自控元件实验报告

自动控制元件自动控制元件 实验报告实验报告 姓名：陈国荣 学号：2012040307011 班级：34030701 指导教师：刘浩 沈阳航空航天大学沈阳航空航天大学 航空航天工程学部航空航天工程学部 20142014 年年 1212 月月 1 实验一实验一 直流电动机的起动和制动直流电动机的起动和制动 一一. . 实验目的实验目的 1.学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2.认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3.学习并励电动机的接线、起动、改变电机转向以及调速的方法。 二二. . 实验项目实验项目 1.了解 MEL—II 电机实验台中的直流稳压电源、测功机、变阻器、多量程直流电 压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。 2.用伏安法测直流并励电动机电枢绕组的冷态电阻。 3.直流电机的起动、调速及改变转向。 三．实验设备及仪器三．实验设备及仪器 MEL-II 电机实验台 （MEL-03、 MEL-04、 MEL-05、 MEL-06、 MEL-09、 MEL-11、 MEL-13） M03 电机、导线 11 根 四．四．实验操作步骤及数据实验操作步骤及数据 1.直流仪表和变阻器的选择 仪表的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。 （1）电压表量程的选择 如测量电动机两端为 220 伏的直流电压，选用直流电压表应为300 伏量程档。 （2）电流量程的选择 因为电动机的额定电流为1.1 安。测量电枢电流的电表A1可选用直流电流表的 2A 量 程档，励磁电流小于 0.16 安，电流表 A2选用 200mA 量程挡。 （3）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。 2.用伏安法测直流并励电动机电枢绕组的冷态电阻。接线原理见图1-1。 U：可调直流电源 R：3000Ω 调节电阻（MEL-09）V：直流电压表（MEL-06） A：直流电流表（MEL-06）M：直流电机电枢（M03） 2 直 流 URM 电V 源A A 图 1-1 测电枢绕组直流电阻接线图 （1）经检查接线无误后，逆时针调节磁场调节电阻R 使其最大。直流电压表应 为 300 伏量程档。直流电流表的2A 量程档。 （2）按下主控屏绿色按钮后，打开直流电源的船形开关，检查电位器是否左旋 到底，按下复位开关，并调节电位器使直流电源至220 伏。 调节 R 使电枢电流为 0.2A（电流较小时，由于接触电阻存在可能误差较大， 所以 电流大一些较好，以电机不转为好。 ）迅速测取电枢端电压UM及电流 Ia。将电机转子 分别旋转三分之一和三分之二周，重复上述测量。填入表1-1。 取不同的电枢电流两次，重复上述测量。填入表1-1。 表 1-1室温250C 序号U M（V） Ia （A） 14 6 6 29 9 10 314 14 13 3.计算基准工作温度时的电枢电阻 0.6 0.4 0.2 R（Ω）平均 25 20 25 20 24 24 20 33.3 26.7 26.9 22.9 23.5 Ra 平均 （Ω） 24.4 Raref(Ω) 28.9 R aref  R a 235  ref 235 a θref---------基准工作温度，对于 E 级绝缘为 750Cθ:室温 Rref ------换算到基准工作温度时电枢绕组电阻 R0-----电枢绕组实际冷态电阻Θ0-------实际冷态时电枢绕组温度 3 4.直流他励电动机的起动 实验线路如图 1-2 所示。图中 M 为直流他励电机 M03，其额定功率 PN=185w，额 定电压 UN=220V,额定电流 IN=1.1A,额定转速 n N=1600r/min,额定励磁电流 IfN 0.16A。 TG 为测功机和测速发电机。 直流电压电流表选用MEL– 06 的直流表， R1选用 MEL-09 挂箱上电阻值为 100Ω、电流为 1.22A 的变阻器，作为直流他励电动机的起动电阻。 Rf 选用 MEL-09 挂箱上阻值为 3000Ω、电流为 200mA 的变阻器，作为直流他励电动机 励磁回路串接的电阻。接好线后，检查M、G 之间是否用联轴器直接联接好，电枢电 源的电压应调节到约 220V. 图 1-2 直流他励电动机接线图 他励电动机起动步骤 （1）接好线后检查接线是否正确，电表的极性、量程选择是否对，励磁回路接 线是否牢靠。然后，将起动电阻R1 调到阻值最大位置，磁场调节电阻Rf 调到最小位 置，作好起动准备。 （2）将调压器调至零位，打开钥匙开关，主电源面板红色指示灯亮，再按下绿 色按纽，红灯熄，绿灯亮。 （3）打开下组件 220V 直流稳压电源开关，打开直流电机励磁电源开关，观察励 磁电流表 A2 是否有数值。再按复位按钮，然后，调节直流电源电位器，即对M 加电 枢电压，使电机起动，电压表和电流表均应有读数。 （4）电机起动后观察转速表的符号“-”表示反转，应为正转，若不正确，可将 电枢两端接线对调或励磁绕组两端接线对调来纠正。调节电枢电源调压旋钮，使电动 机端电压加到 220V。减小起动电阻 R1，直至短接。 他励电动机的转速调节 分别改变串入电枢回路的调节电阻（100）的阻值和励磁回路（3000）的调节电 阻的阻值，观察转速变化情况。填表1-2 表 1-2 If=122mA 电机电枢电阻Ra1/4Ra1/2Ra3/4Ra 电机转速1688181017221739 4 电机励磁电流（mA）115 电机转速1340 100 1401 90 1455 80 1520 5.改变电动机的转向 切断电源，将电枢两端或励磁绕组两端接线对调后， 起动电机，观察电动机转向。 五五. .思考题思考题 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 R1和磁场调节电阻 Rf 应调到什么位置？为什么？ 答：①电路接线图： ②起动电阻 R1 调到阻值最大位置，磁场调节电阻Rf 调到最小位置。因为这样可以减 小启动负载，同时增大启动转矩，使电机的启动更容易；防止启动时负载过大或启动 转矩过小而无法启动。 2.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？ 答：①增大电枢回路的调节电阻，电机转速将会减小。 ②基本不变。 3.用什么方法可以改变直流电动机的转向？ 答：切断电源，将电枢两端或励磁绕组两端接线对调，可以改变电机转向。 4.为什么要求直流他励电动机磁场回路的接线要牢靠？ 答：因为如果电机运行过程中激磁绕组如果断开，电枢回路电流将会迅速上升，将会 出现停车（可能会烧坏电机） 或飞车（过大的离心力将会使电枢绕组和转动部件损坏） 现象。 5 实验二实验二 直流并励电动机直流并励电动机的工作特性和机械特性的工作特性和机械特性 一、实验目的一、实验目的 1、 掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2、掌握直流并励电动机的调速方法。 二、实验项目二、实验项目 1、 工作特性和机械特性 保持 U = UN和 If= IfN不变，测取 n、T2、n = f(Ia)及 n = f(T2 )。 2、 调速特性