直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性
一、实训目的
了解和测定他励直流电动机在各种运转状态的机械特性
二、预习要点
1、改变他励直流电动机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、实训项目
1、电动及回馈制动状态下的机械特性
2、电动及反接制动状态下的机械特性
3、能耗制动状态下的机械特性
四、实训方法
1、实训设备
序号型号名称数量1DQ03-1导轨、光电测速系统及转速表1件2DQ09直流并（他）励电动机1件3DQ19校正直流测功机1件4DQ22直流数字电压、毫安、安培表2件5DQ26三相可调电阻器1件6DQ27三相可调电阻器1件7DQ29可调电阻器1件8DQ31C熔断器及开关板1件2、屏上挂件排列顺序
DQ22、DQ27、DQ26、DQ22、DQ29、DQ31C





图4-1他励直流电动机机械特性测定接线图
按图4-1接线，图中M用编号为DQ09的直流并（他）励电动机接成他励方式，MG用编号为DQ19的校正直流测功机，直流电压表V1、V2的量程为300V，直流电流表A1、A3的量程为200mA，A2、A4的量程为5A。R1、R2、R3、及R4依不同的实训而选不同的阻值。
3、R2=0时电动及回馈制动状态下的机械特性
（1）R1、R2分别选用DQ29的1800&Omega和180&Omega阻值，R3选用DQ27上4只900&Omega串联共3600&Omega阻值，R4选用DQ27上1800&Omega再加上DQ26上6只90&Omega串联共2340&Omega阻值。
（2）R1阻值置z小位置，R2、R3及R4阻值置z大位置。开关S1、S2选用控制屏上相应开关，并将S1合向1电源端，S2合向2'短接端见图4-1。
（3）开机时需检查控制屏下方左、右两边的励磁电源开关及电枢电源开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的电源总开关（空气开关），再按下启动按钮，随后接通励磁电源开关，z后检查R2阻值确在z大位置时接通电枢电源开关，使他励直流电动机M起动运转。调节电枢电源电压为220V；调节R2阻值至零位置，调节R3阻值，使电流表A3为100mA。
（4）调节电动机M的磁场调节电阻R1阻值，和电机MG的负载电阻R4阻值先调节DQ27上1800&Omega阻值，调至z小后应用导线短接。使电动机M的n=nN=1500r/min，IN=If+Ia=1.2A。此时他励直流电动机的励磁电流If为额定励磁电流IfN。保持U=UN=220V，If=IfN，A3表为100mA。增大R4阻值，直至空载拆掉开关S2的2'上的短接线，测取电动机M在额定负载至空载范围的n、Ia，共取8-9组数据记录于表4-1中。
（5）在确定S2上短接线仍拆掉的情况下，把R4调至零值位置其中DQ27上1800&Omega阻值调至零值后用导线短接，再减小R3阻值，使MG的空载电压与电枢电源电压值接近相等在开关S2两端测，并且性相同，把开关S2合向1'端。
（6）保持电枢电源电压U=UN=220V，If=IfN，调节R3阻值，使阻值增加，电动机转速升高，当A2表的电流值为0A时，此时电动机转速为理想空载转速，继续增加R3阻值，使电动机进入第二象限回馈制动状态运行直至转速约为1900 r/min，测取M的n、Ia。共取8～9组数据记录于表4-2中。
（7）停机（先关断电枢电源开关，再关断励磁电源开关，并将开关S2合向到2'端）。
表4-1UN=220VIfN=mA
Ia（A）n（r/min）表4-2UN=220VIfN=mA
Ia（A）n（r/min）4、R2=300&Omega时的电动运行及反接制动状态下的机械特性
1在确保断电条件下，改接图4-1，R1阻值不变，R2用DQ27的900&Omega与900&Omega并联并用万用表调定在300&Omega，R3用DQ27的1800&Omega阻值，R4用DQ27上1800&Omega阻值加上DQ26上6只90&Omega电阻串联共2340&Omega阻值。
2S1合向1端，S2合向2'端短接线仍拆掉，把电机MG电枢的二个插头对调，R1、R3置z小值，R2置300&Omega阻值，R4置z大值。
3先接通励磁电源，再接通电枢电源，使电动机M起动运转，调节R3阻值，使电流表A3为100mA并保持，在S2两端测量测功机MG的空载电压是否和电枢电源的电压性相反，若性相反，检查R4阻值确在z大位置时可把S2合向1'端。
4保持电枢电源输出电压U=UN=220V，If=IfN不变，逐渐减小R4阻值（先减小DQ27上1800&Omega阻值，调至零值后用导线短接），使电机减速直至为零。继续减小R4阻值，使电动机进入反向旋转，转速在反方向上逐渐上升，此时电动机在电势反接制动状态运行，直至电动机M的Ia=0.8IaN，测取电动机在1、4象限的n、Ia，共取12～13组数据记录于表4-3中。
5停机必须记住先关断电枢电源，而后关断励磁电源的次序，并随手将S2合向到2'端。
表4-3UN=220VIfN=mAR2=300&Omega
Ia（A）n（r/min）5、能耗制动状态下的机械特性
1图4-1中，R1阻值不变，R2用DQ29的180&Omega固定阻值，R3用DQ27的1800&Omega可调电阻，R4阻值不变，在反接制动基础上把电机MG电枢的二个插头对调回来。
2S1合向2短接端，R1置z大位置，R3置z小值位置，R4先调定为180&Omega阻值，S2合向1'端。
3先接通励磁电源，再接通电枢电源，使校正直流测功机MG起动运转，调节电枢电源电压为220V，调节R1使电动机M的If=IfN，调节R3使电机MG励磁电流为100mA，继续减少R4阻值使电机M的能耗制动电流Ia=0.8IaN,然后逐次增加R4阻值，其间测取M的Ia、n，共取8-9组数据记录于表4-4中。
4把R2调定在90&Omega阻值，重复上述实训操作步骤2、3，测取M的Ia、n，共取5-7组数据记录于表4-5中。
当忽略不变损耗时，可近似认为电动机轴上的输出转矩等于电动机的电磁转矩T=CM&PhiIa，他励电动机在磁通&Phi不变的情况下，其机械特性可以由曲线n＝fIa来描述。
表4-4R2=180&OmegaIfN=mA
Ia（A）n（r/min）

表4-5R2=90&OmegaIfN=mA
Ia（A）n（r/min）五、实训报告
根据实训数据，绘制他励直流电动机运行在第yi、第二、第四象限的电动和制动状态及能耗制动状态下的机械特性n=fIa用同一座标纸绘出。
六、思考题
1、回馈制动实训中，如何判别电动机运行在理想空载点？
2、直流电动机从第yi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？
3、直流电动机从第yi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MG，从第yi象限到第四象限其电磁转矩方向是否改变？为什么？

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