直流电机认识实训
一、实训目的
1、学习电机实训的基本要求与安全操作注意事项。
2、认识在直流电机实训中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。
二、预习要点
1、如何正确选择使用仪器仪表，特别是电压表电流表的量程。
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器? 不串接会产生什么严重后果?
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位置? 为什么? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果?
4、直流电动机调速及改变转向的方法。
三、实训项目
1、了解DBZ-780G电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正直流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。
2、用伏安法测直流电动机的电枢绕组的冷态电阻。
3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。
四、实训设备及控制屏上挂件排列顺序
1、实训设备
|
序 号 |
型 号 |
名 称 |
数 量 |
|
1 |
DQ03-1 |
导轨、光电测速系统及转速表 |
1 台 |
|
2 |
DQ19 |
校正直流测功机 |
1 台 |
|
3 |
DQ09 |
直流并（他）励电动机 |
1 台 |
|
4 |
DQ22 |
直流数字电压、毫安、安培表 |
2 件 |
|
5 |
DQ27 |
三相可调电阻器 |
1 件 |
|
6 |
DQ29 |
可调电阻器 |
1 件 |
|
7 |
DQ31C |
熔断器及开关板 |
1 件 |
2、控制屏上挂件排列顺序
DQ22、DQ27、DQ22、DQ31C、DQ29
五、实训说明及操作步骤
1、由实训指导人员介绍DBZ-780G型电机拖动及控制技术实训装置各面板布置及使用方法，讲解电机实训的基本要求，安全操作和注意事项。
2、用伏安法测电枢的直流电阻
图2-1 测电枢绕组直流电阻接线图
（1）按图2-1接线，电阻R用DQ29上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。A表选用DQ22上的直流毫安表。开关S选用DQ31C。
（2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U和电流I。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U、I三组数据列于表2-1中。
（3）增大R使电流分别达到0.15A和0.1A，用同样方法测取六组数据列于表2-1中。
取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值
表2-1 室温 ℃
|
序号 |
U（V） |
I（A） |
R（ 平均）（Ω） |
Ra（Ω） |
Raref（Ω） |
|
1 |
|
|
Ra11= |
Ra1= |
|
|
|
|
Ra12= |
|
|
Ra13= |
|
2 |
|
|
Ra21= |
Ra2=
|
|
|
Ra22= |
|
|
Ra23= |
|
3 |
|
|
Ra31= |
Ra3= |
|
|
Ra32= |
|
|
Ra33= |
表中：
（4）计算基准工作温度时的电枢电阻
由实训直接测得的电枢绕组电阻值为实际冷态电阻值，冷态温度为室温。可按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：
式中R
aref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻（Ω）。
R
a ——电枢绕组的实际冷态电阻（Ω）。
θ
ref ——基准工作温度，对于E级绝缘为75℃。
θ
a ——实际冷态时电枢绕组的温度（℃）。
3、直流仪表和变阻器的选择
直流仪表、转速表量程应根据电机的额定值和实训中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实训要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。
（1）电压量程的选择
如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为300V量程档。
（2）电流量程的选择
因为直流并励电动机的额定电流为1.1A，测量电枢电流的电表A
3可选用直流安培表的5A量程档；额定励磁电流小于0.13A，选用直流毫安表的200mA量程档。
（3）变阻器的选择
变阻器选用的原则是根据实训中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路R1可选用DQ29挂件的1.3A的90Ω与90Ω串联，磁场回路R
f1可选用DQ29挂件的0.41A的900Ω与900Ω串联。
4、直流他励电动机的起动准备
按图2-2接线。图中直流他励电动机M用DQ09，其额定功率P
N=185W，额定电压U
N=220V，额定电流I
N=1.1 A,额定转速n
N=1500r/min,额定励磁电流I
fN＜0.13A。校正直流测功机MG作为测功机使用，RE为光电测速系统。直流电流表选用DQ22，S选用DQ31C，R
f1用DQ29的1800Ω阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。R
f2选用DQ27的1800Ω阻值的变阻器作为MG励磁回路串接的电阻。R
1选用DQ29的180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻，R
2选用DQ27上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值作为MG的负载电阻。接好线后，检查M、MG及RE之间是否用联轴器直接联接好。
5、他励直流电动机起动步骤
图2－2 直流他励电动机接线图
（1）检查接线是否正确，电表的极性、量程选择是否正确，电动机励磁回路接线是否牢固。然后，将电动机电枢串联起动电阻R
1，接好测功机MG的负载电阻R
2，将MG的磁场回路电阻R
f2调到阻值最大位置，M的磁场调节电阻R
f1调到最小位置，断开开关S，并确认断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动准备。
（2）按下控制屏上方的“启动”按钮，开启励磁电源开关，观察M及MG的励磁电流值，调节R
f2使I
f2 等于校正值（100mA）并保持不变，再接通电枢电源开关，调节电枢电源的“电压调节旋钮”，使M起动。
（3）M起动后，调节电枢电源的“电压调节”旋钮，使电动机电枢端电压为220伏。减小起动电阻 R
1阻值，直至短接。
（4）合上校正直流测功机MG的负载开关S，调节R
2 阻值，使MG的负载电流I
F 改变，即直流电动机M的输出转矩T
2 改变（调不同的I
F值，查对应于I
f2=100mA时的校正曲线T
2=
f(I
F)，可得到M不同的输出转矩T
2值）。
（5）调节他励电动机的转速
分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R
1和励磁回路的调节电阻R
f1，观察转速变化情况。
（6）改变电动机的转向
将电枢串联起动变阻器R
1的阻值调回到最大值，将电枢电源的“电压调节”旋钮调至最小，先关电枢电源开关，然后关励磁电源开关，使他励电动机停机。在断电情况下，将电机M电枢（或励磁绕组）的两端接线对调后，再按他励电动机的起动步骤起动电动机，并观察电动机的转向及转速表的读数。
六、注意事项
1、直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻R
f1调至最小，先接通励磁电源,使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻R
1调至最大,然后方可接通电枢电源。使电动机正常起动。起动后，将起动电阻R
1调至零，使电机正常工作。
2、直流他励电动机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时必须将电枢串联的起动电阻R
1调回到最大值，励磁回路串联的电阻R
f1调回到最小值，将电枢电源的“电压调节”旋钮调至最小，给下次起动作好准备。
3、测量前注意仪表的量程、极性及其接法，是否符合要求。
4、若要测量电动机的转矩T
2 ，必须将校正直流测功机MG的励磁电流调整到校正值：100mA，以便从校正曲线中查出电动机M的输出转矩。
七、实训报告
1、画出直流他励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻R
1和励磁调节电阻R
f1应调到什么位置?为什么?
2、在电动机轻载及额定负载时，增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？
3、用什么方法可以改变直流电动机的转向？
4、在他励直流电动机启动时，为什么要先加励磁电源后加电枢电源？
5、为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢固？起动时电枢回路必须串联起动变阻器？
