好好学习,天天向上,一流范文网欢迎您!
当前位置:首页 >> 最新范文 内容页

直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性_实验报告

直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性_实验报告 本文关键词:电动机,特性,运行,实验,报告

直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性_实验报告 本文简介:实验报告课程名称:《电机与运动控制系统》实验第3次实验实验名称:直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性实验时间:2015年xx月xx日实验地点:xxxxxxxxxx组号__________学号:xxxxxxxxxx姓名:xxxxx指导老师:xxxxxx评定成绩:___________实验三直流他励

直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性_实验报告 本文内容:

课程名称:《电机与运动控制系统》实验

第3次实验

实验名称:直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性

实验时间:2015年xx月xx日

实验地点:xxxxxxxxxx组号__________

学号:xxxxxxxxxx

姓名:xxxxx

指导老师:xxxxxx

评定成绩:___________

实验三

直流他励电动机在各种运行状态下的机械特性

一、实验目的

了解直流他励电动机的各种运转状态时的机械特性。

二、预习要点

1.

改变直流电动机机械特性有哪些方法。

2.

直流电动机回馈制动及反接制动时,能量传递关系、电势平衡方程式以及机械特性。

三、实验项目

1.直流电动机电动及回馈制动特性

2.直流电动机电动及反接制动特性

3.直流电动机能耗制动特性

四、实验线路及操作步骤

图3-1

直流他励电动机机械特性实验

实验线路如图3-1所示。图中被试直流他励电动机选用D26。其额定点为UN=220V、IN=0.55A、nN=1500r/min、PN=80W;励磁电流If<0.13A。

1.电动及回馈制动特性

实验线路按图3-1接线。

实验设备有:直流电动机(D26),直流负载机(D17),电机导轨,220V直流电源,220V励磁电源,直流电压电流表,900Ω/0.41A可变电阻箱,90Ω/1.3A可变电阻箱,双刀开关,磁场调节电阻(0~3000Ω)。

量程选择为:直流电压表V1、V2量程选为250V,直流电流表量程选为:A1为0.2A,A2为2.5A,A3为0.2A,A4为2.5A,R1选用900Ω可变电阻,R2选用两个90Ω电阻串联,R3选用磁场调节电阻(0~3000Ω),R4取阻值2250Ω(2个900Ω(0.41A)并联再与2个900Ω串联)。若仪表自动切换量程则无需选择。

安装电机时,将被试电动机和负载电机与测功机同轴相联,旋紧固定螺丝

先将开关S1合向1-1端,S2合向2-2端,R2、R3及R4置最大值,R1置最小值。接通220V直流可调电源,使D26电机起动,然后把R2调至零,调节电源电压、R1、R2、R3及R4,使U=UN=220V、n=nN=1500r/min、I1+I2=0.55A,此时I1=IfN,保持D26电机的U=UN=220V、I1=IfN不变,改变R4和R3阻值,测取在额定负载至空载范围内的n、I2,共取4~5组数据记录于表3-1中。

表3-1

UN=220V

IfN=

A

I2

(

A

)

n

(

r/min

)

拆掉2-2端短接线,调节R3,使负载电机的空载电压与220V直流电源电压接近相等,并且极性相同,把S2合向1-1端,把R4阻值减小,直至为零,再调节R3使阻值逐渐增加,的转速升高,当电机转速超过其理想空载转速时,则被试电动机从第一象限进入了第二象限回馈制动状态运行,继续增加R3阻值直至I2为额定值。测取n、I2,共取4~5组数据记录于表3-2中。实验中应注意电机转速不超过2100转/分。

表3-2

UN=220V

IfN=

A

I2

(

A

)

n

(

r/min

)

因为M2=CMФI2,而CMФ为常数,则M∞I,为简便起见,只要求画n=f

(

I2

)特性,其图见图3-2。

图3-2

电动及回馈制动特性

2.电动及反接制动特性

实验电路图同图6-1中,其中R1选用磁场调节电阻(0~3000Ω),R2选用900Ω/0.41A可调电阻箱,R3不用,R4选用阻值2250Ω(2个900Ω(0.41A)并联再与2个900Ω串联)。其余各量程同实验1。

先将开关S1合向1-1端,S2合向2-2端(短接线拆掉),把D17负载电机电枢二个插头对调,R1置最小值,R2置300Ω左右,R4置最大值。

起动D26被试电机,测量D17负载电机的空载电压是否和220V电源电压极性相反,若极性相反可把S2合向1-1端。调节R2为900Ω,调节220V直流电源电压使U=UN=220V,调节R1使I1=IfN,保持以上值不变,逐渐减小R4阻值,电机减速直至为零,仍减小R4阻值,此时D26被试电机工作于反接制动状态运行(第四象限),电机转速显示为负值;再减小R4阻值,直至D26电机的I2为I2N,测取被试电机在1、4象限内的n、I2,共取5~6组数据记录于表3-3中。

表3-3

R2=900Ω

UN=220V

IfN=

A

I2

(

A

)

n

(

r/min

)

注意:在电机转速为零时,要记录两个被试电机的电枢电流(一个是从正转到刚停,另一个是从停止到刚反转),并分析存在这两个电流的原因。

为简便起见,画n=f(I2)特性,见图3-3。

图3-3

电动及反接制动特性

3.能耗制动特性

实验电路图同图6-1中,其中R1选用磁场调节电阻(0~3000Ω),R2选用360Ω电阻、(四个90Ω电阻串联),R3选用900Ω/0.41A可调电阻箱,R4选用阻值2250Ω(2个900Ω(0.41A)并联再与2个900Ω串联)。其余各量程同实验1。

为了能获得某一制动电阻值时的能耗动曲线,操作前把S1合向2-2端,R2置360Ω,R1置最大值,R3置最小值,R4置300Ω(把两只串联电阻调在零位,把两只并联电阻调在300Ω位置),S2合向1-1端。

起动D17负载电机,调节电源电压使U=220V,调节R1使D26被试电机的I1=IfN,调节R3使D17负载电机的I3=If=100mA,调节R4并先使R4阻值减小,然后逐渐增加R4阻值,使D26电机的制动电流在I2N以内测取I2、n,共取4~5组数据记录于表6-4中。

表3-4

R2=360Ω

IfN=

mA

I2

(

A

)

n

(

r/min

)

调节R2为180Ω,重复上述实验步骤,测取I2、n,共取4~5组数据记录于表6-5中。

表3-5

R2=180Ω

IfN=

mA

I2

(

A

)

n

(

r/min

)

画出以上二条能耗制动特性曲线n=f(I2),见图3-4。

图3-4

能耗制动特性

五、实验注意事项

调节串并联电阻时,要按电流的大小而相应调节串联或并联电阻,防止电阻器过流引起烧坏。

六、实验报告

根据实验数据绘出D26电动机运行在第一、第二、第四象限的制动特性n=f(I2)及能耗制动特性n=f(I2)。

七、实验数据

1.电动及回馈制动特性

表3-1

UN=220V

IfN=0.1137

A

I2

(

A

)

0.41

0.40

0.38

0.35

0.32

0.30

n

(

r/min

)

1507

1511

1519

1523

1530

1534

N和I2的拟合公式为y

=

-234.69x

+

1605.2,R2

=

0.97553,其中有两个点明显偏离其他点,故舍去,,由此可见,理想空载转速为1605.2r/min。

表3-2

UN=220V

IfN=0.1137

A

I2

(

A

)

0.362

0.2037

0.05182

-0.0833

-0.207

-0.3163

n

(

r/min

)

1502

1551

1602

1650

1701

1752

N和I2的拟合公式为y

=

-365.47x

+

1627,R2

=

0.99453,电动机由正向电动运行逐渐变成正向回馈制动运行。

2.能耗制动特性

表3-4

R2=360Ω

IfN=112.3

mA

I2

(

A

)

-0.412

-0.3463

-0.3128

-0.2784

-0.2441

-0.21

n

(

r/min

)

1199

1001

902

800

700

601

N和I2的拟合公式为y

=

-2959.9x

-

22.581,R2

=

0.99994,能耗制动时不接电源,理想应该过原点,实际上可能存在偏差。

表3-5

R2=180Ω

IfN=

114.2

mA

I2

(

A

)

-0.43

-0.3975

-0.3642

-0.3322

-0.2985

-0.2658

n

(

r/min

)

650

600

549

500

449

400

N和I2的拟合公式为y

=

-1523.5x

-

5.5483,R2

=

0.99998,能耗制动时不接电源,理想应该过原点,实际上可能存在偏差,相比于R2=360欧姆,当R2=180欧姆时特性曲线更加平缓,也即制动过程更加缓慢,通过控制制动电阻阻值来控制制动的快慢程度。

八、实验数据误差分析

1、由于长时间使用,实验元器件的标称值与实际值不符,且各项性能都逐渐变差,所以引入了系统误差;

2、实验过程中由于电机的转速需要过较长时间才能稳定下来,而在读取转速时可能转速还没有稳定下来,所以引入了人为误差;

3、由于在实验过程中电机转速不够稳定,且线路存在电阻、杂散电感电容影响,所以引入了系统误差;

4、

在读取实验仪器的示数时,由于是人眼读取数据,因而存在估读、错读、漏读等可能,所以引入了人为误差;

5、

由于实验测量仪器不够精准,示数波动较大,所以引入了系统误差;

6、由于电机经过较长时间使用,各项性能都会变差,测量器件也会,所以引入系统误差;

9、

实验小结

1、直流电动机在运行过程中,励磁回路绝不可以断开,即绝不可以失磁,因为如果失磁,由于剩磁作用电机的转速将会迅速升高,有可能引发严重的事故;

2、

相比于R2=360欧姆,当R2=180欧姆时特性曲线更加平缓,也即制动过程更加缓慢,因此可以通过控制制动电阻阻值来控制制动的快慢程度;

3、

由于电机控制步骤和注意事项较多,所以在做电机实验时应该小心谨慎,不能够过于急躁,避免发生事故;

4、

在接通电机电源之前,一定要保证线路连接没有问题,励磁回路和电枢回路都要仔细检查一遍,这样才能尽可能避免事故;

5、

在做电机实验时,由于所做实验内容较多,所以每次实验前应该先预习一下实验内容的理论基础知识,这样做实验时才能够事半功倍;

6、由于在测电机转速时,需要等待较长时间,因此要有足够的耐心,否则如果过于急躁,那么没有等到电机稳定下来就读取电机转速,会给实验结果引入很大的人为误差;

十、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?

答:理想空载点处Ia=0,也即电枢回路电流为0时为理想空载点。

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?

答:会变为负值,因为此时电枢回路电流方向改变了,而,前两项都没有变,Ia变方向了,所以电磁转矩会改变方向。

3.实验机组,当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,从第一到第四象限其电磁转矩方向是否改变?为什么?

答:

①当电动机从第一象限运行到第四象限,此时拖动位能性负载,为反向回馈制动运行,此时U反向,n反向,Te与n相反,所以方向不变;

②作为负载的,从第一到第四象限其电磁转矩方向不变,因为负载转矩和电动机的电磁转矩始终相反,电磁转矩方向不变,故负载转矩方向也不变。

14

TAG标签: