1、實驗二 直流發電機一實驗目的1掌握用實驗方法測定直流發電機的運行特性，并根據所測得的運行特性評定該被試電機的有關性能。2通過實驗觀察并勵發電機的自勵過程和自勵條件。二預習要點1.什么是發電機的運行特性？對于不同的特性曲線，在實驗中哪些物理量應保持不變，而哪些物理量應測取。2.做空載試驗時，勵磁電流為什么必須單方向調節？3.并勵發電機的自勵條件有哪些？當發電機不能自勵時應如何處理？4.如何確定復勵發電機是積復勵還是差復勵？三實驗項目1.他勵發電機(1)空載特性：保持n=nN，使I=0，測取Uo=f(If)。(2)外特性：保持n=nN，使If =IfN，測取U=f(I)。(3)調節特性：保持n=n

2、N，使U=UN，測取If =f(I)。2.并勵發電機(1)觀察自勵過程(2)測外特性：保持n=nN，使Rf2 =常數,測取U=f(I)。3.復勵發電機積復勵發電機外特性：保持n=nN，使Rf=常數，測取U=f(I)。四實驗設備及儀器1MEL系列電機教學實驗臺主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。2電機導軌及測功機，轉矩轉速測量組件（MEL-13）或電機導軌及轉速表。3直流并勵電動機M03。4直流復勵發電機M01。5直流穩壓電源（位于主控制屏下部）。6直流電壓、毫安、安培表（MEL-06）。7波形測試及開關板（MEL-05）。8三相可調電阻900（MEL-03）。9三相可調電阻90（MEL

3、-04）。10電機起動箱（MEL-09）。五實驗說明及操作步驟1他勵發電機。按圖1-3接線G：直流發電機M01，PN=100W，UN=200V，IN=0.5A，NN=1600r/minM：直流電動機M03，按他勵接法S1、S2：雙刀雙擲開關，位于MEL-05R1：電樞調節電阻100/1.22A，位于MEL-09。Rf1：磁場調節電阻3000/200mA，位于MEL-09。Rf2：磁場調節變阻器，采用MEL-03最上端900變阻器，并采用分壓器接法。R2：發電機負載電阻，采用MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯接法，阻值為2250（900與900電阻串聯加上900與900并聯）。調節時先調

4、節串聯部分，當負載電流大于0.4A時用并聯部分，并將串聯部分阻值調到最小并用導線短接以避免燒毀熔斷器。mA1、A1：分別為毫安表和電流表，位于直流電源上。U1、U2：分別為可調直流穩壓電源和電機勵磁電源。V2、mA2、A2：分別為直流電壓表（量程為300V檔），直流毫安表（量程為200mA檔），直流安倍表（量程為2A檔）（1）空載特性a打開發電機負載開關S2，合上勵磁電源開關S1，接通直流電機勵磁電源，調節Rf2，使直流發電機勵磁電壓最小，mA2讀數最小。此時，注意選擇各儀表的量程。b調節電動機電樞調節電阻R1至最大，磁場調節電阻Rf1至最小，起動可調直流穩壓電源（先合上對應的船形開關，再按下

5、復位按鈕，此時，綠色工作發光二極管亮，表明直流電壓已正常建立），使電機旋轉。b從數字轉速表上觀察電機旋轉方向，若電機反轉，可先停機，將電樞或勵磁兩端接線對調，重新起動，則電機轉向應符合正向旋轉的要求。d調節電動機電樞電阻R1至最小值，可調直流穩壓電源調至220V，再調節電動機磁場電阻Rf1，使電動機（發電機）轉速達到1600r/min（額定值），并在以后整個實驗過程中始終保持此額定轉速不變。e調節發電機磁場電阻Rf2，使發電機空載電壓達V0=1.2UN（240V）為止。f在保持電機額定轉速（1600r/min）條件下，從UO=1.2UN開始，單方向調節分壓器電阻Rf2，使發電機勵磁電流逐次減小

6、，直至If2=o。每次測取發電機的空載電壓UO和勵磁電流If2,只取7-8組數據，填入表1-2中，其中UO=UN和If2=O兩點必測，并在UO=UN附近測點應較密。表1-2 n=nN=1600r/minUO（V）22021020019017015040If2（A）9677726362550（2）外特性a在空載實驗后，把發電機負載電阻R2調到最大值（把MEL-03中間和下端的變阻器逆時針旋轉到底），合上負載開關S2。b同時調節電動機磁場調節電阻Rf1，發電機磁場調節電阻Rf2和負載電阻R2，使發電機的n=nN,U=UN（200V），I=IN（0.5A），該點為發電機的額定運行點，其勵磁電流稱為額

7、定勵磁電流If2N= A.c在保持n=nN和If2=If2N不變的條件下，逐漸增加負載電阻，即減少發電機負載電流，在額定負載到空載運行點范圍內，每次測取發電機的電壓U和電流I，直到空載（斷開開關S2），共取6-7組數據，填入表1-3中。其中額定和空載兩點必測。表1-3 n=nN=1600r/min If2=If2NU（V）200190180170160150140I（A）0.5100.4800.4450.4210.1390.3710.215（3）調整特性a斷開發電機負載開關S2，調節發電機磁場電阻Rf2，使發電機空載電壓達額定值（UN=200V）b在保持發電機n=nN條件下，合上負載開關S2，

8、調節負載電阻R2，逐次增加發電機輸出電流I，同時相應調節發電機勵磁電流If2，使發電機端電壓保持額定值U=UN，從發電機的空載至額定負載范圍內每次測取發電機的輸出電流I和勵磁電流If2，共取5-6組數據填入表1-4中。表1-4 n=nN=1600r/min,U=UN=200VI（A）0.5000.4120.3420.2330.2050.1820.115If2（A）0.1120.0960.090.0850.0830.0810.0792并勵直流發電機（1）觀察自勵過程a斷開主控制屏電源開關，即按下紅色按鈕，鑰匙開關撥向“關”。按圖1-4接線R1、Rf1：電動機電樞調節電阻 和磁場調節電阻，位于ME

9、L-09。A1、mA1：直流電流表、毫安表，位于可調直流電源和勵磁電源上。mA2、A2：直流毫安表、電流表位于MEL-06。Rf2：MEL-03中二只900電阻相串聯，并調至最大。R2：采用MEL-03中間端和下端變阻器，采用串并聯接法，阻值為2250。S1、S2：位于MEL-05V1、V2：直流電壓表，其中V1位于直流可調電源上，V2位于MEL-06。b斷開S1、S2，按前述方法（他勵發電機空載特性實驗b）起動電動機，調節電動機轉速，使發電機的轉速n=nN，用直流電壓表測量發電機是否有剩磁電壓，若無剩磁電壓，可將并勵繞組改接他勵進行充磁。c合上開關S1，逐漸減少Rf2，觀察電動機電樞兩端電壓

10、，若電壓逐漸上升，說明滿足自勵條件，如果不能自勵建壓，將勵磁回路的兩個端頭對調聯接即可。（2）外特性a在并勵發電機電壓建立后，調節負載電阻R2到最大，合上負載開關S2，調節電動機的磁場調節電阻Rf1，發電機的磁場調節電阻Rf2和負載電阻R2，使發電機n=nN,U=UN，I=IN。b保證此時Rf2的值和n=nN不變的條件下，逐步減小負載，直至I=0，從額定到負載運行范圍內，每次測取發電機的電壓U和電流I，共取6-7組數據，填入表1-5中，其中額定和空載兩點必測。表1-5 n=nN=1600r/min Rf2= AU（V）I（A）3復勵發電機（1）積復勵和差復勵的判別a接線如圖1-5所示R1、Rf

11、1：電動機電樞調節電阻和磁場調節電阻，位于MEL-09。A1、mA1：直流電流、毫安表V2、A2、mA2：直流電壓、電流、毫安表，采用MEL-06組件。Rf2：采用MEL-03中兩只900電阻串聯。R2：采用MEL-03中四只900電阻串并聯接法，最大值為2250。S1、S2：單刀雙擲和雙刀雙擲開關，位于MEL-05開關板上。按圖接線，先合上開關S，將串勵繞組短接，使發電機處于并勵狀態運行，按上述并勵發電機外特性試驗方法，調節發電機輸出電流I=0.5IN，n=nN，U=UN。b打開短路開關S1，在保持發電機n，Rf2和R2不變的條件下，觀察發電機端電壓的變化，若此電壓升高即為積復勵，若電壓降低

12、為差復勵，如要把差復勵改為積復勵，對調串勵繞組接線即可。（2）積復勵發電機的外特性。實驗方法與測取并勵發電機的外特性相同。先將發電機調到額定運行點，n=nN，U=UN，I=IN，在保持此時的Rf2和n=nN不變的條件下，逐次減小發電機負載電流，直至I=0。從額定負載到空載范圍內，每次測取發電機的電壓U和電流I，共取6-7組數據，記錄于表1-6中，其中額定和空載兩點必測。 表1-6 n=nN = rmin Rf2=常數U（V）I（A） 六注意事項1.起動直流電動機時，先把R1調到最大，Rf2 調到最小，起動完畢后，再把R1調到最小。2.做外特性時，當電流超過0.4安時，R2中串聯的電阻必須調至零，以免損壞。 七實驗報告1.根據空載實驗數據，作出空載特性曲線，由空載特性曲線計算出被試電機的飽和系數和剩磁電壓的百分數。2.在同一張座標上繪出他勵、并勵和復勵發電機的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率：U=?100%并分析差異的原因。3.繪出他勵發電機調整特性曲線，分析在發電機轉速不變的條件下，為什么負載增加時，要保持端電壓不變，必須增加勵磁電流的原因。 八思考題并勵發電機不能建立電