程名称：自动控制原理 实验名称：自控总实验 院（系）：自动化专业：自动化 姓名：沈翔宇学号：08009101实验室：417实验组别： 同组人员：实验时间：2012年05月31日评定成绩：审阅教师：

目录 一．设计内容………………………………………………………页码二．熟悉环境………………………………………………………页码三．建立传递函数…………………………………………………页码四．仿真设计………………………………………………………页码五．完整接线及调试………………………………………………页码六．实验总结…………………………………………………页码

一．设计内容 1、 任务要求 （1）给小型直流电机系统或球式磁悬浮系统,设计完整的闭环控制系统,采用极点 配置的现代理论控制方式,可以借助Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件设计控制器算法，使系统满足给定的性能指标。 （2）系统要准确建模。 （3）要实物框图，要有Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真框图和设计计算。（4）实物当面验收和实验报告。（5）时间约１０个学时，即一周内完成。2、性能指标（1）无静态误差（2）电机响应时间<０．３秒（3）磁悬浮响应时间<０．８秒 （4）超调量 <２０％ 二．熟悉环境 1、电机组 （1）电机的工作原理 电磁力定律和电磁感应定律。直流电动机利用电磁力定律产生力合转矩。直流发电机利用电磁感应定律产生电势。电动机包含三部分：固定的磁极、电枢、换向片和电刷。只要维持电动机连续旋转，保证电磁转矩的方向不变，才能维持电动机不停地转动。实现上述现象的方法是导体转换磁极时，导体的电流方向必须相应的改变。而换向片和电刷就是实现转换电流方向的机械装置。改变电刷A、B 上电源的极性，也就改变了电机转动的方向。这就是正转反转的原理 （2）转矩平衡方程 0()()()() () ()()() ()()() t a a e c a a a a a a dw T T T J em L dt T t K I t em E t K w t dw t T t J T t em dt dI t U t L R I t E t dt =++===+=++T em 是电枢转子受到的电磁转矩，0T 是电机本身的阻转矩，T L 是电动机的负载转矩，dw J dt 是负载折算到转子本身的转动惯量乘以转子的转速。电机存在死区可以这样理解，死区主要由摩擦产生，开始时T em 要克服0 T 带来

电机环境试验方法

A.电机环境试验方法 A.1范围 本次环境试验包括低温、高温试验、温度变化试验、湿热试验、振动试验、盐雾试验、砂尘试验 A.2耐低温试验（不工作，贮存） 耐低温试验按QC/T413-1999《汽车电气设备基本技术条件》3.10.1耐低温性能进行试验。 试验温度：-40℃，试验时间：8h，温变速率：1℃/min； 产品恢复常温后，对产品外观及性能进行检测。 A.3耐高温试验（不工作，贮存） 耐高温试验按QC/T413-1999《汽车电气设备基本技术条件》3.10.2耐高温性能进行试验。 试验温度：100℃，试验时间：8h，温变速率：1℃/min； 产品恢复常温后，对产品外观及性能进行检测。 A.4耐温度变化试验 温度变化试验按QC/T413-1999《汽车电气设备基本技术条件》3.10.3耐温度变化性能进行试验。 低温：-40℃，高温：90℃，贮存时间：2h， 转换时间：20s～30s，循环次数：5次。 A.5温度、湿度循环变化试验 湿热试验按GB/T 2423.34《电工电子产品环境试验规程》试验Z/AD温度/湿度组合循环试验方法中，在-10℃～65℃之间进行10个循环试验。 试验步骤如下： a.2h将试验箱温度，从25℃连续升至65℃，在此期间相对湿度保持在80%～96%之间； b.箱内温度及相对湿度应分别保持在65℃和（93±3）%，连续保持4h； c.2h将箱内温度，从65℃连续降到45℃，在此期间相对湿度保持在80%～96%之间； d.箱内温度及相对湿度应分别保持在45℃和（93±3）%，连续保持10h； e. 2h将箱内温度，从45℃连续降到-10℃，在此期间相对湿度不控制； f.箱内温度保持在-10℃，连续保持1h，在此期间相对湿度不控制； g. 2h将箱内温度，从-10℃连续升到25℃，在此期间相对湿度不控制； h.箱内温度保持在25℃，连续保持1h，在此期间相对湿度保持在45%-75%之间； I.（a～h）为1个循环，共10个循环。

直流电机试题及参考答案

第七章直流电机 一、填空（每空1分） 1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是。 答：交流的。 2. ★★一台四极直流发电机采用单叠绕组，若取下一支或相邻的两支电刷，其电流和功率，而电 刷电压。 答：减小，不变。 3. ★一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流I f不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电流 超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法。串入电阻后，电动机的输入功率R 将，电枢电流l a，转速n将，电动机的效率n将。 答：不行，不变，不变，下降，下降。 4. ★一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20%，则稳定后电 机的电流为倍的额定电流（假设磁路不饱和）。 答：1.25倍。 5. 并励直流电动机，当电源反接时，其中l a的方向，转速方向。 答：反向，不变。 6. 直流发电机的电磁转矩是转矩，直流电动机的电磁转矩是转矩。 答：制动，驱动。 7. 一台串励直流电动机与一台并励直流电动机，都在满载下运行，它们的额定功率和额定电流都相等，若 它们的负载转矩同样增加0.5，则可知：电动机转速下降得多，而电动机的电流增加得多。 答：串励，并励。 8. ★电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流l a增加时，转速n将, 转矩T e将。 答：下降，增加。 9. 直流电动机电刷放置的原则是：。 答：空载时正、负电刷之间获得最大的电动势，这时被电刷短路的元件的电动势为零。 10. 直流电动机调速时，在励磁回路中增加调节电阻，可使转速，而在电枢回路中增加调节电阻，可使转 速。 答：升高，降低。 11. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括损耗；对于直流电动机包括损耗。 答：空载损耗功率，绕组铜损耗。 12. ★串励直流电动机在负载较小时，l a ；当负载增加时，T e，l a ；n随着负载增加下降程度比并励电动机 要。 答：小，增加，增加，严重。 13. ★一台P对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为r a,电枢电流为l a,可知此单迭绕组有条并联 支路，其每条支路电阻为；若为单波绕组其每条支路电阻为 ，电枢电阻为。 答: 2P,2pr a，2p2r a, p2r a 14. 并励直流电动机改变转向的方法有，。

电动机试验

电动机的一般性试验 电动机的全面检维修不仅包括常规的电机清扫、公差配合的测量、轴承的更换、引线的检查，还包括一些试验项目，下面我对电动机的一般性试验项目作一个简单的总结。 异步电动机的试验分为型式试验和检查试验两种，型式试验是制造厂对每种新产品按标准规定进行的全面试验。我们平时做的都是检查试验，检查试验的目的是检查制造厂生产的成品和大修后的电动机质量。三相异步电动机的检查试验项目有：绝缘电阻的测定，绕组直流电阻的测定，转子开路电压的测定、空载试验、短路试验、超速试验、匝间绝缘试验、耐压试验等。 我们公司使用的电动机绝大多数是三相异步电动机，所需进行的试验项目主要包括绝缘电阻的测定、绕组直流电阻的测定、空载试验、耐压试验等。 一、绝缘电阻的测定： 测量各相绕组之间以及各相绕组对机壳之间的绝缘电阻，是最简便而且是对绝缘无破坏作用的检查项目，它判别绕组绝缘是否严重受潮或有严重缺陷。可以有效地发现下列缺陷：总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘中的局部缺陷：如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等。 在检查试验中，通常只测量电动机在运转前定子绕组的冷态绝缘电阻，包括绕组相与相之间的绝缘电阻和每相绕组对机壳（对地）的绝缘电阻。对绕线式电动机，则需要测量转子绕组的绝缘电阻。

测量方法通常用手摇式兆欧表，对于低压电动机用500V兆欧表测量，高压电动机使用2500V兆欧表进行测量。测量绝缘电阻前需拆除电动机的外部接线，测量过程中兆欧表的转速须保持基本恒定（120r/min），兆欧表摇动一分钟后读出其指针指示的数值，低压电动机的绝缘电阻不应低于0.5MΩ，全部更换绕组的则应不低于5M Ω。对于高压电动机，应不低于1MΩ/kV。 对于大型电动机，可以通过测量绝缘电阻来判断绕组是否受潮，其吸收比系数 R 60/R 15 应不小于1.3，其中R 60 和R 15 分别为兆欧表摇动60s和15s时读出的绝缘电阻 值。 吸收比K=R 60/R 15 ，K恒大与1并且越大表示吸收现象越显着，绝缘性能越好，吸 收比是同一个试品在两个不同时刻的绝缘电阻的比值，排除了绝缘结构和体积尺寸的影响。一般以吸收比K≥1.3作为设备绝缘状态良好的标准，为了准确的判断，应同时考虑绝缘电阻R和吸收比K，两者都符合要求时，才能认为设备的绝缘是良好的。 二、绕组直流电阻的测定： 1.直流电阻测量的意义： 绕组在冷态下的直流电阻是三相异步电动机的主要参数之一，将绕组的电阻的测定值与设计值相比较，可以检查绕组有无断线和匝间短路，焊接部分有无虚焊或开焊、接触点有无接触不良等现象。 2.直流电阻测量方法：