直流电机

1. 直流测试

1. 将低功率直流电源的电流限制为 0.8 A，将其端子连接至直流电机电枢。
2. 记录电源的直流电压和电流读数。
3. 估算每个绕组的电阻。
4. 依次对其他绕组（并励磁场和串励磁场）重复上述步骤。
5. 关闭并断开低功率直流电源。
6. 将内置励磁变阻器调至最大电阻，并测量其阻值。
7. 将外部串励磁场变阻器调至最大电阻，并测量其阻值。

2. 原动机设置与剩磁

本实验中的原动机是同步电机，其作为电动机运行，带动直流发电机的转子（电枢）旋转。

1. 确保三相断路开关、同步电机开关和直流电机开关均处于关闭状态。
2. 检查可变变压器（VARIAC）是否处于0%位置。
3. 将可变变压器连接至三相电源插座，并按照图5所示连接实验装置。
4. 检查“启动/运行”开关是否处于“启动”位置。
5. 打开三相断路开关。
6. 开启高压直流电源。
7. 确保所有接线均已远离电源接线端子。
8. 按下电源上的“V/I DIS”按钮以显示电压和电流工作点。调节电压旋钮至125 V。
   1. 切勿按下启动按钮。
9. 按下直流电源面板上的“启动”按钮。
10. 缓慢增加可变变压器输出，直至V_AC1读数为120 V。
11. 当同步电机达到稳态转速时，将“启动/运行”开关拨至“运行”位置。
12. 使用频闪仪测量并记录转速，同时记录V_A。
13. 关闭直流电源，并将可变变压器调回0%。
14. 将“启动/运行”开关复位至“启动”位置。
15. 关闭三相断路开关。

图5：原动机设置的示意图。 请点击此处查看此图的放大版本。

3. 直流并励发电机特性表征

1. 在直流发电机侧，将并励绕组与电枢绕组并联连接，如图6所示。
2. 使用内置变阻器作为 R_Fsh(ext)，并使用万用表作为电流表测量 I_Fsh。
3. 将“S₁”保持断开状态，以进行空载试验。
4. 将“R_Fsh(ext)”调节至最大电阻值。
5. 合上三相断开开关。
6. 按下直流电源面板上的“启动”按钮。
7. 缓慢增加VARIAC输出，直至 V_AC1 读数为120 V。
8. 当同步电机达到稳态转速时，将“启动/运行”开关拨至“运行”位置。
9. 使用其他部分所述的频闪灯技术测量轴转速。
10. 记录此时直流发电机侧空载状态下的 V_A 值。
11. 减小 R_Fsh(ext)，直到 V_A 处产生的电压约为150 V。
12. 此后，将“R_Fsh(ext)” 以五个近似相等的步长逐步减小，直至达到最小电阻值。
    1. 每一步均测量 V_A 和 I_Fsh。
13. 将 R_Fsh(ext) 保持在最小值。
14. 关闭直流电源。
15. 将VARIAC输出降至0%。
16. 将电流表从测量 I_Fsh 改为测量 I_A。
17. 按前述步骤重新启动装置。
18. 将 R_L 设为300 Ω，并闭合“S₁”，测量 V_A 和 I_A。
19. 断开“S₁”，将 R_L 设为200 Ω，然后闭合“S₁”，测量 V_A 和 I_A。
20. 断开“S₁”，将 R_L 设为100 Ω，然后闭合“S₁”，测量 V_A 和 I_A。
21. 关闭直流电源，并将VARIAC输出设为0%。
22. 保持同步发电机侧的连接不变。
23. 断开直流发电机的连接。
24. 将“启动/运行”开关复位至“启动”位置。
25. 断开三相断开开关。

图6：并励直流发电机装置的示意图。 请点击此处查看此图的放大版本。

4. 直流串联发电机特性表征

1. 在直流发电机侧，将串励绕组与电枢绕组串联连接，如图7所示。
   1. 使用外部变阻器作为 R_Fse(ext)。
   2. 使用内置变阻器作为 R_L，并将其调至最大电阻值。
   3. 将“S₁”保持断开状态，以进行空载试验。
   4. 将 R_Fse(ext) 保持在最大电阻值。
2. 合上三相断路开关。
3. 按下直流电源控制面板上的“启动”按钮。
4. 缓慢增加VARIAC输出，直至 V_AC1 读数为120 V。
5. 当同步电动机达到稳态转速后，将“启动/运行”开关拨至“运行”位置。
   1. 在直流发电机侧测量此空载状态下的 V_A。
6. 闭合“S₁”，并根据需要减小 R_Fse(ext)，使 V_A 出现非零读数。
7. 调节 R_L，以接近相等的五个步长逐步减小，直至达到其50%设定值（即300 Ω），然后闭合“S₁”，测量转速、V_A 和 I_A。
   1. 断开“S₁”，将 R_L 设为200 Ω，再闭合“S₁”，测量转速、V_A 和 I_A。
   2. 断开“S₁”，将 R_L 设为100 Ω，再闭合“S₁”，测量转速、V_A 和 I_A。
8. 关闭直流电源。
   1. 将VARIAC输出调至0%。
   2. 保持同步发电机侧的接线不变。
   3. 断开直流发电机的连接线。
   4. 将“启动/运行”开关复位至“启动”位置。
9. 断开三相断路开关。
10. 拆除所有导线和仪表。

图7：串励直流发电机装置的示意图。 请点击此处查看此图的放大版本。

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