2022年直流伺服电机实验报告 .pdf

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1、.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特性和调节特性的测量方法。三、实验项目1用

2、伏安法测出直流伺服电动机的电枢绕组电阻ra。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 10 页 -.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

3、调节磁场调节电阻R 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。取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=3132aaaRRR。室温 20图6-11 测电枢绕组直流电阻接线图300V

4、2A 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 10 页 -.自带自带300V 序号UM（V）Ia（A）R（）Raref（）1 4.63 0.198 Ra1=23.38 Ra=23.26Raref=28.282 4.49 0.200 Ra2=22.45 3 4.79 0.200 Ra3=23.95 表中 Ra=（Ra1+Ra2+Ra3）/3;Raref=Ra*aref235235（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：Raref=Raaref235235式中 Raref 换

5、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特性实验线路如图6-2 所示。图6-12 直流伺服电动机接线图图 6-2 直流伺服电动机接线图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 10 页 -.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

6、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

7、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=220V Ua=UN=220V T(N m)1.13 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 n（r/min）1603 1619 1628 1635 1642 1651 Ia(A)1.10 0.96 0.87 0.77 0.68 0.59 T(N m)0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 n（r/min）1660 1673 1690 1706 1721 1734 Ia(A)0.50

8、 0.41 0.33 0.25 0.17 0.10 e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=220V Ua=0.5UN=110VT(N.m)0 0.11 0.21 0.30 0.40 0.51 n(r/min)827 814 806 797 784 769 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 10 页 -.Ia(A)0.09 0.17 0.25 0.32 0.40 0.49 T(N.m)0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.11 n(r/min)765 758 754

9、 756 758 762 Ia(A)0.57 0.66 0.76 0.86 0.97 1.10 3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=220V T=0.8N?m n(r/min)1600 1470 1305 1154 1074 994 Ua(V)218 201 180 161 150 140 Ia(A)0.79 0.79 0.79 0.78 0.78 0.78 n(r/min)919 840 756

10、678 599 518 Ua(V)130 121 110 100 90 80 Ia(A)0.78 0.77 0.78 0.78 0.77 0.77 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=220V T=0N?mn(r/min)1758 1596 1434 1355 1273 1190 1107 Ua(V)221 201 180 170 160 150 140 Ia(A)0.1 0.1 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 名师资料总结-精品资料

11、欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 10 页 -.n(r/min)1030 949 869 791 711 624 594 Ua(V)130 120 110 100 90 80 76 Ia(A)0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 0.09 3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

12、据记录于表格空载始动电压次数1 2 3 平均正向 Ua（V）6.90 7.42 7.13 7.15 反向 Ua（V）7.00 7.20 7.38 7.19 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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 10 页 -.（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）名师资料总结-精品资料

13、欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 10 页 -.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：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 10 页 -.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：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 10 页 -.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实验感想名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 10 页 -