電機(jī)控制與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、 電機(jī)控制與拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書浙江大學(xué)機(jī)械電子控制研究所2014.12目錄目錄1實(shí)驗(yàn)一 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速2實(shí)驗(yàn)二 異步電機(jī)的M-S曲線測(cè)繪5實(shí)驗(yàn)三 三相同步電動(dòng)機(jī)7實(shí)驗(yàn)四 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)10實(shí)驗(yàn)五 交流伺服電機(jī)實(shí)驗(yàn)14實(shí)驗(yàn)六 直流伺服電機(jī)實(shí)驗(yàn)19實(shí)驗(yàn)七 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)22實(shí)驗(yàn)一 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求與安全操作注意事項(xiàng)。2通過實(shí)驗(yàn)掌握異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速的方法。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)有哪些起動(dòng)方法和起動(dòng)技術(shù)指標(biāo)。2復(fù)習(xí)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1了解教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的直流穩(wěn)壓電源、渦流測(cè)功機(jī)、變阻器、多量程直流電壓表、電流表、毫安表及各種電動(dòng)

2、機(jī)的使用方法。2異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)。3異步電動(dòng)機(jī)星形三角形（Y-）換接起動(dòng)。4自耦變壓器起動(dòng)。5繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器起動(dòng)。6繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器調(diào)速。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（含交流電壓表）。2指針式交流電流表。3電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（MEL-13、MEL-14）。4電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09）。5鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（M04）。6繞線式異步電動(dòng)機(jī)（M09）。五實(shí)驗(yàn)方法1由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員講解電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求，實(shí)驗(yàn)臺(tái)各面板的布置及使用方法，注意事項(xiàng)。2三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)試驗(yàn)。按圖1-1接線，電機(jī)繞組為接法。起動(dòng)前，把

3、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱（MEL-13）中“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，“轉(zhuǎn)速控制”、“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，檢查電機(jī)導(dǎo)軌和MEL-13的連接是否良好。儀表的選擇：交流電壓表為數(shù)字式或指針式均可，交流電流表則為指針式。a把三相交流電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，合上綠色“閉合”按鈕開關(guān)。調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓達(dá)電機(jī)額定電壓220伏，使電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)。（電機(jī)起動(dòng)后，觀察MEL-13中的轉(zhuǎn)速表，如出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)向圖1-1 異步電機(jī)直接起動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線圖不符合要求，則須切斷電源，調(diào)整次序，再重新起動(dòng)電機(jī)。）b斷開三相交流電源，待電動(dòng)機(jī)完全停止旋轉(zhuǎn)后，接通三相交流電源，使電機(jī)全壓起動(dòng)，觀察電機(jī)起動(dòng)瞬間電

4、流值。注：按指針式電流表偏轉(zhuǎn)的最大位置所對(duì)應(yīng)的讀數(shù)值計(jì)量。電流表受起動(dòng)電流沖擊，電流表顯示的最大值雖不能完全代表起動(dòng)電流的讀數(shù)，但用它可和下面幾種起動(dòng)方法的起動(dòng)電流作定性的比較。c斷開三相交流電源，將調(diào)壓器退到零位。用起子插入測(cè)功機(jī)堵特孔中，將測(cè)功機(jī)定轉(zhuǎn)子堵住。d合上三相交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，觀察電流表，使電機(jī)電流達(dá)23倍額定電流，讀取電壓值UK、電流值IK、轉(zhuǎn)矩值TK，填入表1-1中，注意試驗(yàn)時(shí)，通電時(shí)間不應(yīng)超過10秒，以免繞組過熱。對(duì)應(yīng)于額定電壓的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST和起動(dòng)電流I比按下式計(jì)算：式中Ik：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電流值，A； TK：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值，N.m；式中UK：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電壓值，V；

5、 UN：電機(jī)額定電壓，V；表1-1測(cè) 量 值計(jì) 算 值UK（V）IK（A）TK（N.m）Tst(N.m)Ist(A)圖1-2 異步電機(jī)星形-三角形起動(dòng)3星形三角形（Y-）起動(dòng)按圖1-2接線，電壓表、電流表的選擇同前，開關(guān)S選用MEL-05。a起動(dòng)前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開關(guān)合向右邊（Y）接法。合上電源開關(guān)，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓升高至電機(jī)額定電壓UN=220V，斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。b待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，合上電源開關(guān)，觀察起動(dòng)瞬間的電流，然后把S合向左邊（接法），電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行，整個(gè)起動(dòng)過程結(jié)束，觀察起動(dòng)瞬間電流表的顯示值以與其它起動(dòng)方法作定性比較。4自耦變壓器降壓起動(dòng)按圖1

6、-1接線。電機(jī)繞組為 接法。a先把調(diào)壓器退到零位，合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使輸出電壓達(dá)110伏，斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。b待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，再合上電源開關(guān)，使電機(jī)就自耦變壓器，降壓起動(dòng)，觀察電流表的瞬間讀數(shù)值，經(jīng)一定時(shí)間后，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電機(jī)達(dá)電機(jī)額定電壓UN=220伏，整個(gè)起動(dòng)過程結(jié)束。圖1-3 繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線圖5繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)繞組串入可變電阻器起動(dòng)實(shí)驗(yàn)線路如圖1-3，電機(jī)定子繞組Y形接法。轉(zhuǎn)子串入的電阻由刷形開關(guān)來調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電阻采用MEL-09的繞線電機(jī)起動(dòng)電阻（分0，2，5，15，五檔），MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制”

7、，“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器旋鈕順時(shí)針調(diào)節(jié)到底。a起動(dòng)電源前，把調(diào)壓器退至零位，起動(dòng)電阻調(diào)節(jié)為零。b合上交流電源，調(diào)節(jié)交流電源使電機(jī)起動(dòng)。注意電機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合要求。c在定子電壓為180伏時(shí)，逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器到底，繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢（只有幾十轉(zhuǎn)），讀取此時(shí)的轉(zhuǎn)矩值Ist和Ist。d用刷形開關(guān)切換起動(dòng)電阻，分別讀出起動(dòng)電阻為2、5、15的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst和起動(dòng)電流Ist，填入表1-2中。注意：試驗(yàn)時(shí)通電時(shí)間不應(yīng)超過20秒的以免繞組過熱。表1-2 U=180伏Rst（）02515Tst（N.m）Ist（A）6繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞組串入可變電阻器調(diào)速實(shí)驗(yàn)線路同前。MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制

8、”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針到底，“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器順時(shí)針到底。MEL-09“繞線電機(jī)起動(dòng)電阻”調(diào)節(jié)到零。a合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓至UN=220伏，使電機(jī)空載起動(dòng)。b調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器調(diào)節(jié)旋鈕，使電動(dòng)機(jī)輸出功率接近額定功率并保持輸出轉(zhuǎn)矩T2不變，改變轉(zhuǎn)子附加電阻，分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，記錄于表1-3中。表1-3 U=220伏 T2= N.mRst（）02515n（r/min）六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1比較異步電動(dòng)機(jī)不同起動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。2由起動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)求下述三種情況下的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：(1)外施額定電壓UN。（直接法起動(dòng)）(2)外施電壓為UN/。(Y起動(dòng))(3)外施電

9、壓為UK/KA，式中KA為起動(dòng)用自耦變壓器的變比。（自耦變壓器起動(dòng)）。3繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對(duì)起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響。4繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。 七思考題1起動(dòng)電流和外施電壓正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和外施電壓的平方成正比在什么情況下才能成立？2起動(dòng)時(shí)的實(shí)際情況和上述假定是否相符，不相符的主要因素是什么？ 實(shí)驗(yàn)二 異步電機(jī)的M-S曲線測(cè)繪一實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠帽倦姍C(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)功能測(cè)繪各種異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差曲線，并加以比較。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1復(fù)習(xí)電機(jī)M-S特性曲線。2M-S特性的測(cè)試方法。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1鼠籠式異步電機(jī)的M-S曲線測(cè)繪測(cè)。2繞線式異步電動(dòng)機(jī)的M-S曲線測(cè)繪

10、。四實(shí)驗(yàn)原理圖2-1 異步電機(jī)的機(jī)械特性異步電機(jī)的機(jī)械特性的圖2-1所示。在某一轉(zhuǎn)差率Sm時(shí)，轉(zhuǎn)矩有一最大值Tm，稱為異步電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，Sm稱為臨界轉(zhuǎn)差率。Tm是異步電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩TzTm，電動(dòng)機(jī)將承擔(dān)不了而停轉(zhuǎn)。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst是異步電動(dòng)機(jī)接至電源開始起動(dòng)時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩，此時(shí)S=1（n=0）。對(duì)于繞線式轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)附加電阻，便能改變Tst，從而可改變起動(dòng)特性。異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可視為兩部分組成，即當(dāng)負(fù)載功率轉(zhuǎn)矩TzTN時(shí)，機(jī)械特性近似為直線，稱為機(jī)械特性的直線部分，又可稱為工作部分，因電動(dòng)機(jī)不論帶何種負(fù)載均能穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)SSm時(shí)，機(jī)械特性為一曲線，稱為

11、機(jī)械特性的曲線部分，對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或恒功率負(fù)載而言，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)這一特性段與這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的配合，使電機(jī)不能穩(wěn)定運(yùn)行，而對(duì)于通風(fēng)機(jī)負(fù)載，則在這一特性段上卻能穩(wěn)定工作。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，通過對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)施加于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，轉(zhuǎn)矩隨之下降的負(fù)載，使電機(jī)穩(wěn)定地運(yùn)行了機(jī)械特性的曲線部分。通過讀取不同轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，可描繪出不同電機(jī)的M-S曲線。五實(shí)驗(yàn)設(shè)備1MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏；2電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（MEL-13、MEL-14）；3電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09）；4三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M04；5三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)M09。六實(shí)驗(yàn)方法1鼠籠式異步電機(jī)

12、的M-S曲線測(cè)繪被試電機(jī)為三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M04，Y接法。圖2-2 鼠籠式異步電機(jī)的M-S測(cè)繪接線圖G為渦流測(cè)功機(jī)，與M04電機(jī)同軸安裝。按圖2-2接線，其中電壓表采用指針式或數(shù)字式均可，量程選用300V檔，電流表采用數(shù)字式，可選0.75A量程檔。起動(dòng)電機(jī)前，將三相調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，并將MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制”，并將“轉(zhuǎn)速設(shè)定”調(diào)節(jié)旋鈕順時(shí)針調(diào)到底。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）按下綠色“閉合”按鈕開關(guān)，調(diào)節(jié)交流電源輸出調(diào)節(jié)旋鈕，使電壓輸出為220V，起動(dòng)交流電機(jī)。觀察電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，是之符合要求。（2）逆時(shí)針緩慢調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)后，

13、M04電機(jī)的負(fù)載將隨之增加，其轉(zhuǎn)速下降，繼續(xù)調(diào)節(jié)該電位器旋鈕電機(jī)由空載逐漸下降到200轉(zhuǎn)/分左右（注意：轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)/分時(shí)，有可能造成電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。）（3）在空載轉(zhuǎn)速至200轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)，測(cè)取8-9組數(shù)據(jù)，其中在最大轉(zhuǎn)矩附近多測(cè)幾點(diǎn)，填入表2-1。 表2-1UN=220VY接法序號(hào)123456789轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)矩（n.M）（4）當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降到200轉(zhuǎn)/分時(shí)，順時(shí)針回調(diào)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”旋鈕，轉(zhuǎn)速開始上升，直到升到空載轉(zhuǎn)速為止，在這范圍內(nèi)，讀出8-9組異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩M，轉(zhuǎn)速n，填入表2-2。表2-2UN=220VY接法序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)矩（N.M）七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1

14、在方格紙上，逐點(diǎn)繪出各種電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，并進(jìn)行擬合，作出被試電機(jī)的M-S曲線。2對(duì)這些電機(jī)的特性作一比較和評(píng)價(jià)。八思考題電機(jī)的降速特性和升速特性曲線不重合的原因何在？實(shí)驗(yàn)三 三相同步電動(dòng)機(jī)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握三相同步電動(dòng)機(jī)的異步起動(dòng)方法。2測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線。3測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)的工作特性。 二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1三相同步電動(dòng)機(jī)異步起動(dòng)的原理及操作步驟。2三相同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線是怎樣的？ 怎樣作為無功發(fā)電機(jī)（調(diào)相機(jī)）？3三相同步電動(dòng)機(jī)的工作特性怎樣？怎樣測(cè)?。?三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1三相同步電動(dòng)機(jī)的異步起動(dòng)。2測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)輸出功率P20時(shí)的V形曲線。3測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)輸出功率P2=0.5倍額定功

15、率時(shí)的V 形曲線。4測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)的工作特性。 四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏；2電機(jī)導(dǎo)軌及轉(zhuǎn)速測(cè)量；3功率、功率因數(shù)表（NMCL-001）；4同步電機(jī)勵(lì)磁電源（含在主控制屏左下方，NMEL-19）；5直流電機(jī)儀表、電源（含在主控制屏左下方，NMEL-18）；6三相可調(diào)電阻器900（NMEL-03）；7三相可調(diào)電阻器90（NMEL-04）；8旋轉(zhuǎn)指示燈及開關(guān)板（NMEL-05A）；9三相同步電機(jī)M08；10直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03。五實(shí)驗(yàn)方法被試電機(jī)為凸極式三相同步電動(dòng)機(jī)M08。1三相同步電動(dòng)機(jī)的異步起動(dòng)實(shí)驗(yàn)線路圖如圖3-1。實(shí)驗(yàn)開始前，MEL-13中的“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)扳向

16、“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕逆時(shí)針到底。R的阻值選擇為同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電阻的10倍（約90歐姆），選用NMEL-04中的90電阻。開關(guān)S選用NMEL-05。圖3-1 三相同步電動(dòng)機(jī)接線圖（MCL-11、MEL-11B）同步電機(jī)勵(lì)磁電源（NMEL-19）固定在控制屏的右下部。a把功率表電流線圈短接，把交流電流表短接，先將開關(guān)S閉合于勵(lì)磁電流源端，啟動(dòng)勵(lì)磁電流源，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流源輸出大約0.7A左右，然后將開關(guān)S閉合于可變電阻器R（圖示左端）。b把調(diào)壓器退到零位，合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使升壓至同步電動(dòng)機(jī)額定電壓220伏，觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，若不符合則應(yīng)調(diào)整相序使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向符合要求。c當(dāng)轉(zhuǎn)速接近

17、同步轉(zhuǎn)速時(shí)，把開關(guān)S迅速?gòu)淖蠖饲袚Q閉合到右端，讓同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組加直流勵(lì)磁而強(qiáng)制拉入同步運(yùn)行，異步起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)整個(gè)起動(dòng)過程完畢，接通功率表、功率因數(shù)表、交流電流表。2測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)輸出功率P20時(shí)的V形曲線a按1方法異步起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)。使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率P20。b調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If并使If增加，這時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的定子三相電流亦隨之增加，直至電流達(dá)同步電動(dòng)機(jī)的額定值，記錄定子三相電流和相應(yīng)的勵(lì)磁電流、輸入功率。c調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If使If使逐漸減小，這時(shí)定子三相電流亦隨之減小，直至電流過最小值，記錄這時(shí)的相應(yīng)數(shù)據(jù)，d繼續(xù)調(diào)小同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，這時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的定子三相

18、電流反而增大直到電流達(dá)額定值，在這過勵(lì)和欠勵(lì)范圍內(nèi)讀取911組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄于表3-1。表3-1 n=1500rmin； U=220V；P20序號(hào)三相電流(A)勵(lì)磁電流(A)輸入功率（W）IAIBICIIfPIPIIP12345表中 I = (IA + IB + IC)3P = P+ P3測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)輸出功率P20.5 倍額定功率時(shí)的V形曲線。a按1方法異步起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”旋鈕使之加載，使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率改變，輸出功率按下式計(jì)算： P2 = 0.105nT2 式中 n電機(jī)轉(zhuǎn)速，rmin； T2由轉(zhuǎn)矩表讀出，N·m。b使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率接近于0.5倍額定

19、功率且保持不變，調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If使If增加，這時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的定子三相電流亦隨之增加直到電流達(dá)同步電動(dòng)機(jī)的額定電流，記錄定子三相電流和相應(yīng)的勵(lì)磁電流、輸入功率。c調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If，使If逐漸減小，這時(shí)定子三相電流亦隨之減小直至電流達(dá)最小值，記錄這時(shí)的相應(yīng)數(shù)據(jù)，繼續(xù)調(diào)小同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，這時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的定子三相電流反而增大直到電流達(dá)額定值，在過勵(lì)和欠勵(lì)范圍內(nèi)讀取911組數(shù)據(jù)并記錄于表3-2中。表3-2 n=1500rmin； U=220V；P20.5PN序號(hào)三相電流(A)勵(lì)磁電流(A)輸入功率（W）IAIBICIIfPIPIIP12345 表中 I = (IA + IB

20、 + IC)3 P = P+ P4測(cè)取三相同步電動(dòng)機(jī)的工作特性a按1方法異步起動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)，按3方法改變負(fù)載電阻，使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率改變，輸出功率按下式計(jì)算： P2 = 0.105nT2 式中 n電機(jī)轉(zhuǎn)速，rmin； T2由直流發(fā)電機(jī)的電樞電流轉(zhuǎn)矩表讀出，N·mb同時(shí)調(diào)節(jié)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率達(dá)額定值時(shí)，且功率因數(shù)為1。c保持此時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流恒定不變，逐漸減小負(fù)載, 使同步電動(dòng)機(jī)輸出功率逐漸減小直至為零，讀取定子電流、輸入功率、功率因數(shù)、輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，共取67組數(shù)據(jù)并記錄于表3-3中。表3-3 U=UN=220V； If= A； n=1500rmin序號(hào)

21、同 步 電 動(dòng) 機(jī) 輸 入同 步 機(jī) 輸 出IA(A)IB(A)IC(A)I(A)PI(W)P(W)P(W)cosT2(N.m)P2(W)()123456表中 I = (IA + IB + IC)3 P = P+ P P2=0.105nT2 六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1作P20時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線I =f(If)，并說明定子電流的性質(zhì)。2作P20.5倍額定功率時(shí)同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線I =f(If)，并說明定子電流的性質(zhì)。3作同步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線：I、P、cos、T2、=f(P2) 七思考題1同步電動(dòng)機(jī)異步起動(dòng)時(shí)先把同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組經(jīng)一可調(diào)電阻組成回路，這可調(diào)電阻的阻值調(diào)節(jié)在同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞值的10

22、倍約90歐姆，這電阻在起動(dòng)過程中的作用是什么？若這電阻為零時(shí)又將怎樣？2在保持恒功率輸出測(cè)取V形曲線時(shí)輸入功率將有什么變化？ 為什么？3對(duì)這臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)的工作特性作。實(shí)驗(yàn)四 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)取直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。2掌握直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。二.預(yù)習(xí)要點(diǎn)1什么是直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性？2直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理是什么？三.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1工作特性和機(jī)械特性保持U=UN 和If =IfN 不變，測(cè)取n、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。2調(diào)速特性(1)改變電樞電壓調(diào)速保持U=UN 、If=IfN =常數(shù)，T2 =常數(shù)，測(cè)取n=f(Ua)。(2)改變

23、勵(lì)磁電流調(diào)速保持U=UN，T2 =常數(shù)，R1 =0，測(cè)取n=f(If)。(3)觀察能耗制動(dòng)過程四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的主控制屏；2電機(jī)導(dǎo)軌及渦流測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（NMEL-13C）；3可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（含直流電壓、電流、毫安表）；4直流電壓、毫安、安培表（NMEL-06）；5直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)；6波形測(cè)試及開關(guān)板（NMEL-05）；7三相可調(diào)電阻900（NMEL-03）；8電機(jī)起動(dòng)箱（NMEL-09）。五實(shí)驗(yàn)方法1他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。實(shí)驗(yàn)線路如圖4-1所示。U1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。R1、Rf：電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻，位于NMEL-09。mA、A、V2：直流毫安、電流、

24、電壓表（NMEL-06）。G：渦流測(cè)功機(jī)。IS：渦流測(cè)功機(jī)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)，位于NMEL-13C。圖4-1 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖a將R1調(diào)至最大，Rf調(diào)至最小，毫安表量程為200mA，電流表量程為2A檔，電壓表量程為300V檔，檢查渦流測(cè)功機(jī)與NMEL-13是否相連，將NMEL-13C“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針旋到底，打開船形開關(guān)，起動(dòng)直流電源，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并調(diào)整電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，使電機(jī)正轉(zhuǎn)。b直流電機(jī)正常起動(dòng)后，將電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零，調(diào)節(jié)直流可調(diào)穩(wěn)壓電源的輸出至220V，再分別調(diào)節(jié)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf和“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定值：U=U

25、N=220V，Ia=IN，n=nN=1600r/min，此時(shí)直流電機(jī)的勵(lì)磁電流If=IfN（額定勵(lì)磁電流）。c保持U=UN，If=IfN不變的條件下，逐次減小電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，即逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，測(cè)取電動(dòng)機(jī)電樞電流Ia、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T2，共取數(shù)據(jù)7-8組填入表4-1中。表4-1 U=UN=220V If=IfN= A Ka= 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Ia（A）n（r/min）T2（N.m）計(jì)算數(shù)據(jù)P2（w）P1（w）（%）n（%）2調(diào)速特性（1）改變電樞端電壓的調(diào)速a按上述方法起動(dòng)直流電機(jī)后，將電阻R1調(diào)至零，并同時(shí)調(diào)節(jié)負(fù)載，電樞電壓和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf，使電機(jī)的U=UN，Ia=0.5IN，If=IfN

26、，記錄此時(shí)的T2= N.mb保持T2不變，If=IfN不變，逐次增加R1的阻值，即降低電樞兩端的電壓Ua，R1從零調(diào)至最大值，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia，共取7-8組數(shù)據(jù)填入表4-2中。表4-2 If=IfN= A,T2= N.mUa（V）n（r/min）Ia（A）（2）改變勵(lì)磁電流的調(diào)速a直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，將電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf調(diào)至零，調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源的輸出為220V，調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器，使電動(dòng)機(jī)的U=UN，Ia=0.5IN，記錄此時(shí)的T2= N.mb保持T2和U=UN不變，逐次增加磁場(chǎng)電阻Rf阻值，直至n=1.3nN，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的n、If和Ia，共取

27、7-8組數(shù)據(jù)填寫入表4-3中。表4-3 U=UN=220V，T2= N.mn（r/min）If（A）Ia（A）(3)能耗制動(dòng)按圖4-2接線。圖4-2 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)接線圖U1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。R1、Rf：直流電機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻（NMEL-09）。RL：采用NMEL-03中兩只900電阻并聯(lián)。S：雙刀雙擲開關(guān)（NMEL-05）。a將開關(guān)S合向“1”端，R1調(diào)至最大，Rf調(diào)至最小，起動(dòng)直流電機(jī)。b運(yùn)行正常后，從電機(jī)電樞的一端撥出一根導(dǎo)線，使電樞開路，電機(jī)處于自由停機(jī)，記錄停機(jī)時(shí)間。c重復(fù)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，待運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，把S合向“2”端記錄停機(jī)時(shí)間。d選擇不同RL阻值，觀察對(duì)停機(jī)時(shí)間

28、的影響。六注意事項(xiàng)1直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，須將勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻Rf調(diào)到最小，先接通勵(lì)磁電源，使勵(lì)磁電流最大，同時(shí)必須將電樞串聯(lián)起動(dòng)電阻R1調(diào)至最大，然后方可接通電源，使電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)，起動(dòng)后，將起動(dòng)電阻R1調(diào)至最小，使電機(jī)正常工作。2直流他勵(lì)電機(jī)停機(jī)時(shí)，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵(lì)磁電源。同時(shí)，必須將電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)回最大值，勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻Rf調(diào)到最小值，給下次起動(dòng)作好準(zhǔn)備。3測(cè)量前注意儀表的量程及極性，接法。七實(shí)驗(yàn)報(bào)告1由表4-1計(jì)算出 P2和，并繪出n、T2、=f(Ia)及n=f(T2)的特性曲線。電動(dòng)機(jī)輸出功率P2=0.105nT2式中輸出轉(zhuǎn)矩T2 的單位為N·m，轉(zhuǎn)

29、速n的單位為rmin。電動(dòng)機(jī)輸入功率P1=UI電動(dòng)機(jī)效率=×100電動(dòng)機(jī)輸入電流I =Ia +IfN由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率：n= ×1002繪出并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性曲線n=f(Ua)和n=f(If)。分析在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)兩種調(diào)速的電樞電流變化規(guī)律以及兩種調(diào)速方法的優(yōu)缺點(diǎn)。3能耗制動(dòng)時(shí)間與制動(dòng)電阻RL的阻值有什么關(guān)系？為什么？該制動(dòng)方法有什么缺點(diǎn)？八思考題1他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的速率特性n=f(Ia)為什么是略微下降？是否會(huì)出現(xiàn)上翹現(xiàn)象？為什么？上翹的速率特性對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有何影響？2當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流不變時(shí)，減小電樞端壓，為什么會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低？3當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電樞端

30、電壓不變時(shí)，減小勵(lì)磁電流會(huì)引起轉(zhuǎn)速的升高，為什么？4他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載運(yùn)行中，當(dāng)磁場(chǎng)回路斷線時(shí)是否一定會(huì)出現(xiàn)“飛速”？為什么？ 實(shí)驗(yàn)五 交流伺服電機(jī)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用實(shí)驗(yàn)方法配圓磁場(chǎng)。2掌握交流伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性及調(diào)節(jié)特性的測(cè)量方法。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1為什么三相調(diào)壓器輸出的線電壓Uuw與相電壓Uvn在相位上相差90°？2二相交流伺服電動(dòng)機(jī)在什么條件下可達(dá)到圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)？3對(duì)交流伺服電動(dòng)機(jī)有什么技術(shù)要求？在制造與結(jié)構(gòu)上采取什么相應(yīng)措施。4交流伺服電動(dòng)機(jī)有幾種控制方式？5何為交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1觀察伺服電動(dòng)機(jī)有無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。2測(cè)定交流伺服電動(dòng)機(jī)采用幅值控制時(shí)的機(jī)

31、械特性和調(diào)節(jié)特性。3用實(shí)驗(yàn)方法配堵轉(zhuǎn)圓形磁場(chǎng)4測(cè)定交流伺服電動(dòng)機(jī)采用幅值相位控制時(shí)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）；2電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量（MEL-13）；3交流伺服電機(jī)M13；4三相可調(diào)電阻90（MEL-04）； 5波形測(cè)試及開關(guān)板（MEL-05）； 6單相調(diào)壓器（MEL-08或單配）；7電機(jī)電容箱；8萬用表；9示波器。五實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)線路見圖5-1。圖5-1 交流伺服電機(jī)幅值控制接線圖圖中，交流伺服電機(jī)采用M13，額定功率PN=25W, 額定控制電壓UN=220V，額定激磁電壓UN=220V，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩M=

32、3000g.cm,空載轉(zhuǎn)速=2700 r/min。隔離變壓器輸出的固定電壓（V相調(diào)壓器的輸入電壓）UVN接至交流伺服電機(jī)的勵(lì)磁繞組。三相調(diào)壓器輸出的線電壓Uuw經(jīng)過開關(guān)S（MEL05）接交流伺服電機(jī)的控制繞組。G為測(cè)功機(jī)，通過航空插座與MEL13相連。1觀察交流伺服電動(dòng)機(jī)有無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象測(cè)功機(jī)和交流伺服電機(jī)暫不聯(lián)接（聯(lián)軸器脫開），調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，使輸出位于最小位置。合上開關(guān)S。接通交流電源，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器，使輸出電壓增加，此時(shí)電機(jī)應(yīng)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，繼續(xù)升高電壓直到控制繞組Uc=127V。待電機(jī)空載運(yùn)行穩(wěn)定后，打開開關(guān)S，觀察電機(jī)有無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。將控制電壓相位改變180°電角度，觀

33、察電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向有無改變。2測(cè)定交流伺服電動(dòng)機(jī)采用幅值控制時(shí)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性（1）測(cè)定交流伺服電動(dòng)機(jī)a=1（即Uc=UN=220V）時(shí)的機(jī)械特性把測(cè)功機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)同軸聯(lián)接，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器，使Uc=Ucn=220V，保持Uf、Uc電壓值，調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)負(fù)載，記錄電動(dòng)機(jī)從空載到接近堵轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速n及相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩T并填入表5-1中表5-1 Uf=UfN=220V Uc=Ucn=220Vn(r/min)T(N.m）（2）測(cè)定交流伺服電動(dòng)機(jī)a=0.75（即Uc=0.75UN=165V）時(shí)的機(jī)械特性調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器，使Uc=0.75Ucn=165V，保持Uf、Uc電壓值，調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)負(fù)載，記錄電動(dòng)機(jī)從空載到接近

34、堵轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速n及相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩T并填入表5-2中表5-2 Uf=UfN=220V Uc=Ucn=220Vn(r/min)T(N.m）（3）測(cè)定調(diào)節(jié)特性保持電機(jī)的勵(lì)磁電壓Uf=220V，測(cè)功機(jī)不加勵(lì)磁。調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使電機(jī)控制繞組的電壓Uc從220V逐漸減小至到0V，記錄電機(jī)空載運(yùn)行的轉(zhuǎn)速n及相應(yīng)的控制繞組電壓Uc，并填入表5-3中表5-3 Uf=UfN=220V T=0N.mn(r/min)T(N.m)仍保持Uf220V，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使Uc為220V，調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)負(fù)載，使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T0.03N.m并保持不變，重復(fù)上述步驟，記錄轉(zhuǎn)速n及相應(yīng)控制繞組電壓Uc并填入表5-4中。表5-4 Uf=Ufn=220

35、V T=0.03N.mn(r/min)Uc(V)3用實(shí)驗(yàn)方法配堵轉(zhuǎn)園磁場(chǎng)圖5-2 交流伺服電機(jī)幅值-相位控制接線圖實(shí)驗(yàn)線路見圖5-2。A1、A2選用交流電流表0.75A檔。V1、V2、V3選用交流電壓表300V檔。R1、R2選用MEL04中90并聯(lián)90共45阻值，并用萬用表調(diào)定在5阻值?？勺冸娙葸x用電機(jī)電容箱，位于下組件。調(diào)壓器T2選用MEL08或單配。示波器兩探頭的地線應(yīng)接N線，X蹤和Y蹤幅值量程一致。a使電機(jī)堵轉(zhuǎn)。b接通交流電源，調(diào)節(jié)T1、T2使V1、V2電壓指示為220V。c改變電容Cf（約為4Uf），使A1、A2電流接近相等，示波器顯示的兩個(gè)電流波形相位相差90°（或Y2改接

36、X端子，示波器顯示為園圖）。4測(cè)定交流伺服電動(dòng)機(jī)采用幅值相位控制時(shí)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性1）測(cè)定機(jī)械特性接線仍如圖5-2所示。接通交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器T1，使V1指示為127V。調(diào)節(jié)T2使V2指示為220V。保持V1、V2值不變，改變測(cè)功機(jī)負(fù)載，記錄電機(jī)從空載到接近堵轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)矩T并填入表5-5中.表5-5 U1127 U2220Vn(r/min)T(N.m)調(diào)節(jié)T2使Uc0.75Ucn165V，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，記錄電機(jī)轉(zhuǎn)速n及轉(zhuǎn)矩T并填入表5-6中。表5-6 U1127V U2165VN(r/min)T(N.m)2）測(cè)定調(diào)節(jié)特性調(diào)節(jié)調(diào)壓器T1，使U1127V。調(diào)節(jié)調(diào)壓器T2，使U2220V

37、。調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)負(fù)載使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T0.03N.m，保持U1127V及T0.03N.m不變，逐漸減小Uc值，記錄電機(jī)轉(zhuǎn)速n及控制繞組電壓Uc并填入表5-7中。表5-7 U1127V T0.03N.mn(r/min)Uc(V)使測(cè)功機(jī)和交流伺服電機(jī)脫開，調(diào)節(jié)U1127V，調(diào)節(jié)U2220V，逐漸減小Uc值，記錄電機(jī)空載轉(zhuǎn)速n及電壓Uc并填入表5-8中。表5 U1127V T0N.mn(r/min)Uc(V)六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)幅值控制實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出交流伺用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n=f(t)和調(diào)節(jié)特性n=f(Uc)曲線。2根據(jù)幅值相位控制實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n=f(T)和調(diào)節(jié)特性n=f(

38、Uc)曲線。3分析實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)六 直流伺服電機(jī)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出直流伺服電動(dòng)機(jī)的參數(shù)ra、。2掌握直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的測(cè)量方法。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1對(duì)直流伺服電動(dòng)機(jī)有什么技術(shù)要求。2直流伺服電動(dòng)機(jī)有幾種控制方式。3何隅直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1用伏安法測(cè)出直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞繞組電阻ra 。2保持Uf=UfN=220V，分別測(cè)取Ua =220V及Ua110V的機(jī)械特性n=f(T)。3保持Uf=UfN=220V，分別測(cè)取T20.8N.m及T20的調(diào)節(jié)特性n=f(Ua)。4測(cè)直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)

39、實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）；2電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量（MEL-13）；3直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03（作直流伺服電機(jī)）；4220V直流可調(diào)穩(wěn)壓電源（位于實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏的下部）；5三相可調(diào)電阻900（MEL-03）；6三相可調(diào)電阻90（MEL-04）；7直流電壓、毫安、安培表（MEL-06）；圖6-1 測(cè)電樞繞組直流電阻接線圖8波形測(cè)試及開關(guān)板（MEL-05）。五實(shí)驗(yàn)說明及操作步驟1用伏安法測(cè)電樞的直流電阻ra接線原理圖見圖6-1。U：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源。R：1800磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻（MEL-03）。V：直流電壓表（MEL-06）。A：直流安培表（MEL-06）M：直流電機(jī)電樞（

40、1）經(jīng)檢查接線無誤后，逆時(shí)針調(diào)節(jié)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻R使至最大。直流電壓表量程選為300V檔，直流安培表量程選為2A檔。（2）按順序按下主控制屏綠色“閉合”按鈕開關(guān)，可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的船形開關(guān)以及復(fù)位開關(guān)，建立直流電源，并調(diào)節(jié)直流電源至220V輸出。調(diào)節(jié)R使電樞電流達(dá)到0.2A（如果電流太大，可能由于剩磁的作用使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，測(cè)量無法進(jìn)行，如果此時(shí)電流太小，可能由于接觸電阻產(chǎn)生較大的誤差），迅速測(cè)取電機(jī)電樞兩端電壓UM和電流Ia。將電機(jī)轉(zhuǎn)子分別旋轉(zhuǎn)三分之一和三分之二周，同樣測(cè)取UM、Ia，填入表6-1。取三次測(cè)量的平均值作為實(shí)際冷態(tài)電阻值Ra=。表6-1 室溫 序號(hào)UM（V）Ia（A）R（）Raref（）

41、1Ra1Ra2Ra23Ra3表中Ra=（Ra1+Ra2+Ra3）/3（3）計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的電樞電阻由實(shí)驗(yàn)測(cè)得電樞繞組電阻值，此值為實(shí)際冷態(tài)電阻值，冷態(tài)溫度為室溫。按下式換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的電樞繞組電阻值：Raref=Ra 式中Raref換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)電樞繞組電阻。（）Ra 電樞繞組的實(shí)際冷態(tài)電阻。（）ref基準(zhǔn)工作溫度，對(duì)于E級(jí)絕緣為75。a 實(shí)際冷態(tài)時(shí)電樞繞組的溫度。（）2測(cè)直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)線路如圖6-2所示。R1：180W電阻（MEL-04中兩只90W相串聯(lián)）。Rf：900W電阻（MEL-03中兩只900W相串聯(lián)）。R2：采用MEL-03最上端900W電阻，為電位器

42、接法。開關(guān)S選用MEL-05。M：直流伺服電動(dòng)機(jī)M03。G：渦流測(cè)功機(jī)。IS：電流源，位于MEL-13，由“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，將MEL-13“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針旋到底。V1：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶電壓表。V2：直流電壓表，量程為300V檔，位于MEL-06。A：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶電流表。mA：毫安表，位于直流電機(jī)勵(lì)磁電源部。a操作前先把R1置最大值，Rf置最小值，R2逆時(shí)針調(diào)到底，使UR3R4的電壓為零，并且開關(guān)S斷開。測(cè)功機(jī)的的勵(lì)磁電流調(diào)到最小。b先接通直流電機(jī)勵(lì)磁電源。c再接通直流穩(wěn)壓電源，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后把R1調(diào)到最小

43、值，調(diào)節(jié)電樞繞組兩端的UaUN220V并保持不變。圖6-2 直流伺服電動(dòng)機(jī)接線圖d調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)負(fù)載，使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩增加，并調(diào)節(jié)Rf，使n=1600r/min，IaIaN，此時(shí)電機(jī)勵(lì)磁電流為額定電流。保持此額定電流不變，調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)負(fù)載，記錄空載到額定負(fù)載的T、n、Ia，并填入表6-2中。表6-2 Uf=UfN=220V Ua=UN=220VT(N·m)n（r/min）Ia(A)e調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源，使Ua=0.5UN=110V，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，記錄空載到額定負(fù)載的T、n、Ia，并填入表6-3中表6-3 Uf=UfN=220V Ua=0.5UN=110VT(N.m)n(r/min)Ia(A

44、)3測(cè)直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性按上述方法起動(dòng)電機(jī)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩T0.8N.m，保持該轉(zhuǎn)矩及IfIfN不變，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源（或R1阻值）使Ua從UN值逐漸減小，記錄電機(jī)的n、Ua、Ia并填入表6-4中。表6-4 Uf=UfN=220V T=0.8N.mn(r/min)Ua(V)Ia(A)使電動(dòng)機(jī)和測(cè)功機(jī)脫開，仍保持IfIfN，在電機(jī)空載狀態(tài)，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源（或R1阻值），使Ua從UN逐漸減小，記錄電動(dòng)機(jī)的n、Ua、Ia并填入表6-5中。表6-5 Uf=UfN=220V T=0N.mn(r/min)Ua(V)Ia(A)3測(cè)空載始動(dòng)電壓操作前先把R1置最小值，Rf置最小值

45、，R2順時(shí)針調(diào)到底，使UR2R3的電壓為零，并且開關(guān)S閉合。斷開測(cè)功機(jī)的勵(lì)磁電流。啟動(dòng)電機(jī)前先接通勵(lì)磁電源，調(diào)節(jié)Uf=220V，再接通電樞電源，調(diào)節(jié)R2使輸出電壓緩慢上升，直到轉(zhuǎn)軸開始連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)的電壓為空載始動(dòng)電壓Ua。正反二個(gè)方向各做三次，取其平均值作為該電機(jī)始動(dòng)電壓，將數(shù)據(jù)記錄于表6-6。表66次數(shù)123平均正向Ua（V）反向Ua（V）六實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算75時(shí)電樞繞組電阻ra75數(shù)值；Ke、Kt等參數(shù)。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，作出電樞控制時(shí)電機(jī)的機(jī)械特性n=f(t)和調(diào)節(jié)特性n=f（Ua）曲線。并求出電機(jī)空載時(shí)的始動(dòng)電壓。3分析實(shí)驗(yàn)數(shù)值及現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)七 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

46、1加深了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源和電機(jī)的工作情況。2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)基本特性的測(cè)定。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源和工作情況2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有基本特性？怎樣測(cè)定？三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1單步運(yùn)行狀態(tài)。2角位移和脈沖數(shù)的關(guān)系。3空載實(shí)跳頻率的測(cè)定。4空載最高連續(xù)工作頻率的測(cè)定。5轉(zhuǎn)子振蕩狀態(tài)的觀察。6定子繞組中電流和頻率的關(guān)系。7平均轉(zhuǎn)速和脈沖頻率的關(guān)系。8矩頻特性的測(cè)定及最大靜力矩特性的測(cè)定。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MEL系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏；2電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)（MEL-B、MEL-14）；3步機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源（MEL-10）；4步進(jìn)電機(jī)M10；5雙蹤示波器；6直流電流表（MEL-06或含在主控制屏）。五實(shí)驗(yàn)方法

47、及步驟1驅(qū)動(dòng)波形觀察a合上控制電源船形開關(guān)，分別按下“連續(xù)”控制開關(guān)和“正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)”、“三拍/六拍”，“啟動(dòng)/停止”開關(guān)，使電機(jī)處于三拍正轉(zhuǎn)連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)。b用示波器觀察電脈沖信號(hào)輸出波形（CP波形），改變“調(diào)頻”電位器旋鈕，頻率變化范圍應(yīng)不小于5HZ1KHZ，可從頻率計(jì)上讀出此頻率。c用示波器觀察環(huán)形分配器輸出的三相A、B、C波形之間的相序及其與CP脈沖波形之間的關(guān)系。d改變電機(jī)運(yùn)行方式，使電機(jī)處于正轉(zhuǎn)、六拍運(yùn)行狀態(tài)，重復(fù)C的實(shí)驗(yàn)。（注意，每次改變電機(jī)運(yùn)行，均需先彈出“啟動(dòng)/停止”開關(guān)，再按下“復(fù)位”按鈕，再重新起動(dòng)。）e再次改變電機(jī)運(yùn)行方式，使電機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，重復(fù)C的實(shí)驗(yàn)。2步進(jìn)電機(jī)特性的測(cè)定和動(dòng)態(tài)觀察圖6-2 步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線圖按圖6-1接線，注意接線不可接錯(cuò)，測(cè)功機(jī)和步進(jìn)電機(jī)脫開，且接線時(shí)需斷開控制電源。a單步運(yùn)行狀態(tài)接通電源，按下述步驟操作：按下“單步”琴鍵開關(guān)，“復(fù)位”按鈕，“清零”按鈕，最后按下“單步”按鈕。每按一次“單步”按鈕，步進(jìn)電機(jī)將走一步距角，繞組相應(yīng)的發(fā)光管發(fā)亮，不斷按下“單步”按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)子也不斷作步進(jìn)運(yùn)行