小功率电动机机械特性测试系统的设计_毕业设计(编辑修改稿)

小功率电动机机械特性测试系统的设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

=，额定转速 nN=1500r/min，额定电压 UFN=220v，额定励磁电流 Ifn＜。 Rf1=180Ω， R2=1800Ω，电阻所选阻值是根据流过励磁绕组和电枢绕组的最大电流来选择的，根据发电机励磁电流 If,，直流电流表选择 0～ 1000mA,根据发电机 10 的容量选择发电机电枢回路的直流电压表的量程为 0～ 1000V，直流电流表的量程为 0~1000mA。 转速测速仪的量程根据发 电机额定转速选择为 18000r/min。 输出转矩实验 实验方案 以被测直流电动机带动负载发电机运行，根据电动机的输出功率等于发电机的输入功率，可以得到输出转矩与转速的关系。 实验原理图 根据被测的电机的机械特性设计出了测试直流电动机的机械特性，原理图如下图所示： 图 7 实验原理图 Figure 7 Experimental principle diagram 实验步骤及实验数据 1）按图 11 接线，图中直流他励电动机 G 为校正直流测功机，其额定功率PN=335w，额定电流 IN=，额定转速 nN=1500r/min，额定电压 UFN=220v，额 11 定励磁电流 Ifn＜。 直流他励电动机 MG 为被测电机，其额定功率 PN=185w，额定电流 IN=，额定转速 nN=1600r/min，额定电压 UFN=220v，额定励磁电流Ifn＜ ，励磁电压为 UfN=220V,绝缘等级为 E。 直流电流表选用量程为0~3000mA 直流电压表选用。 Rf1 用 1800Ω阻值的变阻器作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。 R1 选用 180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻。 2)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靠。 然后将被测电动机电枢串联起动电阻 R励磁回路串联起动电阻Rf1 调到最大， G 作为发电机。 断开开关 S，并断开控制屏下方右边的电枢电源开关，并做好起动准备。 3)开启控制屏上的电源总开关，接通其下方左边的励磁电源开关，观察电动机 M 励磁电流值，调节 Rf1 使 If1 等于校正值 80mA 并保持不变，调节 Rf2 是 If2等于 100mA，再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使 MG 起动。 4)通过 V1 直流电压表调节电枢电源 U=220v，与此同时，注意观察发 电机电枢两端电压以及电枢电流，然后改变负载电阻 R2 的阻值（从大到小），记录此时发电机的电枢电压、电枢电流和电动机的转速。 如下表 3 表 4 测试被测直流电动机带负载时机械特性实验数据 Table4 Test are tested with load for dc mechanical property testing data 序号 /项目 Ua（ V） Ia（ mA） n（ r/min） Ρ o（ W） T2(N*M) 1 608 2 530 3 469 4 436 5 393 997 6 350 1062 7 317 1119 8 298 1152 9 267 1201 10 249 1232 11 117 243 1240 12 120 224 1271 13 215 1286 12 14 198 1313 15 179 1343 5)直流仪表、转速表和变阻器的选择 直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。 a)电压量程的选择 如测量电动机两端为 220v 的直流电压，选用直流电压为 1000v 量程档。 b)电流量程的选择 因为直流并励电动机的额定电流为 ，测量电枢电流的电表 A1 可选用直流电流表的 5A 量程档 .，励磁回路电流表 A2 用直流电流表的 1000mA 量程挡。 c)电机额定转速为 1600r/min，转速表选用 1800r/min 量程档。 d)变阻器的选择 变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路选用 180Ω 处理数据 ，如表。 ，于是得出如下关系： P1 出 =T2*Ω =P2 入 =Ua*Ia+Ia2Ra+P。 2 (11) 式中 P1 出 是被测直流电机的输出功率 T2 是被测直流电机的输出转矩 Ω是被测电机的 角速度，Ω =2π n/60 P2 入 是发电机的输入功率 运用上述公式，算的 T2，然后根据 T2 与转速的关系，得出如下图形 13 图 8 机械特性曲线图 Figure8 Mechanical characteristic curve 通过数据显示转速越大，输出转矩越小，所以最好使电动机工作在 700～1100r/min 范围内，这样能更好的利用电动机。 空载转矩实验 实验方案 测出直流电动机的电枢电阻 ， 使电动机处于空载状态运行，根据 P0=P1Pcu，可以得到空载转矩与转速的关系。 测试直流电动机的电枢电阻 根据伏安法测出直流电动机的电阻，测试时使滑变电阻器分别处于上、中、下三个位置，得出的数据取平均值得到电枢电阻。 (1)实验原理图 14 图 9 实验原理图 Figure9 Experimental principle diagram （ 2） 实验步骤及数据 1)按图接线 ,电阻值为 1800Ω 的滑变电阻器，电流表为直流、毫安、安培表量程为 5A。 2)经检查无误后接通电枢电源，并调至 220v。 调节滑变电阻器调至最大，迅速测取电机电枢两端电压 U 和电流 I。 将电阻器分别旋转三分之一和三分之二，同样测取 U、 I 三组数据。 取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值 Ra=1/3（ Ra1+Ra2+Ra3） (12) 测得数据与结果如下表 5 表中： Ra1=1/3（ Ra11+ Ra12+ Ra13） Ra2=1/3（ Ra21+ Ra22+ Ra23） (13) Ra2=1/3（ Ra31+ Ra32+ Ra33） (14) 3)直流仪表、转速表和变阻器的选择 直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联 、并联或串并联的接法。 4)压量程的选择 如测量电动机两端为 220v 的直流电压，选用直流电压为 1000v 量程档。 5)电流量程的选择 因为直流并励电动机的额定电流为 ，测量电枢电流的电表 A1 可选用直流电流表的 5A 量程档 . 6)电机额定转速为 1600r/min，转速表选用 1800r/min 量程档。 7)变阻器的选择 变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路选用 1800Ω。 表 5 测试被测直流电动机的电枢电阻 Table5 Test are tested the armature resistance dc machines 序号 U（ v） I（ A） R（平均）（Ω） Ra（Ω） 1 Ra11= Ra1= .1169 Ra12= 15 .1193 Ra13= 2 Ra21= Ra2= Ra22= Ra23= 3 Ra31= Ra3= 10 Ra32= Ra33= 测直流电机的空载转矩 电动机处于空载状态， 根据 P0=P1Pcu，可以得到空载转矩与转速的关系。 （ 1）原理图 图 10 他励直流电动机空载损耗实验原理图 Figure10 For dc excitation noload loss experimental principle diagram （ 2）实验步骤及数据 实验原理图如图 14 所示，实验步骤如下 1)按图接线，图中直流他励电动机 M为被测直流电机，其额定功率 PN=185w， 16 额定电流 IN=，额定转速 nN=1600r/min，额定电压 UFN=220v，额定励磁电流 Ifn＜。 Rf1 用 1800Ω阻值的变阻器作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。 R1 选用 D 180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻。 2)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靠。 然后将电动机电枢串联起动电阻 R励磁回路串联起动电阻 Rf1调到最大。 断开开关 S，并断开控制屏下方右边的电枢电源开关，并做好起动准备。 3)开启控制屏上的电源总开关，接通其下方左边的励磁电源开关，观察电动机 M 励磁电流值，调节 Rf1 是 If 等于校正值 100mA 并保持不变，再接通控制屏右下方的电枢电源开关，使 M 起动。 4)电枢回路不串电阻，降压起动，将电枢回路串接电阻为 180Ω短接，通过v1 直流电压表降低电枢电源电压起动，观察此时电动机电枢绕组上的电压、电枢电流和电动机此时的转速，并记录下来。 5）直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中 可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。 6）电压量程的选择 如测量电动机两端为 220v 的直流电压，选用直流电压为 1000v 量程档。 7）电流量程的选择 因为直流并励电动机的额定电流为 ，测量电枢电流的电表 A1 可选用直流电流表的 5A。