1、1 第第 5 5 讲讲 项目项目1 1 直流电动机及其驱动直流电动机及其驱动 工程实训工程实训1 1 直流电动机的认识与测试直流电动机的认识与测试 教学目标教学目标 1 1、熟悉直流电动机工作特性和机械特性的测定、熟悉直流电动机工作特性和机械特性的测定 2 2、掌握直流电动机调速特性的测定、掌握直流电动机调速特性的测定 教学重点教学重点 直流电机工作特性和机械特性的测定直流电机工作特性和机械特性的测定 教学难点教学难点 直流电机调速特性的测定直流电机调速特性的测定 教学方法教学方法 探究式、演示、情境交融、启发互动式教学法探究式、演示、情境交融、启发互动式教学法 教学手段教学手段 多媒体教学、
2、动画演示教学、实训设备多媒体教学、动画演示教学、实训设备 作业布置作业布置 实训报告实训报告1 1 2 教学过程：教学过程：1 1、实训目的、实训目的 （1 1）掌握测定他励直流电动机的工作特性和机械特性的方法；）掌握测定他励直流电动机的工作特性和机械特性的方法；（2 2）掌握测定他励直流电动机调速特性的方法。）掌握测定他励直流电动机调速特性的方法。2 2、知识准备、知识准备 （1 1）如何正确选择使用仪器仪表，特别是电压表和电流表的量程。）如何正确选择使用仪器仪表，特别是电压表和电流表的量程。（2 2）直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻）直流电动机起动时，为什么在电枢回路中
3、需要串接起动变阻器？不串接会产生什么严重后果？器？不串接会产生什么严重后果？（3 3）直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么）直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置？理由是什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严位置？理由是什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？重后果？（4 4）直流电动机调速及改变转向的方法。）直流电动机调速及改变转向的方法。3 3 3、实训内容、实训内容 （1 1）工作特性和机械特性）工作特性和机械特性 保持保持U=UU=UN N和和I If f=I=IfNfN不变，测取不变，测取n n、T T2 2、=f=f（IaIa）、
4、）、n=fn=f（T T2 2）。（2 2）调速特性）调速特性 1 1）改变电枢电压调速）改变电枢电压调速 保持保持U=UU=UN N、I If f=I=IfNfN不变，不变，T T2 2=常数，测取常数，测取n=fn=f（UaUa）。）。2 2）改变励磁电流调速）改变励磁电流调速 保持保持U=UU=UN N，T2=T2=常数，测取常数，测取n=fn=f（I If f）。）。（3 3）观察能耗制动过程）观察能耗制动过程 4 4 4、实训方法实训方法 （1 1）他励电动机的工作特性和机械特性他励电动机的工作特性和机械特性 1 1）正确接线和选择电阻正确接线和选择电阻 按图按图1 1-2020接线
5、接线。直流电动机直流电动机M M的负载选择校正过的按他励发电的负载选择校正过的按他励发电机连接的直流发动机机连接的直流发动机G G。R Rf f1 1选用选用900900电阻器电阻器，按分压法接线按分压法接线。R Rf f2 2选用两个选用两个900900电阻串联电阻串联，共共18001800阻值阻值。R R1 1用用180180阻值阻值。R R2 2选用选用两个两个900900串联再加两个串联再加两个13001300并联并联，共共24502450阻值阻值。图图1 120 20 他励直流电动机机械特性实验接线图他励直流电动机机械特性实验接线图 5 2 2）调节电阻）调节电阻 将他励直流电动机将
6、他励直流电动机M M的磁场调节电阻的磁场调节电阻R Rf1f1调至最小值，电枢串联调至最小值，电枢串联起动电阻起动电阻R R1 1调至最大值，接通控制屏的电枢电源开关使其起动，旋调至最大值，接通控制屏的电枢电源开关使其起动，旋转方向符合转速表正向旋转。转方向符合转速表正向旋转。3 3）调节相关参量）调节相关参量 M M起动正常后，将其电枢串联电阻起动正常后，将其电枢串联电阻R R1 1调至零，调节电枢电源的调至零，调节电枢电源的电压为电压为220V220V，调节，调节G G的励磁电流的励磁电流I If2f2为校正值，再调节其负载电阻为校正值，再调节其负载电阻R R2 2和电动机的磁场调节电阻和
7、电动机的磁场调节电阻R Rf1f1，使电动机达到额定值（，使电动机达到额定值（U UU UN N，I II IN N，n nn nN N）。此即为）。此即为M M的额定励磁电流的额定励磁电流I IfNfN。6 4 4）参量测量）参量测量 保持保持U UU UN N，I If f=I=IfNfN，I If2f2为校正值不变的条件下，逐次减小电为校正值不变的条件下，逐次减小电动动 机负载。测取电动机电枢输入电流机负载。测取电动机电枢输入电流IaIa、转速、转速n n和发电机的负载电流和发电机的负载电流 I IF F（由校正曲线查出电动机输出对应转矩（由校正曲线查出电动机输出对应转矩T T2 2）。
8、共取数据）。共取数据8 8组，记组，记录于表录于表1 1-1 1中。中。表表1 11 1 他励电机的工作特性和机械特性测定表他励电机的工作特性和机械特性测定表 （U UUNUN V V，If=IIf=IfNfN=mA=mA，I If2f2=mA=mA）实实验验数数据据 Ia（A）n（r/min）IF（A）T2（N m 计计算算数数据据 P2（W）P1（W）（）n（）7 （2 2）调速特性）调速特性 1 1）电枢绕组串电阻调速）电枢绕组串电阻调速 M M运行后，将电阻运行后，将电阻R R1 1调至零，调至零，I If2f2调至校正值，再调节负载电调至校正值，再调节负载电阻阻R R2 2、电枢电压
9、及磁场电阻、电枢电压及磁场电阻R Rf1f1，使，使M M的的U=UU=UN N，Ia=0.5IIa=0.5IN N，I If fI IfNfN记记下此时下此时G G的的I IF F值。值。保持此时的保持此时的I IF F值（即值（即T T2 2值）和值）和I If fI IfNfN不变，逐次增加不变，逐次增加R R1 1的阻的阻值，降低电枢两端的电压值，降低电枢两端的电压UaUa，使，使R R1 1从零调至最大值，每次测取电动从零调至最大值，每次测取电动机的端电压机的端电压UaUa，转速，转速n n和电枢电流和电枢电流IaIa。8 共测量数据共测量数据8 8组，记录于表组，记录于表1 1-2
10、 2中。中。表表1 12 2 电枢绕组串电阻调速测定表电枢绕组串电阻调速测定表 （IfIfI IfNfN mAmA，I IF F=A=A，T T2 2 N N m m，I If2f2=mA=mA）UaUa（V V）n n（r/minr/min）IaIa（A A）9 2 2）改变励磁电流的调速）改变励磁电流的调速 他励直流电动机运行后，将他励直流电动机运行后，将M M的电枢串联电阻的电枢串联电阻R R1 1和励磁调节和励磁调节 电阻电阻R Rf1f1调至零，将调至零，将G G的励磁调节电阻的励磁调节电阻I If2f2调至校正值，再调节调至校正值，再调节M M的电的电 枢电源调压旋钮和枢电源调压旋
11、钮和G G的负载，使电动机的负载，使电动机M M的的U=UU=UN N，IaIa0.5I0.5IN N记下此记下此 时的时的I IF F值。值。保持保持G G的的I IF F值（值（T T2 2值）和值）和M M的的U UU UN N不变，逐次增加磁场电阻不变，逐次增加磁场电阻值，值，直至直至n n1.3n1.3nN N，每次测定电动机的，每次测定电动机的n n、I If f和和IaIa。共取共取8 8组记录于表组记录于表1 13 3中。中。表表1 13 3 改变励磁电流的调速测定表改变励磁电流的调速测定表 （U UUNUN V V，IF=AIF=A，T2T2 NmNm，If2=100mAIf
12、2=100mA）n n（r/minr/min）I If f（mAmA）IaIa（A A）10 （3 3）能耗制动）能耗制动 1 1）按图）按图1 1-2121接线。接线。图图1 121 21 他励电动机能耗制动接线图他励电动机能耗制动接线图 11 （3 3）能耗制动）能耗制动 2 2）把他励直流电动机）把他励直流电动机M M的电枢串联起动电阻的电枢串联起动电阻R R1 1调至最大，磁场调至最大，磁场 调节电阻调节电阻R Rf f调至最小位置。调至最小位置。S S1 1合向合向1 1端位置，然后合上控制屏下方端位置，然后合上控制屏下方 右边的电枢电源开关，使电动机起动。右边的电枢电源开关，使电动
13、机起动。3 3）电动机运转正常后，将开关）电动机运转正常后，将开关S S1 1合向中间位置，使电枢开路。合向中间位置，使电枢开路。由于电枢开路，电动机处于自由停机，记录停机时间。由于电枢开路，电动机处于自由停机，记录停机时间。4 4）将）将R R1 1调回最大位置，重新起动电机，待运转正常调回最大位置，重新起动电机，待运转正常,把把S S1 1合向合向 R RL L端，记录停机时间。端，记录停机时间。5 5）选择）选择RLRL不同的阻值，观察对停机时间的影响。注意调节不同的阻值，观察对停机时间的影响。注意调节R R1 1及及R RL L不宜太小的阻值，以免因产生过大的电流而损坏电机。不宜太小的
14、阻值，以免因产生过大的电流而损坏电机。12 5 5、实训报告、实训报告 （1 1）完成表）完成表1 1-1 1中计算数据中计算数据 电动机输出功率：电动机输出功率：P P2 20.105nT0.105nT2 2 式中输出转矩式中输出转矩T T2 2的单位为的单位为NmNm（由（由I If2f2及及I IF F值，从校正曲线值，从校正曲线 T T2 2=f=f（I IF F）查得），转速）查得），转速n n的单位为的单位为r/minr/min。电动机输入功率：电动机输入功率：P P1 1=U=UI I 输入电流：输入电流：I=Ia+II=Ia+IfNfN 电动机效率：电动机效率：转速变化率：转速变化率：13 5 5、实训报告、实训报告 （2 2）绘制）绘制n=fn=f（IaIa）、）、T T2 2f f（IaIa）及）及n nf f（T T2 2）的特性曲线）的特性曲线 根据表根据表1 1-1 1中所测定的数据画出。中所测定的数据画出。（3 3）绘制出电枢绕组串电阻的调速特性曲线）绘制出电枢绕组串电阻的调速特性曲线 根据表根据表1 1-2 2中所测定的数据画出。中所测定的数据画出。（4 4）绘制出改变励磁电流的调速特性曲线）绘制出改变励磁电流的调速特性曲线 根据表根据表1 1-3 3中所测定的数据画出。中所测定的数据画出。