直流电机认识实验.docVIP

实验一 直流电机实验 实验目的 1．了解实验室电源状况及具体布置。 2．认识电机机组及常用测量仪器、仪表等组件。 3．熟悉直流电机运行前的一般性检查。 4．掌握直流电动机的基本接线方法。 5．掌握直流电机起动及调速方法。 实验内容 1．了解实验室基本状况。 2．直流电机运行前的一般性检查。 3．直流电动机的接线。 4．直流电动机的起动、调速及转向的改变。 预习要点 1．直流电动机起动时应注意的问题。 2．直流电动机停机时应注意的问题。 3．使用测量仪表时应注意的问题。 4．安全操作的注意事项。 原理简述 电机是用来进行机电能量转换的电磁装置。将直流电能转换为机械能的电机叫做直流电动机，将机械能转换为直流电能的电机叫做直流发电机。 直流电机由静止部分和转动部分组成。静止部分称为定子，包括主磁极、换向极、电刷装置和机座等主要部件。转动部分称为转子，又称电枢，它主要包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等部件。 电动机从静止到稳定运行状态的过程,称为起动过程。为了克服静摩擦转矩和负载转矩，缩短起动时间，提高生产效率，要求电动机有足够的起动转矩。直流电动机在起动瞬间（n=0）的电磁转矩称为起动转矩 （Nm） 式中：—为起动电流，即在起动瞬间的电枢电流。 要使起动转矩足够大，就要求磁通和起动电流也足够大。在起动开始瞬间，先将励磁绕组接上电源，并将其回路中的调节电阻全部切除或予以短路，使励磁电流尽可能大些，以保证起动时磁通为最大。 起动瞬间转速n=0，电枢电动势，流过电枢的起动电流即为堵转电流Ik 由于电枢电阻的数值很小，的数值可能达到额定值的十多倍，这样大的电枢电流将会导致换向困难，换向器上将产生很大的火花。同时电动机将产生过大的转矩和很高的加速度，使传动机构与生产机械受到很大的冲击力，可能损坏设备。此外这样大的起动电流还会引起很大的线路压降，使电网电压不稳定，因而起动电流不允许过大。为了获得足够大的起动转矩，同时又限制起动电流在一定的范围内，需要在电枢电路中串入适当阻值的起动电阻Rst，使起动电流限制在（1.5~2）。 直流电动机的调速方法由式可看出，其基本方法有三种：改变电枢电路的串联电阻、减弱磁通与降低供电电压。前两种是改变电动机回路参数的方法，后一种则是改变电源供电条件的方法。 电动机的转向决定于电磁转矩的方向，而电磁转矩则由磁通和电枢电流互相作用产生的。由式可知，若要改变电磁转矩的方向，只要改变磁通或电枢电流的方向即可。如果同时改变磁通和电枢电流的方向，则电磁转矩的方向仍然不变。因此，改变直流电动机的旋转方向有两种方法：一是保持电动机电枢两端电压的极性不变，将励磁绕组反接，使励磁电流反向，从而改变磁通的方向；另一是保持励磁绕组两端的电压极性不变，将电枢绕组反接，使电枢电流改变方向。 实验方法 1．了解实验室基本状况 （1）听取指导教师讲解电机实验的基本要求、实验规则及安全措施。 （2）熟悉实验室电源、开关及设备等的容量及布置。 2．直流电机运行前的一般性检查 （1）用手转动直流电动机转轴，电机转动是否灵活，电机内有无摩擦和撞击声响。 （2）观察电机换向器表面，表面是否清洁光滑，换向片之间沟槽内的云母绝缘有无凸出现象。 （3）观察电刷装置的结构，电刷在刷握中不应太紧，弹簧压力应适当、电刷应与换向器表面保持良好的接触。 （4）选用合适的摇表（兆欧表）测出电机每个绕组对外壳的绝缘电阻以及各绕组间的绝缘电阻，并记入表2-1-1中。常温下绕组应具有的绝缘电阻值没有具体的规定，但对额定电压在500V以下的电机，一般不应低于0.5MW。在工作温度下的绝缘电阻值，可参照下列经验公式考虑 （MW） （5）利用伏-安法(参照图2-1-1)测出电机电枢绕组的电阻。实验时直流电源电压应保持稳定，调节电阻使电枢电流不大于额定电流的20%，以免电机因存在剩磁而转动。测出电枢两端电压和电枢电流，计算出电枢电阻 实验时，如果从电枢的接线端子上测量电压，则计算出的电阻包括电枢绕组电阻、换向器绕组电阻、其他串联绕组的电阻以及电刷与换向器之间的接触电阻。 为避免测量误差和电枢绕组不对称的影响，可以将电枢转到三个不同的位置，每个位置测量一次，将数据记入表2-1-2中，然后求取三次测量的算术平均值，并按下式求出折合到75° （Ω） 式中： q ——室温，以°C为单位。 ——室温下测得的电阻值。 图2-1-1 电机电枢绕组电阻的测试 表2-1-1 实验记录表 绕组名称 绝 缘 电 阻 值 /MW 对地（外壳） 对电枢绕组 对励磁绕组 电枢绕组