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（I=0）时，发电机空载电压0与励磁电流If之间的关系=f (If)。 由于空载情况下，发电机端电压0与气隙磁通成正比即0=E0=Ceφ n，励磁电流与励磁磁动势成正比，即F0=2If·N （N发电机每极的励磁绕组数）所以=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=f(IL)，不同励磁方式的发电机其外特性不同。 图他、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示，是一条略微下降的曲线，特性较“硬”。 由电压方程=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的程度，引用电压变化率Δ%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（=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：Δ%=(U0–UN)/UN×100% 一般他励直流发电机的电压变化率Δ%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为常值，励磁电流的调节规律，即指n=nN，=UN时，If=f(I)的关系曲线。 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＝0.5A，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。当负载电流大于0.4 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电枢串联起动电阻R1阻值最大，Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左边的励磁电源开关，在观察到MG的励磁电流