实验二直流发电机实验 一、实验目的 1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，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？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持 不变，哪些物理量应测取。 2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调节？ 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？ 三、实验项目 1、他励发电机实验 (1)测空载特性保持n=nw使I=0,测取U=f(1r)。 (2)测外特性保持n=nw使I=IN,测取U=f(I)。 (3)测调节特性保持n=nw使U=U,测取I=f(L)。 2、观察并励发电机自励过程 四、实验方法 1、实验设备 导轨、测速发电机及转速表(DD03)、校正直流测功机(DJ23)、直流复励 发电机(DJ13)、直流电压、毫安、安培表(D31)、可调电阻器、电容器(D44)、 波形测试及开关板(D51)、三相可调电阻器(D42) 2、屏上挂件排列顺序：D31、D44、D31、D42、D51 3、按图2-1接线。图中直流发电机G选用DJ13,其额定值P、=100W,UN=200V, Iv=0.5A,nw=1600rmin。校正直流测功机MG作为G的原动机（按他励电动机接线）。 MG、G及TG由联轴器直接连接。开关S选用D51组件。Ra选用D44的18002变阻 器，R2选用D42的9002变阻器，并采用分压器接法。R1选用D44的1802变阻器。R2 为发电机的负载电阻选用D42,采用串并联接法(900？与9002电阻串联加上9002与9002 并联)，阻值为22502。当负载电流大于0.4A时用并联部分，而将串联部分阻值调到最 小并用导线短接。直流电流表、电压表选用D31、并选释合适的量程
5 实验二 直流发电机实验 一、实验目的 1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性，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？在求取直流发电机的特性曲线时，哪些物理量应保持 不变，哪些物理量应测取。 2、做空载特性实验时，励磁电流为什么必须保持单方向调节？ 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？ 三、实验项目 1、他励发电机实验 （1）测空载特性 保持 n=nN使 IL=0，测取 U0=f（If）。 （2）测外特性 保持 n=nN使 If=IfN ，测取 U=f（IL）。 （3）测调节特性 保持 n=nN使 U=UN，测取 If=f（IL）。 2、观察并励发电机自励过程 四、实验方法 1、实验设备 导轨、测速发电机及转速表（DD03）、校正直流测功机（DJ23）、直流复励 发电机（DJ13）、直流电压、毫安、安培表（D31）、可调电阻器、电容器（D44）、 波形测试及开关板（D51）、三相可调电阻器（D42） 2、屏上挂件排列顺序：D31、D44、D31、D42、D51 3、按图 2-1 接线。图中直流发电机 G 选用 DJ13，其额定值 PN＝100W，UN＝200V， IN＝0.5A，nN＝1600r/min。校正直流测功机 MG 作为 G 的原动机（按他励电动机接线）。 MG、G 及 TG 由联轴器直接连接。开关 S 选用 D51 组件。Rf1选用 D44 的 1800Ω 变阻 器，Rf2 选用 D42 的 900Ω 变阻器，并采用分压器接法。R1选用 D44 的 180Ω 变阻器。R2 为发电机的负载电阻选用D42，采用串并联接法（900Ω 与 900Ω 电阻串联加上 900Ω 与 900Ω 并联），阻值为 2250Ω。当负载电流大于 0.4 A 时用并联部分，而将串联部分阻值调到最 小并用导线短接。直流电流表、电压表选用 D31、并选择合适的量程
(1)测空载特性 1)把发电机G的负载开关S打开，接通控制屏上的励磁电源开关，将R2调至使G 励磁电压最小的位置。 2)使MG电枢串联起动电阻R,阻值最大，R阻值最小。仍先接通控制屏下方左边 的励磁电源开关，在观察到MG的励磁电流为最大的条件下，再接通控制屏下方右边的 电枢电源开关，起动直流电动机MG,其旋转方向应符合正向旋转的要求。 3)电动机MG起动正常运转后，将MG电枢串联电阻R1调至最小值，将MG的电 枢电源电压调为220V,调节电动机磁场调节电阻R,使发电机转速达额定值，并在以后 整个实验过程中始终保持此额定转速不变。 勋游电漂 220V R 220V 电枢电裙 R阳 图2-1直流他励发电机接线图 4)调节发电机励磁分压电阻R2,使发电机空载电压达Uo=1.2U为止。 5)在保持n=nw=1600r/min条件下，从U=1.2Ux开始，单方向调节分压器电阻R2 使发电机励磁电流逐次减小，每次测取发电机的空载电压U。和励磁电流I,直至I=0(此 时测得的电压即为电机的剩磁电压)。 6)测取数据时Uo=U和I=0两点必测，并在Uo=U附近测点应较密。 7)共测取7~8组数据，记录于表2-1中。 表2-1 n=nN=1600r/min 1h=0 U6(V) I (mA) (2)测外特性 1)把发电机负载电阻R2调到最大值，合上负载开关S。 6
6 （1）测空载特性 1）把发电机 G 的负载开关 S 打开，接通控制屏上的励磁电源开关，将 Rf2调至使 G 励磁电压最小的位置。 2）使 MG 电枢串联起动电阻 R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左边 的励磁电源开关，在观察到 MG 的励磁电流为最大的条件下，再接通控制屏下方右边的 电枢电源开关，起动直流电动机 MG，其旋转方向应符合正向旋转的要求。 3）电动机 MG 起动正常运转后，将 MG 电枢串联电阻 R1调至最小值 ，将 MG 的电 枢电源电压调为 220V，调节电动机磁场调节电阻 Rf1，使发电机转速达额定值，并在以后 整个实验过程中始终保持此额定转速不变。 图 2-1 直流他励发电机接线图 4）调节发电机励磁分压电阻 Rf2，使发电机空载电压达 U0＝1.2UN为止。 5）在保持 n=nN＝1600r/min 条件下，从 U0＝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，每次测取发电机的空载电压 U0和励磁电流 If，直至 If＝0（此 时测得的电压即为电机的剩磁电压）。 6）测取数据时 U0＝UN和 If＝0 两点必测，并在 U0＝UN 附近测点应较密。 7）共测取 7～8 组数据，记录于表 2-1 中。 表 2-1 n=nN＝1600r/min IL=0 U0（V） If（mA） （2）测外特性 1）把发电机负载电阻 R2调到最大值，合上负载开关 S
2)同时调节电动机的磁场调节电阻R,发电机的分压电阻R2和负载电阻R,使发电 机的I=Iw,U=U,=w,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 IN,记录该组数据。 3)在保持n=nw和I=I不变的条件下，逐次增加负载电阻R2,即减小发电机负载 电流I,从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1，直到空 载（断开开关S,此时1=0），共取6-7组数据，记录于表2-2中。 表2-2 n=nN= r/min I=IN= mA U(V) IL (A) (3)测调整特性 1)调节发电机的分压电阻R2,保持n=n,使发电机空载达额定电压。 2)在保持发电机=mw条件下，合上负载开关S,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I,使发电机端电压保持额定值U=U。 3)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I, 共取5-6组数据记录于表2-3中。 表2-3 n=nN= r/min U=UN=V IL (A) Ir (mA) 4、观察并励发电机自励过程 1)在断电的条件下将发电机G的励磁方式从他励改为并励，接线如图2-2所示。R 选用D42的9002电阻两只相串联并调至最大阻值，打开开关S。 2)起动电动机，调节电动机的转速，使发电机的转速n=w,用直流电压表量发电机 是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改接成他励方式进行充磁。 3)合上开关S逐渐减小R2,观察发电机电枢两端的电压，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。 4)对应着一定的励磁电阻，逐步降低发电机转速，使发电机电压随之下降，直至电 压不能建立，此时的转速即为临界转速。 >
7 2）同时调节电动机的磁场调节电阻 Rf1，发电机的分压电阻 Rf2 和负载电阻 R2使发电 机的 IL＝IN，U＝UN，n=nN，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 IfN，记录该组数据。 3）在保持 n=nN和 If＝IfN 不变的条件下，逐次增加负载电阻 R2，即减小发电机负载 电流 IL，从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 IL，直到空 载（断开开关 S，此时 IL=0），共取 6-7 组数据，记录于表 2-2 中。 表 2-2 n＝nN＝ r/min If＝IfN＝ mA U（V） IL（A） （3）测调整特性 1）调节发电机的分压电阻 Rf2，保持 n=nN，使发电机空载达额定电压。 2）在保持发电机 n=nN条件下，合上负载开关 S，调节负载电阻 R2，逐次增加发电机 输出电流 IL，同时相应调节发电机励磁电流 If，使发电机端电压保持额定值 U＝UN。 3）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 IL和励磁电流 If， 共取 5-6 组数据记录于表 2-3 中。 表 2-3 n=nN＝ r/min U＝UN＝ V IL（A） If（mA） 4、观察并励发电机自励过程 1）在断电的条件下将发电机 G 的励磁方式从他励改为并励，接线如图 2-2 所示。Rf2 选用 D42 的 900Ω 电阻两只相串联并调至最大阻值，打开开关 S。 2）起动电动机，调节电动机的转速，使发电机的转速 n=nN，用直流电压表量发电机 是否有剩磁电压，若无剩磁电压，可将并励绕组改接成他励方式进行充磁。 3）合上开关 S 逐渐减小 Rf2，观察发电机电枢两端的电压，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。 4）对应着一定的励磁电阻，逐步降低发电机转速，使发电机电压随之下降，直至电 压不能建立，此时的转速即为临界转速
勋磁电源 D220V In(A R I A3 R I红A4 V 220V 电枢电深 R2 图2-2直流并励发电机接线图 五、注意事项 1、直流电动机MG起动时，要注意须将R调到最大，R调到最小，先接通励磁电 源，观察到励磁电流I为最大后，接通电枢电源，MG起动运转。起动完毕，应将R,调 到最小。 2、做外特性时，当电流超过0.4A时，R,中串联的电阻调至零并用导线短接，以免 电流过大引起变阻器损坏。 六、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、绘出他励发电机的外特性曲线。算出电压变化率：AU%=,-U1O0%。 Ux 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。 七、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=nw,应如何调节？ 8
8 图 2-2 直流并励发电机接线图 五、注意事项 1、直流电动机 MG 起动时，要注意须将 R1调到最大，Rf1调到最小，先接通励磁电 源，观察到励磁电流 If1为最大后，接通电枢电源，MG 起动运转。起动完毕，应将 R1调 到最小。 2、做外特性时，当电流超过 0.4A 时，R2 中串联的电阻调至零并用导线短接，以免 电流过大引起变阻器损坏。 六、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、绘出他励发电机的外特性曲线。算出电压变化率： % 0 100% N N U U U U 。 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。 七、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？