内容发布更新时间 : 2024/5/3 9:56:19星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
合肥师范学院
I1/A U1/V I2/A U2/V R/Ω Ra /Ω RL/Ω Rn/Ω 调节R1使之与R2的电阻值相近，拉开开关S2，在Ud不变的条件下读取电流表、电压表的数值I2、U2于表中，则
Ud= I2R+ U2 （2-2）
求解(2-1)、(2-2)两式，可得电枢回路总电阻：
R＝（U2 - U1）/（I1- I2）
如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得
RL十Rn=(U2＇-U1＇)/(I1＇-I2＇)
则电机的电枢电阻为
Ra=R-(RL十Rn)。
同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻RL。
图2-2 伏安比较法实验线路图
2. 电枢回路电感L的测定
电枢回路总电感包括电机的电枢电感La、平波电抗器电感Ld和整流变压器漏感LB，由于LB数值很小，可以忽略，故电枢回路的等效总电感为：
L＝La+Ld
电感的数值可用交流伏安法测定。实验时应给电动机加额定励磁，并使电机堵转，实验线路如图2-3所示。
9
交直流调速系统实验指导书
图2-3 测量电枢回路电感的实验线路图
实验时交流电压由DL01电源输出，接DL16的高压端，从低压端输出接电机的电枢，用交流电压表和电流表分别测出电枢两端和电抗器上的电压值Ua和UL及电流I，从而可得到交流阻抗Za和ZL，计算出电感值La和Ld。实验时，交流电压的有效值应小于电机直流电压的额定值，计算公式如下：
Za= Ua /I ZL= UL /I
La?Za2?Ra2/(2?f) Ld?ZL2?RL2/(2?f)
3. 直流电动机-发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD2的测定 电力拖动系统的运动方程式为
T-Tz=(GD2/375)dn/dt
式中， T为电动机的电磁转矩，单位为N·m；
Tz为负载转矩，空载时即为空载转矩Tk，单位为N·m； n为电机转速，单位为rpm。
电机空载自由停车时，T=0，Tz=Tk，则运动方程式为：
TK??(GD2/375)dn/dt
从而有
GD2?375TK/dn/dt
式中GD2的单位为N·m2； Tk可由空载功率PK(单位为W)求出：
10
合肥师范学院
PK?UaIa0?Ia02RaTK?9.55PK/n
dn/dt可以从自由停车时所得的曲线n＝f(t)求得，其实验线路如图2-4
图2-4 测定GD2时的实验线路图
电动机加额定励磁，将电机空载启动至稳定转速后，测量电枢电压Ua和电流Ia0，然后断开给定，用数字存储示波器记录n=f(t)曲线，即可求取某一转速时的Tk和dn/dt。由于空载转矩不是常数，可以以转速n为基准选择若干个点（如1200r/min，800r/min），测出相应的Tk和dn/dt，以求得GD2的平均值。由于本实验装置的电机容量比较小，应用此法测GD2时会有一定的误差。
4. 主电路电磁时间常数Td的测定
采用电流波形法测定电枢回路电磁时间常数Td，电枢回路突加给定电压时，电流id按指数规律上升: id?Id(1?e?t/Td)
其电流变化曲线如图2-5所示。当t=Td时，有：id?Id(1?e?1)?0.632Id
实验线路如图2-6所示。电机不加励磁，调节给定使电机电枢电流在50%Ied～90%Ied范围内。然后保持Ug不变，将给定的S2拨到停止位置，然后拨动给定S2从接地到正电压跃阶信号，用数字存储示波器记录id=f（t）的波形，在波形图上测量出当电流上升至稳定值的63.2%时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数Td。
5. 电动机电势常数Ce和转矩常数CM的测定
将电动机加额定励磁，使其空载运行，改变电枢电压Ud，测得相应的n即可由下式算出Ce：
Ce?Ke??(Ud2?Ud1)/(n2?n1)
读取几点，求取Ce的平均值。 式中，Ce的单位为V/(rpm)。
转矩常数(额定磁通) CM的单位为N·m/A。CM可由Ce求出：
CM= 9.55 Ce
11
交直流调速系统实验指导书
图2-5 电流上升曲线 图2-6 测定Td的实验线路图
6. 系统机电时间常数TM的测定 系统的机电时间常数可由下式计算
2TM?(GD2R)/(375CeCM?)
由于TM>>Td，也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即
n?KUd/(1?TMS)
当电枢突加给定电压时，转速n将按指数规律上升，当n到达稳态值的63.2%时，所经过的时间即为拖动系统的机电时间常数TM。测试线路同实验图2-4，测试时电枢回路中附加电阻应全部切除。突然给电枢加电压，用数字存储示波器记录过渡过程曲线n=f(t)，即可由此确定机电时间常数。
7. 晶闸管触发及整流装置特性Ud=f(Ug)和测速发电机特性UTG=f(n)的测定
实验线路如图2-4所示，可不接示波器。电动机加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压Ug，用万用表测量并读取对应的Ug、UTG、Ud和n的数值若干组，即可描绘出特性曲线Ud=f(Ug)和UTG=f(n)。
由Ud=f(Ug)曲线可求得晶闸管整流装置的放大倍数Ks。由于输出特性存在非线性现象，故计算Ks时，可取曲线上相应工作段的数值，则：
Ks =ΔUd/ΔUg
六、注意事项
1. 由于实验中晶闸管整流装置处于开环工作状态，电流和电压可能有波动，读取数据时可取上限、下限或平均值，但每次取法必须一致。
2. 由于DL37上的过流保护整定值的限制，在完成机电时间常数测定的实验中，其电枢电压不能加得太高。
3. 当电机堵转时，会出现大电流，因此测量的时间要短，以防电机过热。
4. 在测试Ud=f(Ug)时，DL02上的偏移电压要先调到α=120°，具体方法见单闭环直流调速。
12
合肥师范学院
5. 每次需缓慢增加给定电压，以防电枢中产生过大的冲击电流。除要求阶跃给定外，每次启动电动机前，给定电位器RP1必须退回到零位，才允许合上电源开关和给定开关，以防过流。
6. 实验中各变阻器要放在最大值处，然后按照要求减小阻值，以防过流。 七、实验思考题
1. 如何判别触发脉冲的零位？
2. 实验中，由于晶闸管整流装置处于开环工作状态，操作时应该注意哪些问题，才能避免引起过流？
3. 读取仪表数据以及在特性曲线上取值时应注意哪些问题？
13