实验一 直流发电机的实验研究
先缓缓减小给电动机电枢供电的“可调直流稳压电源”的输出电压，直至机组转速为零，然后再逐步增大其输出电压直至机组的转速 n＝n n o m，依次读取 n、U0 五组数据记录于表1－3。
应特别注意：电动机电枢供电电压的增、减速度不宜太快（为什么？）。 按表1－3 数据计算他励直流发电机的电势常数 Ce＝U0 n o m／n n o m ，并绘制 U0＝E0＝f（ n ）特性，分析、讨论之。
表1－3 他励直流发电机的U0＝E0＝f（ n ）特性 （Ce ＝ V／rpm）
№ n（r／min） 1 2 3 4 5 U0 （V） （三）观察并励发电机自励过程
1．励磁线圈充磁：将“电动机－发电机组” 的转速n 调整至发电机的额定转速并恒定之，负载形式切换开关Q1置“空载位” ，将发电机励磁回路的刀开关Q2倒向他励位置，对发电机进行充磁。(为什么？不充磁行吗？)
2．观察自励过程：置发电机励磁回路中所串的电位器 RP2 至阻值最大，将发电机励磁回路的刀开关 Q2 倒向“并励”位置（上方），逐步减小 RP2 阻值，观察发电机电枢两端电压，若端电压上升，表明发电机的励磁磁通与剩磁方向一致，并励发电机自励正常。若端电压下降则表明发电机的励磁磁通
与剩磁方向相反，应停止电动机，切断主电源，分断刀开关 Q2 ，调换发电机励磁绕组极性或改变发电机的旋转方向。
3．发电机自励正常后，逐步减小 RP2 直至发电机电压U0＝U0 n o m 保持之，先将负载开关Q1置“空载位” ，再倒向“灯泡负载（或者由电阻负载代替）”，并逐一切除灯泡(切除电阻)，依次观察发电机输出电压的变化。 （四）并励发电机的外特性测试
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图1-3 并励直流发电机实验电路
实验一 直流发电机的实验研究
并励发电机的外机械特性即：n ＝ n n o m、RP2＝RP2 n o m 时的U＝f（ I G ）。 1．直流发电机仍为“并励”状态，继续保持“电动机－发电机组”的转速 n＝n n o m 恒定；置直流发电机电枢回路负载于阻值最大(也可取灯泡负载，通过 接入灯泡的数量来改变负载)。
2．先调整 RP2 阻值直至 U0＝U0 n o m ，然后调整直流发电机负载电流 I G ，同时调整电位器 RP2 阻值和机组转速 n ，直至 n＝n n o m 、U ＝Un o m 、I G ＝I G
n o m
，此即为发电机的额定工作状态。用万用表测量并记录电位器 RP2 此时的3．RP2＝RP2 n o m 恒从并励发电机的额定工作状态开始，并保持 n＝n n o m 、
阻值 RP2 n o m 。
定，逐步减小发电机负载（增大负载阻值），在 I G n o m ～ 0 之间读取负载电流 I
G
和端电压 U 共 5～6 组数据，记录于表1－4。注意：同时记下 I G＝0 时的空
载电压 U＝U0 。
表1－4 并励直流发电机的外特性 U＝f（ I G ） （RP2 n o m ＝ Ω） № I G （A） 1 2 3 4 5 6 U （V） （五）他励发电机的外特性测试
他励发电机的外特性即：n ＝ n n o m、I f ＝I f n o m 时的U＝f（ I G ）。 1．“发电机”取“他励”状态（切换开关 Q2 倒向下方），调节“驱动电动机”转速使机组的转速 n＝n n o m 恒定；置直流发电机电枢回路负载于阻值最大(三个负载电阻串联)，与并励发电机一样，也可取灯泡负载。
2．调节发电机励磁电源的输出电流 I f 使发电机的端电压 U0＝U0 n o m ，逐步增大直流发电机负载电流 I G （减小 RP1 阻值），同时调整发电机的端电压 U和机组转速 n ，直至 n＝n n o m 、U ＝U n o m 、I G ＝I G n o m ，此即为发电机的额定工作状态。读取并记录此时的发电机励磁电流 I f n o m 。
3．I f ＝I f n o m 恒定，从他励发电机的额定工作状态开始，并保持 n＝n n o m 、逐步减小发电机负载，在 I G n o m ～ 0 之间读取负载电流 I G和端电压 U 共 5～6 组数据，记录于表1－5。注意：同时记下 I G＝0 时的空载电压 U＝U0 。
4．根据表 1－4、1－5 数据在同一坐标中，绘制并励和他励直流发电机的外特性曲线 U = f（IG），并分析、比较之。
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实验一 直流发电机的实验研究
表1－5 并励直流发电机的外特性 U＝f（ I G ） （U0 ＝ V）
№ IG U （V） 1 2 3 4 5 6 六、思考题
1－1．若采用“交流驱动”方式，实验电路应如何接线？交、直流两种驱动方式各有哪些特点？
1－2．测定直流发电机的空载特性和外特性时，应保持哪些参数恒定？读取哪些数据？
1－3．测定直流发电机的空载特性时？励磁电流为何不可反复变动，只允许单方向调节？
1－4．并励直流发电机的自励条件是什么？当发电机不能自励时应如何检查、处理？
1－5．他励和并励直流发电机的外特性有何区别？说明各自的应用特点。
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实验二 直流电动机的实验研究
实验二 直流电动机的实验研究1
一、实验目的
1．熟悉直流电动机的起动、制动和旋转方向的控制方法。 2．掌握直流电动机的调速原理和调速方法。 3．分析、研究直流电动机的工作特性。
二、实验内容
1．熟悉直流电动机的名牌数据、实验电路的组成 2．熟悉直流电动机的起动、制动和转向控制方法。 3．直流电动机固有特性和人为特性的实验测定和比较。 4．直流电动机的调速特性和调速方法的实验研究。 5．直流电动机的制动特性和制动方法的实验研究。
三、实验设备与仪器
1．实验台主体及主控电路 —— DD01 、 DD03、DD07、DD09等单元。 2．由给定单元挂箱DSG01的DG01、触发单元挂箱Ⅱ的DT04及可控硅主电路挂箱DSM01等几部分组成“可调直流稳压电源”。
3．直流电动机－磁粉控制器 —— DD06、DD16及DD02单元。 4．可调恒流源Ⅰ——DD14单元。 5．数字万用表、电压、电流表等。
四、实验电路的组成
“直流电动机系统” 实验研究的基本内容包括：熟悉直流机组各组成电机的铭牌数据、实验电路的组成、直流电动机的起、停和转向控制、调速特性、调速方法、机械特性（固有特性和人为特性）以及制动和制动特性等。电路组成如图2－1所示。
图中， 直流电动机的电枢由几个实验箱及主控制柜组成的“可调直流稳压电
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图2－1 直流电动机实验电路 本实验涉及实验内容较多，各校可视情况自行分为两个实验或栅节其中部分内容。
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实验二 直流电动机的实验研究
源”（见图1-2），励磁由“可调恒流源Ⅰ（DD14）”提供。电动机的负载采用“磁粉制动式负载器（DD06）” ，刀开关Q 1用以改变电动机电枢端电压的极性，电动机励磁方式（并励、他励）的选择，由刀开关Q 2切换。
如所周知，直流电动机的机械特性
n?Ud?IdRKe? （2－1）
式中，n、Ud 、I d 、R分别为直流电动机的转速、电枢端电压、电枢电流和电枢回路的总电阻，Ke 、?是电动机的电势常数和励磁磁通。式（2－1）是“直流电动机” 的实验基础，其中电阻R 包括电动机的电枢电阻R s 和电枢回路的外接电阻R? 。显然，改变直流电动机的的转速n有三种方法，即改变电枢端电压Ud 、电枢回路的总电阻R和励磁磁通? 。
五、实验步骤与方法
（一）熟悉直流电动机的名牌数据、实验电路的组成
观察“直流发电机 — 电动机组”外形和组成，查看机组各组成部分的电机名牌，读取相关数据录于表2－1（与实验一之表1－1同）。按图2－1 接线，组成实验线路，并置刀开关 Q2于“他励”方式（上方），经实验指导老师检查无误后，开始以下步骤：
表2－1 直流机组的名牌数据（额定值） 数 据 电 机 直流电动机 直流发电机 测速发电机 型 号 功 率 电 压 电 流 （W） （V） （A） 转 速励 磁 电 压（V）（rpm） 电 流 （A） 永 磁 （二）直流电动机的起动、制动和旋转方向的控制
1．调节电动机励磁电源（DD14）至额定励磁；电枢电源的输出电压调至最低（0V）；置“磁粉制动式负载器（DD06）”的负载给定为零（空载）；电枢回路外接电阻R1暂时短接；缓缓增大电枢电源的输出电压至转速 n＝n n o m ；观察电动机的旋转方向，然后缓缓降低电枢电源的输出直至电机停止。（电枢电源的变化不可太快）
2．刀开关 Q1切换至下方（改变电枢电压极性），重复步骤1起动电动机。至转速 n＝n n o m ，观察电动机旋转方向的变化并停止电动机。
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