直流伺服电机实验报告.doc

1、直流伺服电机实验报告实验六直流伺服电机实验一、实验设备及仪器被测电机铭牌参数：PN=185W，UN=220V，IN=1.1A，使用设备规格 (编号)：1MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I 、MEL-IIA 、B） ；2电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13 ） ；3直流并励电动机M03（作直流伺服电机）；4220V 直流可调稳压电源 （位于实验台主控制屏的下部）；5三相可调电阻900（MEL-03 ） ；6三相可调电阻90（MEL-04 ） ；7直流电压、毫安、安培表（MEL-06 ） ；二、实验目的1通过实验测出直流伺服电动机的参数ra、e、T。2掌握直流伺服电动机的机械

2、特性和调节特性的测量方法。三、实验项目1用伏安法测出直流伺服电动机的电枢绕组电阻 ra。2保持 Uf=UfN=220V，分别测取Ua=220V 及Ua110V的机械特性 n=f(T)。3保持 Uf=UfN=220V，分别测取 T20.8N.m 及T20的调节特性 n=f(Ua)。4测直流伺服电动机的机电时间常数。四、实验说明及操作步骤1用伏安法测电枢的直流电阻Ra接线原理图见图6-11。U：可调直流稳压电源。R：1800磁场调节电阻（ MEL-03 ） 。V：直流电压表（ MEL-06 ） 。A：直流安培表（ MEL-06 ）M：直流电机电枢（1）经检查接线无误后，逆时针调节磁场调节电阻 R

3、使至最大。直流电压表量程选为300V 档，直流安培表量程选为2A 档。（2）按顺序按下主控制屏绿色“闭合”按钮开关，可调直流稳压电源的船形开关以及复位开关，建立直流电源，并调节直流电源至220V 输出。调节 R 使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小， 可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压UM和电流 Ia。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取UM、Ia，填入表 6-1。302取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=Ra1Ra2Ra33。室温 20序号UM（V） Ia（A）R（）Rare（f）124.

4、630.198Ra1=23.384.490.200Ra2=22.45Ra=23.26Raref=28.2834.790.200Ra3=23.95235ref235表中 Ra=（Ra1+Ra2+Ra3）/3; Raref=Ra*a（3）计算基准工作温度时的电枢电阻由实验测得电枢绕组电阻值， 此值为实际冷态电阻值，冷态温度为室温。 按下式换算到基准工作温度时的电枢绕组电阻值：235refRaref=Ra235a式中 Raref换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（）Ra电枢绕组的实际冷态电阻。 （）ref基准工作温度，对于E 级绝缘为 75。a实际冷态时电枢绕组的温度。 （）2测直流伺服电动机的机械

5、特性自自30图 6-12 直流伺服电动机接线图图 6-2 直流伺服电实验线路如图 6-2 所示。R1：180 电阻（MEL-04 中两只 90 相串联）。Rf：900 电阻（MEL-03 中两只 900 相串联）。R2：采用 MEL-03 最上端 900 电阻，为电位器接法。开关 S 选用 MEL-05 。M：直流伺服电动机M03。G：涡流测功机。IS：电流源，位于MEL-13 ，由“转矩设定 ”电位器进行调节。实验开始时，将MEL-13 “转速控制”和“转矩控制 ”选择开关板向 “转矩控制 ” ， “ 转矩设定 ”电位器逆时针旋到底。V1：可调直流稳压电源自带电压表。V2：直流电压表，量程为

6、 300V 档，位于 MEL-06 。A：可调直流稳压电源自带电流表。mA：毫安表，位于直流电机励磁电源部。a操作前先把R1置最大值， Rf置最小值， R2逆时针调到底，使UR3R4的电压为零，并且开关S断开。测功机的的励磁电流调到最小。b先接通直流电机励磁电源。c再接通直流稳压电源，电机运转后把R1调到最小值，调节电枢绕组两端的UaUN220V 并保持不变。d调节测功机负载，使电机输出转矩增加，并调节 Rf，使 n=1600r/min，IaIaN，此时电机励磁电流为额定电流。保持此额定电流不变， 调节测功机负载， 记录空载到额定负载的T、n、Ia，并填入表中。Uf=UfN=220VUa=UN

7、=220VT(Nm)1.131.000.900.800.700.60n（r/min） 160316191628163516421651Ia(A)1.100.960.870.770.680.59T(Nm)0.500.400.300.200.100.00n（r/min） 166016731690170617211734Ia(A)0.500.410.330.250.170.10e调节直流稳压电源，使Ua=0.5UN=110V，重复上述实验步骤， 记录空载到额定负载的T、n、Ia，并填入表中Uf=UfN=220VUa=0.5UN=110VT(N.m)00.110.210.300.400.51n(r/m

8、in)827814806797784769Ia(A)0.090.170.250.320.400.49T(N.m)0.600.700.800.901.001.11n(r/min)765758754756758762Ia(A)0.570.660.760.860.971.103测直流伺服电动机的调节特性按上述方法起动电机， 电机运转后， 调节电动机轴上的输出转矩T0.8N.m，保持该转矩及IfIfN不变，调节直流稳压电源（或R1阻值）使Ua从 UN值逐渐减小，记录电机的n、Ua、Ia并填入表中。Uf=UfN=220VT=0.8N? mn(r/min)16001470130511541074994Ua

9、(V)218201180161150140Ia(A)0.790.790.790.780.780.78n(r/min)919840756678599518Ua(V)1301211101009080Ia(A)0.780.770.780.780.770.77使电动机和测功机脱开， 仍保持 IfIfN，在电机空载状态，调节直流稳压电源（或R1阻值），使Ua从 UN逐渐减小，记录电动机的n、Ua、Ia并填入表 6-5 中。Uf=UfN=220VT=0N? mn(r/min)1758159614341355127311901107Ua(V)221201180170160150140Ia(A)0.10.10

10、.090.090.090.090.09n(r/min)1030949869791711624594Ua(V)130120110100908076Ia(A)0.090.090.090.090.090.090.093测空载始动电压操作前先把 R1置最小值， Rf置最小值， R2顺时针调到底，使 UR2R3的电压为零，并且开关S闭合。断开测功机的励磁电流。启动电机前先接通励磁电源，调节 Uf=220V，再接通电枢电源，调节R2使输出电压缓慢上升，直到转轴开始连续转动， 这时的电压为空载始动电压 Ua。正反二个方向各做三次， 取其平均值作为该电机始动电压，将数据记录于表格空载始动电压次数123平均正向

11、 Ua（V） 6.907.427.137.15反向 Ua（V） 7.007.207.387.19六实验报告1根据实验记录，计算75时电枢绕组电阻Ra75数值；Ke、Kt 等参数。Raref=28.28（）;Kt=Ct* =0.992；Ke=Ce* =0.104；2根据实验测得的数据，作出电枢控制时电机的机械特性 n=f(t)和调节特性 n=f（Ua）曲线。（1）机械特性 n=f(t)缩小尺度以后的图像如下图所示：（2）调节特性 n=f（Ua）3.电机空载时的始动电压。根据表格可得：始动电压Ua0=7.17V；4分析实验数值及现象机械特性实验现象： 从图像可以看到， 随着 T 的增大，n不断减少，且两条直线大致平行。根据以下理论知识：机械特性在图像中表现为一簇斜线，斜率k=,根据实验图像可得堵转转矩 Tk和空载转速 n0。分析：实验中出现两直线只是近似平行，但是不平行的原因经过分析之后，应该是实验仪器在测试过程中过热收到了干扰的缘故，因为第二次试验最后几组数据在图像中出现了“明显上翘”。调节特性实验现象：由图像2 可以得到，随着Ua 的增大，n 不断增大，且两条直线大致平行。根据以下理论知识：调节特性在图像中表现为一簇斜线，始动电压Ua0=,根据实验图像可得随着负载的增大， 从原点到始动电压点出现 “死区”的现象。分析：实验所得到的数据与理论相对应，很好的证明了理论假设。5实验感想