2.7 技能訓練

2.7.1 直流電動機的起動與調(diào)速

1.目的

熟悉他勵電動機（將并勵電動機按他勵方式接線）的接線、起動、改變電動機轉(zhuǎn)向與調(diào)速的方法。

2.設(shè)備

訓練用設(shè)備見表2-1。

3.內(nèi)容及步驟

（1）按圖2-37接線。接入直流電流表和直流電壓表時注意其正、負極性不要接錯。

（2）直流他勵電動機M用DJ15，其額定功率P_N=185W，額定電壓U_N=220V，額定電流I_N=1.2A，額定轉(zhuǎn)速n_N=1600r/min，額定勵磁電流I_fN＜0.16A。校正直流測功機MG作為測功機使用，TG為測速發(fā)電機。直流電流表選用D31。

（3）R_f1用D44（1800Ω阻值）作為直流他勵電動機勵磁回路串接的電阻。R_f2選用D42（1800Ω阻值）的變阻器，作為MG勵磁回路串接的電阻。R₁選用D44（180Ω阻值）作為直流他勵電動機的起動電阻，R₂選用6只串聯(lián)的D41（90Ω）電阻和兩個并聯(lián)的D42（900Ω）電阻，將這兩部分電阻串聯(lián)以作為MG的負載電阻。

（4）接好線后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)結(jié)好。

（5）他勵直流電動機起動。

① 檢查如圖2-37所示的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，檢查電動機勵磁回路接線是否牢靠。然后，將電動機電樞串聯(lián)起動電阻R₁、測功機MG的負載電阻R₂及測功機MG的磁場回路電阻R_f2調(diào)到阻值最大位置；將電動機M的磁場調(diào)節(jié)電阻R_f1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān)S，并斷開控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān)，作好起動準備。

② 開啟控制屏上的電源總開關(guān)（注意：開啟電源的順序應(yīng)該是先開“電源總開關(guān)”，然后再按“起動”按鈕，接著再開“勵磁電源”開關(guān)，最后才是“電樞電源”開關(guān)；關(guān)閉電源時則是先關(guān)“電樞電源”，再關(guān)“勵磁電源”。其操作的詳細過程見DDSZ-1型電動機及電氣技術(shù)實驗裝置交流及直流電源操作說明），按下其上方的“起動”按鈕，接通其下方左邊的勵磁電源開關(guān)，觀察M及MG的勵磁電流值，調(diào)節(jié)R_f2使I_f2等于校正值（100mA）并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關(guān)，使M起動。

③ 電動機M起動后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應(yīng)為正向偏轉(zhuǎn)，若不正確，可撥動轉(zhuǎn)速表上正、反向開關(guān)來糾正。調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕，使電動機端電壓為220伏。減小起動電阻R₁阻值，直至短接。至此，電動機起動完畢。

④M起動正常后，將其電樞串聯(lián)電阻R₁調(diào)至零，調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V，調(diào)節(jié)校正直流測功機的勵磁電流I_f2為校正值（50mA或100mA），再調(diào)節(jié)其負載電阻R₂和電動機的磁場調(diào)節(jié)電阻R_f1，使電動機達到額定值：U=U_N，I=I_N，n=n_N。此時電動機M的勵磁電流I_f即為額定勵磁電流I_fN。

⑤ 保持U=U_N，I_f=I_fN，I_f2為校正值不變的條件下，逐次減小電動機負載。測量并獲取電動機電樞電流I_a、轉(zhuǎn)速n和校正電動機的負載電流I_f。共取數(shù)據(jù)9～10組并記錄于表2-2中。

（6）調(diào)速特性。

① 改變電樞端電壓的調(diào)速。

a.直流電動機M運行后，將電阻R₁調(diào)至零，I_f2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負載電阻R₂、電樞電壓及磁場電阻R_f1，使電動機M的U=U_N，I=0.5I_N，I_f=I_fN記下此時測功機MG的I_f值。

b.保持此時的I_f值（即T₂值）和I_f=I_fN不變，逐次增加R₁的阻值，降低電樞兩端的電壓U，將R₁從零調(diào)至最大值，每次測量并獲取電動機的端電壓U、轉(zhuǎn)速n和電樞電流I_a。

c.共取數(shù)據(jù)8～9組并記錄于表2-3中

② 改變勵磁電流的調(diào)速

a.直流電動機運行后，將電動機M中電樞回路串聯(lián)的電阻R₁和勵磁回路串聯(lián)的電阻R_f1調(diào)至零，將MG的勵磁電流I_f2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)電動機M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負載，使電動機M的U=U_N且I=0.5I_N時記下的I_f值。

b.保持此時MG的I_f值（T₂值）和M的U=U_N不變，逐次增加R_f1電阻阻值至n=1.3n_N，每次測量并獲取電動機的n、I_f和I_a，共取7～8組并記錄于表2-4中。

4.注意事項

1）直流他勵電動機起動時，須將勵磁回路串聯(lián)的電阻R_f1調(diào)至最小，先接通勵磁電源，使勵磁電流最大，同時必須將電樞串聯(lián)電阻R₁調(diào)至最大，然后方可接通電樞電源。使電動機正常起動。起動后，將電阻R₁調(diào)至零，使電動機正常工作。

2）直流他勵電動機停機時，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯(lián)電阻R₁調(diào)回到最大值，將勵磁回路串聯(lián)的電阻R_f1調(diào)回到最小值，為下次起動做好準備。

3）測量前注意儀表的量程、極性及其接法，是否符合要求。

4）若要測量電動機的轉(zhuǎn)矩T₂，必須將校正直流測功機MG的勵磁電流I_f調(diào)整到校正值：100mA，以便從校正曲線中查出電動機M的輸出轉(zhuǎn)矩。

2.7.2 他勵直流電動機在各種運行狀態(tài)下的機械特性

1.目的

了解和測定他勵直流電動機在各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)的機械特性。

2.設(shè)備

訓練用設(shè)備見表2-5。

3.內(nèi)容及步驟

按圖2-38接線，電動機M用DJ15的直流并勵電動機（可接成他勵方式），MG用DJ23的校正直流測功機，直流電壓表V₁、V₂為1000V的D31型，直流電流表A₁、A₃為200mA的D31型，A₂、A₄為5A的D31型。R₁、R₂、R₃及R₄為可調(diào)電阻。

（1）R₂=0時電動運行及回饋制動狀態(tài)下的機械特性

1）R₁、R₂分別選用D44型的1800Ω和180Ω阻值，R₃選用4只D42型（900Ω）串聯(lián)后得3600Ω的阻值，R₄選用D42（1800Ω）加6只D41（90Ω）串聯(lián)后來2340Ω的阻值。

2）將R₁阻值置最小位置，將R₂、R₃及R₄阻值置最大位置。開關(guān)S₁、S₂選用D51掛箱上的對應(yīng)開關(guān)，并將S₁合向1電源端，S₂合向2′短接端（見圖2-38）。

3）開機時需檢查控制屏下方左、右兩邊的“勵磁電源”開關(guān)及“電樞電源”開關(guān)都須在斷開的位置，然后按次序先開啟控制屏上的“電源總開關(guān)”，再按下“起動”按鈕，隨后接通“勵磁電源”開關(guān)，最后檢查R₂阻值確定在最大位置時接通“電樞電源”開關(guān)，使他勵直流電動機M起動運轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓為220V；調(diào)節(jié)R₂阻值至零位置，調(diào)節(jié)R₃阻值使電流表A₃為100mA。

4）調(diào)節(jié)電動機M的勵磁回路串聯(lián)的電阻R₁阻值，和電機MG的負載電阻R₄阻值（將D42中1800Ω阻值調(diào)至0后用導(dǎo)線短接）。使電動機M的n=n_N=1600r/min，I_N=I_f+I_a=1.2A。此時他勵直流電動機的勵磁電流I_f為額定勵磁電流I_fN。保持U=U_N=220V、I_f=I_fN、A₃表為100mA的狀態(tài)，增大R₄阻值，直至空載（拆掉開關(guān)K₂中2′上的短接線），測量并獲取電動機M在額定負載至空載范圍內(nèi)的n、I_a，共取8～9組數(shù)據(jù)記錄于表2-2中。

5）在確定K₂上短接線仍拆掉的情況下，把R₄調(diào)至零值位置（將D42中1800Ω阻值調(diào)至零值后用導(dǎo)線短接），再減小R₃阻值，使MG的空載電壓與電樞電源電壓值接近相等（在開關(guān)K₂兩端側(cè)）并且極性相同，把開關(guān)S₂合向1′端。

6）保持電樞電源電壓U=U_N=220V、I_f=I_fN的狀態(tài)，調(diào)節(jié)R₃阻值，使阻值增加，電動機轉(zhuǎn)速升高，當A₂表的電流值為0A時，此時電動機轉(zhuǎn)速為理想空載轉(zhuǎn)速；繼續(xù)增加R₃阻值，使電動機進入第二象限回饋制動狀態(tài)運行直至轉(zhuǎn)速約為1900r/min，測量并獲取M的n、I_a，共取8～9組數(shù)據(jù)并記錄于表2-6中。

7）停機（先關(guān)斷“電樞電源”開關(guān)，再關(guān)斷“勵磁電源”開關(guān)，并將開關(guān)S₂合向到2′端）。

（2）R₂=400Ω時的電動運行及反接制動狀態(tài)下的機械特性

1）在確保斷電條件下，對圖2-38進行改接，R₁阻值不變，R₂用兩只D42（900Ω）并聯(lián)且用萬用表調(diào)定在400Ω，R₃用D44型（180Ω）阻值，R₄用D42型（1800Ω）與6只D41型（90Ω）串聯(lián)得2340Ω的阻值。

2）將轉(zhuǎn)速表n置正向1800r/min量程，S₁合向1端，S₂合向2′端（短接線仍拆掉），把電機MG電樞的二個插頭對調(diào)，將R₁、R₃置最小值，將R₂置400Ω阻值，將R₄置最大值。

3）先接通“勵磁電源”，再接通“電樞電源”，使電動機M起動運轉(zhuǎn)，在S₂兩端測量測功機MG的空載電壓是否與“電樞電源”的電壓極性相反，若極性相反則檢查R₄阻值，若確定其在最大位置時可把S₂合向1′端。

4）保持電動機的“電樞電源”電壓U=U_N=220V和I_f=I_fN不變，逐漸減小R₄阻值（先減小D44中1800Ω阻值，將其調(diào)至零值后用導(dǎo)線短接），使電動機減速直至為零。把轉(zhuǎn)速表的正、反開關(guān)打在反向位置，繼續(xù)減小R₄阻值，使電動機進入“反向”旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在反方向上逐漸上升，此時電動機工作于電勢反接制動狀態(tài)運行，直至電動機M的I_a=I_aN，測量并獲取電動機在Ⅰ、Ⅳ象限的n、I_a，共取12～13組數(shù)據(jù)并記錄于表2-7中。

5）停機（必須記住先關(guān)斷“電樞電源”而后關(guān)斷“勵磁電源”的次序，并隨手將S₂合向到2′端）。

（3）能耗制動狀態(tài)下的機械特性

1）對圖2-38進行改接，R₁阻值不變，R₂用D44型（180Ω）固定阻值，R₃用D42型（1800Ω）可調(diào)電阻，R₄阻值不變。

2）S₁合向2短接端，將R₁置最大位置，將R₃置最小值位置，將R₄調(diào)定180Ω阻值，將S₂合向1′端。

3）先接通“勵磁電源”，再接通“電樞電源”，使校正直流測功機MG起動運轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)“電樞電源”電壓為220V，調(diào)節(jié)R₁使電動機M的I_f=I_fN，調(diào)節(jié)R₃使電機MG勵磁電流為100mA，先減少R₄阻值使電機M的能耗制動電流I_a=0.8I_aN，然后逐次增加R₄阻值，其間測量并獲取M的I_a、n，共取8～9組數(shù)據(jù)并記錄于表2-8中。

4）把R₂調(diào)定在90Ω阻值，重復(fù)上述試驗步驟2）和3），測量并獲取M的I_a、n，共取5～7組數(shù)據(jù)并記錄于表2-9中。

當忽略不變損耗時，可近似認為電動機軸上的輸出轉(zhuǎn)矩等于電動機的電磁轉(zhuǎn)矩，他勵電動機在磁通Φ不變的情況下，其機械特性可以由曲線n=f（I_a）來描述。