电机 201410(本).doc

实验一、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、并励发电机实验
(1)观察自励过程
(2)测外特性保持n=nN使Rf2=常数,测取U=f(IL)。
四、实验设备及挂件排列顺序
1、实验设备
序号
型号(天煌)
型号(天科)
名称
数量
1
DD03
DQ03-1
导轨、测速发电机及转速表
1台
2
DJ23
DQ19
校正直流测功机
1台
3
DJ15
DQ09
直流并励电动机
1台
4
D31
D22-1
直流电压、毫安、电流表
2件
5
D42
DQ27
三相可调电阻器
1件
6
D44
DQ26
可调电阻器、电容器
1件
7
D51
DQ31
波形测试及开关板
1件

2、屏上挂件排列顺序
天煌:D31、D42、D51、D31、D44
(天科: D22-1、DQ27、DQ31、D22-1、DQ26)
五、实验原理
直流发电机是将机械能转换为直流电能的能量转换器,因而发电机需要用原动机来带动。在实验中一般用直流或交流电动机作为原动机。直流发电机的励磁一般分为他励、并励、复励等。
1、直流发电机的空载特性是指发电机在额定转速下稳定运行,输出端开路(IL=0)时,发电机空载电压U0与励磁电流If之间的关系U0=f (If)。
由于空载情况下,发电机端电压U0与气隙磁通成正比,即U0=E0=Ceφ n,励磁电流与励磁磁动势成正比,即F0=2If·N (N为发电机每极的励磁绕组数),所以U0=f(If)与磁化曲线φ=f(F0)相同,仅坐标刻度不同。
注意:在增加或减小励磁电流的过程中,不允许反向调节,否则会出现局部励磁回线。
2、直流发电机的外特性是指发电机在额定转速下稳定运行,保持励磁电流不变,端电压与负载电流之间的关系U=f(IL),不同励磁方式的发电机其外特性不同。
Ish
In
0
I
U
UN
UO
①
②
图1-1他、并励直流发电机的外特性
对于他励发电机的外特性曲线如图1-1所示,是一条略微下降的曲线,特性较“硬”。
由电压方程U=Ea-IaRa= Ceφn–IaRa可知,造成他励直流发电机电压下降的原因有二:
电枢回路的电阻压降IaRa;
电枢反应的去磁效应使电枢电动势减小。
为了说明端电压随电流变化而变化的程度,引用电压变化率ΔU%表示。按国家标准规定,直流发电机的电压变化率是指当n=nN,If=IfN时,从额定负载(U=UN,I=IN)过渡到空载(I=0)时,电压升高的数值与额定电压的相比百分值,即:ΔU%=(U0–UN)/UN×100%
一般他励直流发电机的电压变化率ΔU%约为5%~10%,因此,它可以近似当作为一个恒压电源。
3、直流发电机的调节特性反映了n=常值情况下,在负载电流变化时,为保持发电机的端电压U为常值,励磁电流的调节规律,即指n=nN,U=UN时,If=f(IL)的关系曲线。
六、实验方法
1、他励直流发电机

图1-2直流他励发电机接线图
按图1-2接线。图中直流发电机G选用DJ13,其额定值PN=100W,UN=200V,IN=,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。 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Rf2调至使G励磁电压最小的位置。
2)使MG电