实验1 直流他励电动机的人为机械特性一、实验目的
了解和测定他励直流电动机的人为机械特性
二、预习要点
1、改变他励直流电动机的机械特性有哪些方法？
2、什么叫电动机的人为机械特性？
3、他励直流电动机的人为机械特性有哪几种？画出典型的机械特性曲线。

三、实验项目
1、电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性；
2、改变电枢电压时的人为机械特性；
3、改变磁通Ф时的人为机械特性。

四、实验方法
1、实验设备
2、屏上挂件排列顺序
D51、D31、D42、D41、D31、D44
3、实验接线图
按图1接线，其中
(1) M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式)；
(2) MG用编号为DJ23的校正直流测功机；
(3) 直流电压表V1、V2的量程为1000V；
(4) 直流电流表A1、A3的量程为200mA ； (5) 直流电流表A2、A4的量程为5A ；
(6) 可调电阻R1选用D44上的1800Ω加上180Ω串联共1980Ω阻值； (7) 可调电阻R2选用D42上的900Ω并联900Ω共450Ω阻值；
(8) 可调电阻R3选用D42上的1800Ω加上D41上的180Ω共1980Ω阻值； (9) 可调电阻R4选用D42上的1800Ω加上D41上的4个90Ω串联共2160Ω； (10) 开关S1、S2选用D51上的双刀双掷开关。

1'励磁电源
电枢电源
图 1 他励直流电动机人为机械特性测定的实验接线图
4、电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性测定 操作步骤：
(1) 可调电阻的设定：R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置，转速表置正向1800r/min 量程。

(2)开关S 1、S 2选用D51挂箱上的对应开关，并将S 1合向1电源端接通电枢电源，S 2
合向2'短接端(见图1)。

(3) 开机时必须检查的事项：
控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置；
R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置。

(4) 启动电源
按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“启动”按钮，启动控制台电源； 接通“励磁电源”开关，给电动机先加励磁电流；
R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M起动运转； 调节“电枢电源”电压为220V。

(5) 电机工作参数调节
调节R1阻值，使电动机励磁电流为100mA，即直流电流表A1显示100mA；
调节R3阻值，使直流电流表A3显示100mA；
(6) R2=200Ω时的机械特性
调节R2阻值至约200Ω位置；
保证直流电流表A1、A3显示100mA；
调节电机MG 的负载电阻R4阻值，测取电动机M在不同负载下的n、Ia数据，共取8-9组数据记录于表1中。

(7) R2=400Ω时的机械特性
调节R2阻值至大约400Ω的位置；
调节电机MG 的负载电阻R4阻值，测取电动机M在不同负载下的n、Ia数据，共取8-9组数据记录于表2中。

5、改变电枢电压时的人为机械特性测定
(1) U N=200V时的机械特性
调节R2阻值至约200Ω位置；
调节电枢电压至200V；
保证直流电流表A1、A3显示100mA；
调节电机MG 的负载电阻R4阻值，测取电动机M在不同负载下的n、Ia数据，共取8-9组数据记录于表3中。

(2) U N=180V时的机械特性
调节R2阻值至约200Ω位置；
调节电枢电压至180V；
保证直流电流表A1、A3显示100mA；
调节电机MG 的负载电阻R4阻值，测取电动机M在不同负载下的n、Ia数据，共取8-9组数据记录于表4中。

6、改变磁通Ф时的人为机械特性测定
(1) I f=90mA时的机械特性
调节R2阻值至约200Ω位置；
调节电枢电压至220V；
调节直流电流表A1显示90mA；
保证直流电流表A3显示100mA；
调节电机MG 的负载电阻R4阻值，测取电动机M在不同负载下的n、Ia数据，共取8-9组数据记录于表5中。

(2) I f=80mA时的机械特性
调节R2阻值至约200Ω位置；
调节电枢电压至220V；
调节直流电流表A1显示80mA；
保证直流电流表A3显示100mA；
调节电机MG 的负载电阻R4阻值，测取电动机M在不同负载下的n、Ia数据，共取8-9组数据记录于表6中。

五、实验报告
根据实验数据，绘制他励直流电动机的人为机械特性曲线n=f(I a)(每一种人为机械特性曲线用同一座标纸绘出)。

电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性曲线
改变电枢电压时的人为机械特性曲线
改变磁通Ф时的人为机械特性曲线
六、思考题
1、直流他励电动机启动时，为什么一定要先把励磁电流加上？若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通，这时会产生什么现象（试从TL＝0和TL＝TN两种情况加以分析）？当电动机运行在额定转速下，若突然将励磁绕组断开，此时又将出现什么情况？答: 直流他励电动机启动前必须先加励磁电流，是为了产生主磁通Ф。

若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通会产生的现象是：
（1）当T L＝0时
此时，虽然没有励磁电流但是电动机内部的主磁极上仍会有剩磁，当接通电枢电源时，电磁转矩不等于0，而T L＝0，故电动机会转动，但是电动机转速会不断上升，最后发生“飞车”。

（2）当T L＝T N时
此时，电动机内部同样由于主磁极上有剩磁，而产生电磁转矩。

如果此时的电磁转矩大于负载转矩，电动机则会转动；如果此时的电磁转矩小于负载转矩，电动机则不会转动，且由于此时反电动势E等于0，因此电枢电流Ia会很大，可能会损坏电枢绕组。

当电动机运行在额定转速下，突然将励磁绕组断开，电动机主磁通Ф迅速减小，同时电枢电流会急剧增大。

如果此时的电磁转矩大于负载转矩，电动机则会继续转动；如果此时的电磁转矩小于负载转矩，电动机则会慢慢减速直至停止。