《直流发电机》word版.doc

实验二 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=nN，使I=0，测取Uo=f(If)2)外特性：保持n=nN，使If =IfN，测取U=f(I)3)调节特性：保持n=nN，使U=UN，测取If =f(I)2.并励发电机(1)观察自励过程(2)测外特性：保持n=nN，使Rf2 =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=nN，使Rf=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M034．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G：直流发电机M01，PN=100W，UN=200V，IN=0.5A，NN=1600r/minM：直流电动机M03，按他励接法S1、S2：双刀双掷开关，位于MEL-05R1：电枢调节电阻100Ω/1.22A，位于MEL-09Rf1：磁场调节电阻3000Ω/200mA，位于MEL-09Rf2：磁场调节变阻器，采用MEL-03最上端900Ω变阻器，并采用分压器接法R2：发电机负载电阻，采用MEL-03中间端和下端变阻器，采用串并联接法，阻值为2250Ω（900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联）调节时先调节串联部分，当负载电流大于0.4A时用并联部分，并将串联部分阻值调到最小并用导线短接以避免烧毁熔断器mA1、A1：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上U1、U2：分别为可调直流稳压电源和电机励磁电源V2、mA2、A2：分别为直流电压表（量程为300V档），直流毫安表（量程为200mA档），直流安倍表（量程为2A档）（1）空载特性a．打开发电机负载开关S2，合上励磁电源开关S1，接通直流电机励磁电源，调节Rf2，使直流发电机励磁电压最小，mA2读数最小。

此时，注意选择各仪表的量程b．调节电动机电枢调节电阻R1至最大，磁场调节电阻Rf1至最小，起动可调直流稳压电源（先合上对应的船形开关，再按下复位按钮，此时，绿色工作发光二极管亮，表明直流电压已正常建立），使电机旋转b．从数字转速表上观察电机旋转方向，若电机反转，可先停机，将电枢或励磁两端接线对调，重新起动，则电机转向应符合正向旋转的要求d．调节电动机电枢电阻R1至最小值，可调直流稳压电源调至220V，再调节电动机磁场电阻Rf1，使电动机（发电机）转速达到1600r/min（额定值），并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变e．调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达V0=1.2UN（240V）为止f．在保持电机额定转速（1600r/min）条件下，从UO=1.2UN开始，单方向调节分压器电阻Rf2，使发电机励磁电流逐次减小，直至If2=o每次测取发电机的空载电压UO和励磁电流If2,只取7-8组数据，填入表1-2中，其中UO=UN和If2=O两点必测，并在UO=UN附近测点应较密表1-2 n=nN=1600r/minUO（V）22021020019017015040If2（A）9677726362550（2）外特性a．在空载实验后，把发电机负载电阻R2调到最大值（把MEL-03中间和下端的变阻器逆时针旋转到底），合上负载开关S2。

b．同时调节电动机磁场调节电阻Rf1，发电机磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机的n=nN,U=UN（200V），I=IN（0.5A），该点为发电机的额定运行点，其励磁电流称为额定励磁电流If2N= A.c．在保持n=nN和If2=If2N不变的条件下，逐渐增加负载电阻，即减少发电机负载电流，在额定负载到空载运行点范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，直到空载（断开开关S2），共取6-7组数据，填入表1-3中其中额定和空载两点必测表1-3 n=nN=1600r/min If2=If2NU（V）200190180170160150140I（A）0.5100.4800.4450.4210.1390.3710.215（3）调整特性a．断开发电机负载开关S2，调节发电机磁场电阻Rf2，使发电机空载电压达额定值（UN=200V）b．在保持发电机n=nN条件下，合上负载开关S2，调节负载电阻R2，逐次增加发电机输出电流I，同时相应调节发电机励磁电流If2，使发电机端电压保持额定值U=UN，从发电机的空载至额定负载范围内每次测取发电机的输出电流I和励磁电流If2，共取5-6组数据填入表1-4中。

表1-4 n=nN=1600r/min,U=UN=200VI（A）0.5000.4120.3420.2330.2050.1820.115If2（A）0.1120.0960.090.0850.0830.0810.0792．并励直流发电机（1）观察自励过程a．断开主控制屏电源开关，即按下红色按钮，钥匙开关拨向“关”按图1-4接线 R1、Rf1：电动机电枢调节电阻 和磁场调节电阻，位于MEL-09A1、mA1：直流电流表、毫安表，位于可调直流电源和励磁电源上mA2、A2：直流毫安表、电流表位于MEL-06Rf2：MEL-03中二只900Ω电阻相串联，并调至最大R2：采用MEL-03中间端和下端变阻器，采用串并联接法，阻值为2250ΩS1、S2：位于MEL-05V1、V2：直流电压表，其中V1位于直流可调电源上，V2位于MEL-06b．断开S1、S2，按前述方法（他励发电机空载特性实验b）起动电动机，调节电动机转速，使发电机的转速n=nN，用直流电压表测量发电机是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改接他励进行充磁c．合上开关S1，逐渐减少Rf2，观察电动机电枢两端电压，若电压逐渐上升，说明满足自励条件，如果不能自励建压，将励磁回路的两个端头对调联接即可。

2）外特性a．在并励发电机电压建立后，调节负载电阻R2到最大，合上负载开关S2，调节电动机的磁场调节电阻Rf1，发电机的磁场调节电阻Rf2和负载电阻R2，使发电机n=nN,U=UN，I=INb．保证此时Rf2的值和n=nN不变的条件下，逐步减小负载，直至I=0，从额定到负载运行范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，共取6-7组数据，填入表1-5中，其中额定和空载两点必测表1-5 n=nN=1600r/min Rf2= AU（V）I（A）3．复励发电机（1）积复励和差复励的判别a．接线如图1-5所示R1、Rf1：电动机电枢调节电阻和磁场调节电阻，位于MEL-09A1、mA1：直流电流、毫安表V2、A2、mA2：直流电压、电流、毫安表，采用MEL-06组件Rf2：采用MEL-03中两只900Ω电阻串联R2：采用MEL-03中四只900Ω电阻串并联接法，最大值为2250ΩS1、S2：单刀双掷和双刀双掷开关，位于MEL-05开关板上按图接线，先合上开关S，将串励绕组短接，使发电机处于并励状态运行，按上述并励发电机外特性试验方法，调节发电机输出电流I=0.5IN，n=nN，U=UN。

b．打开短路开关S1，在保持发电机n，Rf2和R2不变的条件下，观察发电机端电压的变化，若此电压升高即为积复励，若电压降低为差复励，如要把差复励改为积复励，对调串励绕组接线即可2）积复励发电机的外特性实验方法与测取并励发电机的外特性相同先将发电机调到额定运行点，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此时的Rf2和n=nN不变的条件下，逐次减小发电机负载电流，直至I=0从额定负载到空载范围内，每次测取发电机的电压U和电流I，共取6-7组数据，记录于表1-6中，其中额定和空载两点必测 表1-6 n=nN = r／min Rf2=常数U（V）I（A） 六．注意事项1.起动直流电动机时，先把R1调到最大，Rf2 调到最小，起动完毕后，再把R1调到最小2.做外特性时，当电流超过0.4安时，R2中串联的电阻必须调至零，以免损坏 七．实验报告1.根据空载实验数据，作出空载特性曲线，由空载特性曲线计算出被试电机的饱和系数和剩磁电压的百分数2.在同一张座标上绘出他励、并励和复励发电机的三条外特性曲线分别算出三种励磁方式的电压变化率：ΔU=?100%并分析差异的原因。

3.绘出他励发电机调整特性曲线，分析在发电机转速不变的条件下，为什么负载增加时，要保持端电压不变，必须增加励磁电流的原因 八．思考题. 并励发电机不能建立电压有哪些原因？答；并励发电机的励磁绕组与电枢绕组并联，励磁电流由发电机电枢绕组自己供给，所以不需要建立电压2.在发电机一电动机组成的机组中，当发电机负载增加时，为什么机组的转速会变低？为了保持发电机的转速n=nN，应如何调节？答；一方面当负载电阻减小，使负载电流增大，端电压下降；另一方面负载电阻减小后端电压下降， 端电压下降导致机组转速变低 可用降压或串电阻的方法进行调节；也可两种方法同时使用。