实验一直流发电机一．实验目的1.用实验方法测量他励发电机的空载参数，并对发电机的空载特性作出评价。2.掌握用实验方法测定他励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。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=nx，使I=0，测取Uo=f(I.)。(2)输出特性：保持n=nx，使If=In，测取U=f(I)。(3)调节特性：保持n=ns，使U=Us，测取I=f(I)。*2.并励发电机(1)观察自励过程(2)测外特性：保持n=nx，使Rr2=常数(可为零),测取U=f(I)。*3.复励发电机积复励发电机外特性：保持n=nx使Rr=常数（可为零），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-II）。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。7.波形测试及开关板（MEL-05C)。8.三相可调电阻900Q（MEL-03）。9.电机起动箱（MEL-09）
实验一 直流发电机 一．实验目的 1．用实验方法测量他励发电机的空载参数，并对发电机的空载特性作出评价。 2. 掌握用实验方法测定他励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。 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)输出特性：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(可为零),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(可为零)，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-II）。 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。 7．波形测试及开关板（MEL-05C）。 8．三相可调电阻 900Ω（MEL-03）。 9．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1-1接线So可调可直调流直稳流压稳电压P源电电源枢励VD磁VF2图1-1他励直流发电机接线图G：直流发电机M01，PN=100W，UN=200V，In=0.5A，Nn=1500r/minM1：直流电动机M03，按并励接法S：双刀双掷开关，位于MEL-05RL：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2250Q（900Q与900Q电阻串联加上900Q与9002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。AF1、AM：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。V1、V2：分别为可调直流稳压电源和发电机电压输出。V2、AF2、AG：分别为直流电压表（量程为300V档），直流毫安表（量程为200mA档）直流安培表（量程为2A档）（1）起动电机a.发电机的负载电阻阻值调到最大，即磁盘电阻旋钮逆时针调到头。打开发电机负载开关S。VF2调到最小，即电压调节电位器旋钮逆时针调到头。电机的电枢电源VD调到最小，即电压调节电位器旋钮逆时针调到头。此时，注意选择各仪表的量程。b.起动可调直流稳压电源，使电机旋转。即：先合上对应的船形开关，再按下复位按钮（其中六台有，另六台没有），此时，绿色工作发光二极管亮，表明直流电压已正常建立。c.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。（2）空载特性a.调节电动机电枢可调直流稳压电源调至电动机（发电机）转速达到n=nN=1500r/min
五．实验说明及操作步骤 1．他励发电机。 按图 1-1 接线 可 调 直 流 稳 压 电 源 电 枢 VD 可 调 直 流 稳 压 电 源 励 磁 VF2 G：直流发电机 M01，PN=100W，UN=200V，IN=0.5A，NN=1500r/min M1：直流电动机 M03，按并励接法 S：双刀双掷开关，位于 MEL-05 RL：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。 AF1、AM：分别为毫安表和电流表，位于直流电源上。 V1、V2：分别为可调直流稳压电源和发电机电压输出。 V2、AF2、AG：分别为直流电压表（量程为 300V 档），直流毫安表（量程为 200mA 档）， 直流安培表（量程为 2A 档） （1）起动电机 a．发电机的负载电阻阻值调到最大，即磁盘电阻旋钮逆时针调到头。打开发电机负载 开关 S。VF2 调到最小，即电压调节电位器旋钮逆时针调到头。电机的电枢电源 VD 调到最 小，即电压调节电位器旋钮逆时针调到头。此时，注意选择各仪表的量程。 b．起动可调直流稳压电源，使电机旋转。 即：先合上对应的船形开关，再按下复位按钮（其中六台有，另六台没有），此时，绿 色工作发光二极管亮，表明直流电压已正常建立。 c．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。 （2）空载特性 a．调节电动机电枢可调直流稳压电源调至电动机（发电机）转速达到 n＝nN=1500r/min 图 1-1 他励直流发电机接线图
（额定值）。调节电机的电源，并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。b.调节发电机磁场电源，使发电机空载电压达V。-1.2U（240V）为止。c.在保持电机额定转速（n=nN=1500r/min）条件下，从Uo=1.2UN开始，单方向调节发电机的励磁电源，使发电机励磁电流逐次减小，直至Iz=0。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1-2n=nN=1500r/min8040220Uo(V)2402001901801601200In (A)d.测取反向电压上升前面是测到正向电压下降的空载特性，下面把发电机的励磁电源反向，保持电机额定转速（1500r/min）条件下，从Iz=0开始，单方向调节发电机的励磁电源，使发电机励磁电流逐次减小，直至Uo=-1.2UN。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两点必测，并在Uo-UN附近测点应较密。表 1-2n=nN=1500r/min-200-220Uo(V)0-40-80-120-160-180-190-240In2 (A)e.测取反向电压下降前面是测到正向电压下降的空载特性，保持电机额定转速（1500r/min）条件下，从Uo=-1.2UN开始，单方向调节发电机的励磁电源，使发电机励磁电流逐次减小，直至Iz=0。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Uo=O两点必测，并在Uo=UN附近测点应较密。表1-2n=nN=1500r/min-80-40-220-190Uo (V)-240-200-180-160-120Iz (A)0-f.测取正向电压上升前面是测到正向电压下降的空载特性，下面把发电机的励磁电源反向，保持电机额定转速（1500r/min）条件下，从In=0开始，单方向调节发电机的励磁电源，使发电机励磁电流逐次减小，直至Uo=-1.2UN。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Uo=O两点必测，并在Uo-UN附近测点应较密
（额定值）。调节电机的电源，并在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。 b．调节发电机磁场电源，使发电机空载电压达 V0=1.2UN（240V）为止。 c．在保持电机额定转速（n＝nN=1500r/min）条件下，从 UO=1.2UN 开始，单方向调节 发电机的励磁电源，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=1500r/min UO（V） 240 220 200 190 180 160 120 80 40 If2（A） 0 d．测取反向电压上升 前面是测到正向电压下降的空载特性，下面把发电机的励磁电源反向，保持电机额定转 速（1500r/min）条件下，从 If2=o 开始，单方向调节发电机的励磁电源，使发电机励磁电流 逐次减小，直至 UO=-1.2UN。 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两点必测，并在 UO=UN 附近测点应较密。 表 1-2 n=nN=1500r/min UO（V） 0 -40 -80 -120 -160 -180 -190 -200 -220 -240 If2（A） - - - - - - - - - - e．测取反向电压下降 前面是测到正向电压下降的空载特性，保持电机额定转速（1500r/min）条件下，从 UO=-1.2UN 开始，单方向调节发电机的励磁电源，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 UO=O 两点必测，并在 UO=UN附近测点应较密。 表 1-2 n=nN=1500r/min UO（V） -240 -220 -200 -190 -180 -160 -120 -80 -40 If2（A） - - - - - - - - - 0 f．测取正向电压上升 前面是测到正向电压下降的空载特性，下面把发电机的励磁电源反向，保持电机额定转 速（1500r/min）条件下，从 If2=o 开始，单方向调节发电机的励磁电源，使发电机励磁电流 逐次减小，直至 UO=-1.2UN。 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 UO=O 两点必测，并在 UO=UN附近测点应较密
表 1-2n=nn=1500r/min220Uo (V)04080120200240160180190I2 (A)（2）输出特性a.在空载实验后，把发电机负载电阻R，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S。b.同时调节电动机电源VD，发电机磁场电源VF2和负载电阻RL，使发电机的n=nN=1500rpm，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In2N=A.c.在保持n=nN和Iz=I2N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1-3n=nn=1500r/min I2=l2N=U(V)2000I (A)0.50.450.40.350.30.20.1（3）调整特性a-断开发电机负载开关S，调节发电机磁场电源F2，使发电机空载电压达额定值(UN+200V)可RF可14调=nN1500//min,U+Un=200vOIAAF9(A6.)0.(F20.45GJ0.3(v1)o.*50.5v2RL压(A)压电A覆保持发电机nFn条件合上负载开关S电调节负载电隔L，逐次增加发电机输出电流VT，同射相应调书发电机扇磁电流I2，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范围内每次测取发电械弱输出电流工和励磁电流I2，共取5-6组数据填入表1-4中。六：注意事项1.起动直流电动机时，先把电机的电枢电源VD电压调到最小。2.做外特性时，当电流超过0.4安时，RL中串联的电阻必须调至零，以免损坏。3.避免磁滞效应对测量结果的影响。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
表 1-2 n=nN=1500r/min UO（V） 0 40 80 120 160 180 190 200 220 240 If2（A） （2）输出特性 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 S。 b．同时调节电动机电源 VD，发电机磁场电源 VF2 和负载电阻 RL，使发电机的 n=nN=1500rpm,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=1500r/min If2=If2N= U（V） 200 I（A） 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.2 0.1 0 （3）调整特性 a．断开发电机负载开关 S，调节发电机磁场电源 VF2，使发电机空载电压达额定值 （UN=200V） 表 1-4 n=nN=1500r/min,U=UN=200V I（A） 0 0.1 0. 2 0.3 0.35 0. 4 0.45 0.5 If2（A） b．在保持发电机 n=nN 条件下，合上负载开关 S，调节负载电阻 RL，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。 可 调 直 流 稳 压 电 源 励 磁 VF1 可 调 直 流 稳 压 电 源 电 枢 VD 六．注意事项 1.起动直流电动机时，先把电机的电枢电源 VD 电压调到最小。 2.做外特性时，当电流超过 0.4 安时，RL 中串联的电阻必须调至零，以免损坏。 3.避免磁滞效应对测量结果的影响。 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：AU=Uo-Uxx100%UN并分析差异的原因。（如果没做并励和复励实验，就只画他励的就可以了）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1.并励发电机不能建立电压有哪些原因？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=ns，应如何调节？
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= N O N U U −U 100 并分析差异的原因。（如果没做并励和复励实验，就只画他励的就可以了） 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 1.并励发电机不能建立电压有哪些原因？ 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？