直流电动机启动、调速控制电路实验资料
直流电动机控制电路
直流电动机控制电路一、直流电动机的启动1.并励直流电动机的启动并励直流电动机的启动控制电路如图1-15所示。
图中，KA1是过电流继电器，作直流电动机的短路和过载保护。
KA2欠电流继电器，作励磁绕组的失磁保护。
启动时先合上电源开关QS，励磁绕组获电励磁，欠电流继电器KA2线圈获电，KA2常开触点闭合，控制电路通电；此时时间继电器KT线圈获电，KT常闭触点瞬时断开。
然后按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1主触点闭合，电动机串电阻器R启动；KM1的常闭触点断开，KT线圈断电，KT常闭触点延时闭合，接触器KM2线圈获电，KM2主触点闭合将电阻器R短接，电动机在全压下运行。
2. 他励直流电动机的启动（见图1-16）图1-15 并励直流电动机启动控制电路图1-16 他励直流电动机启动控制电路3. 串励直流电动机的启动（见图1-17）图1-17 串励直流电动机启动控制电路请注意，串励直流电动机不允许空载启动，否则，电动机的高速旋转，会使电枢受到极大的离心力作用而损坏，因此，串励直流电动机一般在带有20%~25%负载的情况下启动。
二、直流电动机的正、反转1.电枢反接法这种方法是改变电枢电流的方向，使电动机反转。
并励直流电动机的正、反转控制电路如图1-18所示。
启动时按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1常开触点闭合，电动机正转。
若要反转，则需先按下SB1，使KM1断电，KM1连锁常闭触点闭合。
这时再按下反转按钮SB3，接触器KM2线圈获电，KM2常开触点闭合，使电枢电流反向，电动机反转。
2.磁场反接法这种方法是改变磁场方向（即励磁电流的方向）使电动机反转。
此法常用于串励电动机，因为串励电动机电枢绕组两端的电压很高，而励磁绕组两端的电压很低，反转较容易，其控制电路如图1-19所示。
其工作原理同上例相似，请自己分析。
图1-18并励直流电动机正,反转控制电路图1-19串励电动机正,反转控制电路三、直流电动机的制动在实际生产中有时要求机械能迅速停转，这就要求直流电动机可以制动。
调速实验1-4
１、简述实验中观察到的现象，对实验中出现的问题加以分析、解释。
２、画出U/F曲线。
３、画出异步电动机的机械特性n=f（Ｔe）曲线。
４、思考题：如何改变电动机的加速度、减速度？
５、写出实验小结。
实验四速度闭环三相异步电机调压调速系统实验
一．实验目的
3)直流电动机的电枢电流不要超过额定值使用，转速也不要超过1.2倍的额定值。以免影响电机的使用寿命，或发生意外。
4)DJK04与DJK02-1不共地，所以实验时须短接DJK04与DJK02-1的地。
实验二、双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验
一、实验目的
1、了解双闭环不可逆直流调速系统的原理及组成。
2、掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试方法和步骤。
⑴、通过触摸面板上LO/RE切换键进行切换。
⑵、通过对输入端子参数（n36～n39）的设定来切换。
1、 触摸面板的操作方法
触摸面板操作有两种功能：一种是用面板上的RUN键和STOP/RESET键来控制电机的起动、停止。另一种是用于参数设定。
1） 指示灯显示说明
正常时:接通电源后，RUN灯闪亮、ALARM灯灭。指示灯FREF、FOUT、IOUT、MNTR、F/R、LO/RE、PRGM中有灯亮，指示窗口有数据显示。
U09：显示过去最后一次发生过的异常内容。
U10：制造商管理用。
F/R：灯亮时，可用 或 键，选择电动机的运转方向（正/
反转）。 FOR：正转 rev：反转
LO/RE：灯亮时，可用 或 键，选择本地/远程模式。
rE：远程 LO：本地
PRGM：。灯亮时，可用 或 键，选择要设定的参数，再用
键显示该参数的内容，用 或 键修改该
直流电机认识实验实验一
桂林电子科技大学
实验报告
2015 -2016 学年第二学期
开课单位海洋信息工程学院
适用年级、专业 14级机械设计制造及其自动化
课程名称《机电传动与控制实验》
主讲教师周旋
课程序号 1520624 课程代码 BS1601054X0 实验名称《直流电机认识实验》
学号 1416010516 姓名林亦鹏
直流电机认识实验报告
用三相可调电阻器模块上的1800Ω和180Ω串联共
型直流组合表，量程选用1A档。
开关S选用刀开关及按钮模块上的
直流复励电机。
）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。
调节R使电枢电流达到
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电机实验报告
电机实验报告电机实验是现代电学课程中必不可少的一部分。
在这个实验中，学生能够理解和学习有关电机的基本原理，包括电机的工作原理，转换电能和机械能以及电机的各种类型和应用。
本文将介绍一些与电机实验相关的案例，并提供有关这些案例的详细信息。
案例一：简单的直流电动机实验这个实验通常用于介绍电动机如何工作以及如何控制它们。
这个实验需要一个直流电动机，一个电池和一些连接线。
学生们可以尝试控制电动机的转速，通过改变电池电压来调整电机的转速，并且可以尝试将多个电动机连接在一起并控制它们的速度。
案例二：控制交流电动机的速度这个实验需要一个交流电动机，一个变压器和一些连接线。
学生们可以使用变压器来调整电机的电压，从而改变电机的速度。
此外，学生们还可以使用不同类型的控制电路来控制电机的速度和方向。
案例三：感应电动机实验这个实验需要一个感应电动机，一个电源和一些连接线。
学生们可以学习感应电动机如何工作以及如何控制它们。
学生们可以使用不同的电路和方法来控制电机的速度和方向。
此外，学生还可以学习如何改变电机的性能，例如输出功率和效率。
总之，电机实验是电气工程课程中必不可少的一部分。
通过这些实验，学生们可以理解和学习有关电机的基本概念和原理，并学习如何控制电机的速度和方向。
这些实验还可以帮助学生们进一步了解不同类型的电机以及它们的应用。
随着科技不断进步，电机在不同领域的应用越来越广泛，例如家用电器、机械制造、交通工具和航空航天等领域。
因此，对于电气工程专业的学生来说，了解电机的基本原理和应用非常重要。
电机实验作为电气工程专业的一部分，可以帮助学生们加深对电机知识的理解，并提高他们的实际操作能力。
除了上述提到的案例，还有一些其他的电机实验，包括步进电机实验、直线电动机实验、直流无刷电机实验等。
通过这些实验，学生们可以进一步了解电机类型、工作原理以及它们在不同应用领域中的优缺点。
这些实验还可以帮助学生们了解电机的控制方法和调试技巧，提高他们的工程实践能力。
直流电机驱动控制电路
1 引言长期以来，直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。
特别随着计算机在控制领域，高开关频率、全控型第二代电力半导体器件（GTR、GTO MOSFET IGBT等）的发展，以及脉宽调制（PWM）直流调速技术的应用，直流电机得到广泛应用。
为适应小型直流电机的使用需求，各半导体厂商推出了直流电机控制专用集成电路，构成基于微处理器控制的直流电机伺服系统。
但是，专用集成电路构成的直流电机驱动器的输出功率有限，不适合大功率直流电机驱动需求。
因此采用N 沟道增强型场效应管构建H 桥，实现大功率直流电机驱动控制。
该驱动电路能够满足各种类型直流电机需求，并具有快速、精确、高效、低功耗等特点，可直接与微处理器接口，可应用PWM 技术实现直流电机调速控制。
2 直流电机驱动控制电路总体结构直流电机驱动控制电路分为光电隔离电路、电机驱动逻辑电路、驱动信号放大电路、电荷泵电路、H 桥功率驱动电路等四部分，其电路框图如图一图1『就电机乂动控制电路框图由图可以看出，电机驱动控制电路的外围接口简单。
其主要控制信号有电机运转方向信号Dir电机调速信号PWM及电机制动信号Brake, Vcc为驱动逻辑电路部分提供电源，Vm为电机电源电压，M+、M-为直流电机接口。
在大功率驱动系统中，将驱动回路与控制回路电气隔离，减少驱动控制电路对外部控制电路的干扰。
隔离后的控制信号经电机驱动逻辑电路产生电机逻辑控制信号，分别控制H桥的上下臂。
由于H桥由大功率N沟道增强型场效应管构成，不能由电机逻辑控制信号直接驱动，必须经驱动信号放大电路和电荷泵电路对控制信号进行放大，然后驱动H桥功率驱动电路来驱动直流电机。
3 H桥功率驱动原理直流电机驱动使用最广泛的就是H 型全桥式电路，这种驱动电路方便地实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。
H 桥功率驱动原理图如图2 所示。
直流电动机启动控制线路研究
在实际理论教学和实践教学中基本控制线路的教学都是以交流电动机基本控制线路为主没有单独针对直流电动机控制线路的教材可借鉴本文针对这个问题研究了直流电动机的点动控制连续转动控制和电枢回路串电阻控制问题给出了的基本控制线路供广大读者参考
山 西 青 年
理 论 研 究
直流 电动机启动控 制线路研究
Ｆ一
Ｑ Ｆ
ＫＨ
ｓ Ｓ Ｂ ２ — Ｋ ± Ｋ Ｍ １ ＋ 甲Ｋ
Ｋ Ｔ
＾
启动
ｎ ｌ 低 速
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Ｋ Ｍ ２ — — — — ＞ｎ Ｉ（ 全 速 运 行 ）
Ｋ Ｔ 一（ 延 时 到 ）
工作过程是 ：
究
（ １ ） 开始先放一段录像 ：运动员游泳和潜水员潜入水 中 不同深度的水 中，运动员 为什 么要穿不 同的衣服？这样 引入 ， 联 理就在身边。
水。学生很 自然 的想到 ，液体压 强还与液体密度有关 ．也能进一 （ ６） 液体 压强公 式推 导。将蒙有橡 皮膜的玻璃 管放入水槽
点评 ：播放视频 ，目的是抛给学生一个值得思考 的问题 ：在 步得 出，液体 密度越大 ，压强越大 。
题 ，桌面 受到茶杯对 它的压强 吗？ 接着在茶杯 中倒 入水 ，再 问杯
底受 到水对它 的压 强吗？杯 壁受到水 对它的压强 吗？ 基于 前面固 度 ， 符 合初 中生感性思维较 强 ．理性思维尚不完善的思维特征。
体压强的学 习，学生容易 回答第 一个 问题 。后 两个问题 ，要通过 三 、总 结反思
刘胜 长
杨 永庄
薛福 林
双闭环直流电动机调速系统
04
系统软件设计
控制算法设计
算法选择
算法实现
根据系统需求，选择合适的控制算法， 如PID控制、模糊控制等。
将控制算法用编程语言实现，并集成 到系统中。
算法参数整定
根据系统性能指标，对控制算法的参 数进行整定，以实现最优控制效果。
调节器设计
调节器类型选择
根据系统需求，选择合适 的调节器类型，如PI调节 器、PID调节器等。
在不同负载和干扰条件下测试系统的性能， 验证系统的鲁棒性。
06
结论与展望
工作总结
针对系统中的关键问题，如电流和速度的动态 调节、超调抑制等，进行了深入研究和改进。
针对实际应用中可能出现的各种干扰和不确定性因素 ，进行了充分的考虑和实验验证，提高了系统的鲁棒
性和适应性。
实现了双闭环直流电动机调速系统的优化设计 ，提高了系统的稳定性和动态响应性能。
通过对实验数据的分析和比较，验证了所设计的 双闭环直流电动机调速系统的可行性和优越性。
研究展望
进一步研究双闭环直流电动机 调速系统的控制策略，提高系
统的动态性能和稳定性。
针对实际应用中的复杂环境和 工况，开展更为广泛和深入的 实验研究，验证系统的可靠性
和实用性。
探索双闭环直流电动机调速系 统在智能制造、机器人等领域 的应用前景，为相关领域的发 展提供技术支持和解决方案。
功率驱动模块
总结词
控制直流电动机的启动、停止和方向。
详细描述
功率驱动模块是双闭环直流电动机调速系统的核心部分，负责控制直流电动机的启动、停止和方向。它通常 由电力电子器件（如晶体管、可控硅等）组成，通过控制电动机的输入电压或电流来实现对电动机的速度和 方向的控制。功率驱动模块还需要具备过流保护、过压保护和欠压保护等功能，以确保电动机和整个系统的
直流电动机调速实验报告
直流电动机调速实验报告摘要：本次实验通过对直流电动机调速系统的设计与搭建，探索了采用不同控制方法对电动机进行调速的效果与特性。
通过实验验证，得出了电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中的应用特点和优缺点。
一、引言直流电动机是一种广泛应用于工业生产中的电动机，其具有调速范围广、响应快、工作可靠等特点。
直流电动机调速是工业自动控制系统中的常见问题，其调速性能直接影响到生产设备的工作效率和质量。
因此，对直流电动机调速系统进行研究与实验具有重要的意义。
二、实验目的1.熟悉直流电动机的基本结构和工作原理；2.掌握电流调速和电压调速在直流电动机调速中的应用特点；3.进行实验验证，分析电流调速和电压调速的优缺点。
三、实验原理直流电动机的调速方法主要包括电流调速和电压调速两种。
电流调速通过改变电机的输入电流来调节电机的转速，而电压调速则是通过改变电机的输入电压来调节电机的转速。
电流调速适用于负载变化较大的场合，而电压调速适用于负载稳定的场合。
四、实验设备与材料1.直流电动机；2.调速器；3.控制器；4.多用表；5.实验电路板等。
五、实验步骤1.搭建电流调速实验电路，连接电动机、调速器和控制器；2.按照实验要求调节控制器的参数；3.打开电源，设置控制器的输入信号；4.在实验过程中记录电机的转速、电流和输出功率等参数；5.将实验数据整理并进行分析。
六、实验结果与讨论根据实验数据，绘制了电流调速和电压调速的转速-负载特性曲线。
分析实验数据发现，电流调速方法在负载变化较大时，保持了较稳定的转速，且响应速度较快。
而电压调速方法在负载较稳定时能够保持较好的速度稳定性，但对于负载变化较大的情况，则转速会有较大波动。
七、结论通过本次实验研究发现，电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中具有不同的应用特点和优缺点。
电流调速适用于负载变化较大的场合，能够保持转速的稳定性和响应速度；而电压调速适用于负载较稳定的场合，能够保持较好的转速稳定性。
电力电子技术及自动控制系统实验指导书：晶闸管直流调速系统的调试
实验三 晶闸管直流调速系统的调试一、实验目的1.分析晶闸管半控桥式整流电路电机负载（反电动势负载）时的电压、电流波形。
2.熟悉典型小功率晶闸管直流调速系统的工作原理，掌握直流调速系统的整定与调试。
3.测定直流调速系统的机械特性。
二、实验设备高自EAD —I 型电力电子与自控系统实验装置 万用表 双踪示波器 滑动变阻器直流电机机组，带涡流制动和机械制动负载，并有光电数字测速计及转速反馈模拟量输出。
机组的直流电机为SZD01型稀土高性能永磁直流电动机，电机的额定值为P nom =100W ，U nom =90V ，I nom =1.5A ，n nom =1000，T nom =1Nm ，Ω=11a R 。
三、实验电路实验电路具体接线如图3-1所示 四、实验原理此调速系统是小容量晶闸管直流调速装置，适用于4kW 以下直流电动机无级调速。
装置的主回路采用单相半控桥式晶闸管可控整流电路，触发电路采用电压控制的单结晶体管移相触发电路。
具有电压负反馈和电流正反馈及电流截止负反馈环节，电路均为分离元件，用于要求不太高的小功率传动调速场合。
1.晶闸管直流调速系统的基本工作原理虽然采用转速负反馈可以有效地保持转速的近似恒定，但安装测速发电机比较麻烦，费用也多。
所以在要求不太高的场合，往往以电压负反馈加电流正反馈来代替转速负反馈。
这是由于当负载转矩变化（设转矩增加）而使转速降低时，电动机的电枢电流将增加，而电流的增加，整流装置的内阻和平波电抗器上的电压降落也成正比地增加，这样，电动机电枢两端的电压将减小，转速也因此要下降，因而可考虑引入电压负反馈，使电压保持不变。
另一方面，电枢电流（d I ）的大小也间接地反映了负载转矩l T （扰动量）的大小（d T m l I K T T Φ=≈），因此可考虑采用扰动顺馈补偿，引入电流正反馈，以补偿因负载转矩l T （扰动）增加而形成的转速降。
电压负反馈不能弥补电枢压降所造成的转速降落，调速性能不太理想。
直流电机调速系统实验
第一章直流电机调速系统实验实验一单闭环不可逆直流调速系统实验一、实验目的(1)了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
(3)认识闭环反馈控制系统的基本特性。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。
对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，而对调速指标较高的则采用多闭环系统。
按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。
在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。
在本装置中，转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号，经“转速变换”后接到“速度调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较经放大后，得到移相控制电压U ct，用作控制整流桥的“触发电路”，触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间，以改变“三相全控整流”的输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。
电机的转速随给定电压变化，电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定，速度调节器采用P（比例）调节对阶跃输入有稳态误差，要想消除上述误差，则需将调节器换成PI(比例积分)调节。
这时当“给定”恒定时，闭环系统对速度变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的转速能稳定在一定的范围内变化。
在电流单闭环中，将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈信号加到“电流调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较，经放大后，得到移相控制电压U ct，控制整流桥的“触发电路”，改变“三相全控整流”的电压输出，从而构成了电流负反馈闭环系统。
电机的最高转速也由电流调节器的输出限幅所决定。
同样，电流调节器若采用P（比例）调节，对阶跃输入有稳态误差，要消除该误差将调节器换成PI(比例积分)调节。
当“给定”恒定时，闭环系统对电枢电流变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的电枢电流能稳定在一定的范围内变化。
实验项目一：直流电动机的起动及开环调速实验
实验项目一：直流电动机的起动及开环调速实验实验日期：2020年5月25日一、实验目的(1)了解开环环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
二、实验原理直流电动机的起动：包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动，降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电，优点是起动平稳，起动过程中能量损耗小，缺点是初期投资较大；增加电枢电阻起动有有级（电机额定功率小）、无极（电机额定功率较大）之分。
是在起动之前将变阻器调到最大，再接通电源，随着转速的升高逐渐减小电阻到零。
直流电动机的调速：改变Ra、Ua和∅中的任意一个使转子转速发生变化。
三、实验内容(1)开环环直流调速系统的基本单元的仿真建模与参数设置。
(2)直流电动机开环特性的仿真。
四、实验所需仪器安装Matlab仿真软件的PC机五、实验步骤系统仿真图如下：图1.1六、实验结果图1.2七、实验小结通过本次试验不仅对直流电机有了一-定的了解和认识。
从仿真结果上看，转速迅速上升，当2s负载由50上升到100时，由于开环无法起到调节作用，转速下降。
在整个过程中，思考的问题较少。
对三相对称电压源建模和参数设置、三相对称电压源参数设置、晶闸管整流桥的建模和主要参数设置、平波电抗器的建模和参数设置、直流电动机的建模和参数设置等等，还有控制电路的建模与仿真知识的迁移以及应用方面有所欠缺。
八、思考题1.如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改变吗？答：确定随机一路为基准，观察其中两路脉冲的位置，以选择基准为参考，固定不动，另一探头分别观察其他两路波形，即可确定三相脉冲相序。
不能任意改变。
2.触发角与整流桥输出电压、直流电动机转速的关系是什么？答：电压一定时，负载扭矩越大，转速越低，近似反比关系；而负载一定时，电压越高，转速越高（在额定范围内），而且近似为平方关系，触发角增大，输出电压和转速都减小。
最新实验三、电机控制实验报告
最新实验三、电机控制实验报告实验目的：1. 理解并掌握电机控制系统的基本原理。
2. 学习电机启动、停止、正反转控制的方法。
3. 熟悉电机保护环节的设置和作用。
4. 掌握电机速度控制和位置控制的实验技能。
实验设备：1. 直流电机或交流电机。
2. 电机驱动器。
3. 控制电路板。
4. 电源。
5. 测量仪器（如电压表、电流表、转速表等）。
6. 连接导线和必要的保护元件。
实验原理：电机控制系统通常由控制单元、驱动单元和执行单元组成。
控制单元负责发出控制指令，驱动单元将控制信号转换为电机所需的电信号，执行单元即电机本身，根据电信号进行相应的动作。
本实验中，我们将通过改变控制信号来实现对电机的基本控制。
实验步骤：1. 准备工作：检查所有设备是否完好，确保电源电压符合要求。
2. 连接电路：按照实验指导书的电路图连接电机控制电路。
3. 启动电机：打开电源，逐步增加电机的供电电压，观察电机启动情况。
4. 正反转控制：切换控制信号，使电机实现正反转，并记录转速。
5. 速度控制：调整控制参数，改变电机转速，并记录不同速度下的电机表现。
6. 位置控制：设置电机转动角度，实现位置控制，并检查控制精度。
7. 保护环节测试：模拟电机过载、堵转等异常情况，验证保护环节的有效性。
8. 数据记录与分析：记录实验数据，分析电机控制效果，总结实验中的问题和改进措施。
实验结果：1. 电机启动和停止过程平稳，无异常噪声。
2. 正反转控制响应迅速，电机转动方向准确。
3. 速度控制实验中，电机转速能够在设定范围内精确调节。
4. 位置控制实验显示电机转动角度准确，误差在允许范围内。
5. 保护环节在模拟异常情况下能够及时动作，保护电机不受损害。
实验结论：通过本次实验，我们成功实现了对电机的基本控制操作，包括启动、停止、正反转、速度控制和位置控制。
实验结果表明，所设计的电机控制系统性能稳定，控制效果良好，满足实验要求。
同时，电机的保护环节能够有效地在异常情况下保护电机，确保系统的安全运行。
直流电动机常见控制线路
按下启动按钮SB1，接触器KM1线圈通电吸合并自锁，电动机在串 入全部启动电阻情况下降压起动。同时，由于接触器KM1的常闭触点断 开，使时间继电器KT1和KT2线圈断电。经一段延时候，其中KT1的常 闭延时闭合触点首先闭合，接触器KM2线圈通电，其常开触点闭合，将 启动电阻R1短接，电动机继续加速。然后，KT2常闭延时闭合触点延时 闭合，接触器KM3通电吸合，将电阻R2短接，电动机启动完毕，投入正 常运行。
设备控制技术
直流电动机常见控制线路
直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。并励及 他励直流电动机的性能及控制线路相近，他们多用在机床等设备中。在 牵引设备中，则以串励支流电动机应用较多。
直流电动机的控制包括直流电动机的起动、正反转、调速及制动的 控制。
1-1直流电动机的起动控制线路
直流电动机在起动最初的一瞬间，因为电动机的转速等于零，则反 电动势为零，所以电源电压全部施加在电枢绕组的电阻及线路电阻上。 通常这些电阻都是极小的，所以这时流过电枢电流很大，启动电流可达 额定电流的10~20倍。这样大的起动电流将导致电动机转向器和电枢绕 组的损坏，同时大电流产生转矩和加速度对机械传动部件也将产生强烈 的冲击。因此，如外加的是恒定电压，则必须在电枢回路中篡改如附加 电阻来起动，以限制起动电流。
直流电机实验报告
实验题目类型：设计型《电机与拖动》实验报告实验题目名称：直流电动机实验实验室名称：电机及自动控制实验室实验组号：1组指导教师：报告人：学号：201317104022实验地点：科技楼605 实验时间：2015年5月30日指导教师评阅意见与成绩评定指导教师评阅意见：成绩评定：实验设计方案30% 实验操作与数据处理40%实验结果陈述与总结30%总分说明：1.本次试验题目没有实验方案者不允许参加实验，记零分。
2.严重违反实验操作规程，有重大安全隐患者，终止实验，记零分。
一、实验目的（1）掌握直流电动机电枢电路串电阻启动的实验方法（2）掌握直流电动机改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法二、实验预备知识（1）他励直流电动机的启动①、降低电枢电压起动此方法需要一台可以调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电。
例如用直流发电机、晶闸管可控整流电源或直流斩波电源等。
启动时，加上励磁电压Uf，保持励磁电流If为额定值，电枢电Ua从零逐渐升高到额定值。
②、增加电枢电阻起动a、无极起动额定功率较小的电动机可采用在电枢电路内串联起动变阻器的无极起动方法起动。
起动前先把起动变阻器调到最大值，加上励磁电压Uf，保持励磁电流为额定值不变。
再接通电枢电源，电动机开始起动。
随着转速的升高，逐渐减小起动变阻器的电阻，直到全部切除。
b、有极起动功率较大的电动机一般采用有级（分级）起动的方法起动以保证起动过程中既有比较大的起动转矩，又使起动电流不会超过允许值。
（2）直流电动机的调速三、实验内容（1）电动机数据和主要实验设备的技术数据序号型号名称数量编号1 DQ-1 电源控制屏1套DQ01-1 DQ01-2 DQ01-3 DQ01-42 DQ24 交流电压表1件DQ24-1 DQ24-23 DQ23 交流电流表2件DQ23-1 DQ23-2 DQ23-3 DQ23-44 滑线变阻器2块DQ27-1 DQ27-2 DQ27-3 DQ27-45 串励直流电动机1块DQ08-1 DQ08-2 DQ08-3 DQ08-4产品型号 额定功率N P额定励磁电压fN U 额定电枢电压aNU 额定电枢电流aNI额定励磁电流fN I 额定转速N nDQ08120W220V220V0.8A0.8A1400r/min（2）直流电动机的启动①实验原理图Q2Q1图8-1②实验工程接线图DQ-1 直流电枢电压源 V M Rst1 ADQ-1 直流励磁电压源A Rr1DQ-1 直流电枢电压源 V MRst1ADQ-1 直流励磁电压源ARr1DQ-1-2DQ-23-1DQ-23-2 DQ-24-2 DQ-08-2DQ-08-4 DQ-23-3DQ-23-4DQ-1-4 DQ-1-1 DQ-27-1DQ-27-2DQ-24-1 DQ-08-1DQ-08-3 DQ-27-3DQ-27-4DQ-1-3接线顺序： DQ01-1 DQ27-1DQ27-2 DQ08-1 DQ24-1 DQ23-1 DQ01-2 DQ23-2 DQ08-2 DQ24-2 DQ27-4 DQ01-3 DQ27-3 D Q08-3 DQ08-4 DQ23-3 DQ23-4 DQ01-4实验步骤1、按图8-1接好电路，图中1M 是被测电动机。
直流脉宽调速实验报告
直流脉宽调速实验报告1．任务和意义：生产实习的主要任务是设计一个直流电动机的脉宽调速（直流PWM）驱动电源。
纵观运动控制的发展历史，交、直流两大电气传动并存于各个应用领域。
由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好，20世纪30年代起就开始使用直流调速系统。
直流调速系统由最早的旋转变流机组控制，发展为用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现调速，到现在由大功率开关器件组成的PWM电路实现数字化的调速，系统的快速性、可靠性、经济性不断提高，应用领域不断扩展。
尽管目前对交流系统的研究比较“热门”，但是其控制性能在某些方面还达不到直流PWM系统的水平。
直流PWM控制技术作为一门新型的控制技术，其发展潜力还是相当大的。
而且，直流PWM技术是电力电子领域广泛采用的各种PWM技术的典型应用和重要基础，掌握直流PWM技术对于学习和运用交流变频调速中SPWM技术有很大的帮助和借鉴作用。
2．设计内容：1）主电路的设计，器件的选型。
包括含整流变压器在内的整流电路设计和H桥可逆斩波电路的设计(要求采用IPM作为DC/DC变换的主电路，型号为PS21564)。
2）PWM控制电路的设计（指以SG3525为核心的脉宽调节电路）。
3）IPM接口电路设计（包括上下桥臂元件的开通延迟，及上桥臂驱动电源的自举电路）。
4）DC15V 控制电源的设计（采用LM2575系列开关稳压集成电路，直接从主电路的直流母线电压经稳压获得）。
2 主电路设计说明1．概述可逆PWM 变换器主电路的结构型式有H 型、T 型等类， H 型变换器，它是由四个功率场效应管和四个续流二极管组成的桥式电路。
H 型变换器在控制方式上分双极式、单极式和受限单极式三种,在此使用双极式H 型PWM 变换器。
二极管整流桥把输入的交流电变为直流电。
四只功率器件构成H 桥，根据脉冲占空比的不同，在直流电机上可得到＋或－的直流电压。
2．设计说明1）由于电源部分是交流电源，所以需要对电源进行整流，整流部分采用4个二极管集成在一起的整流桥模块，在电源交流的正负半周轮流导通，以达到整流的目的。
并励直流电动机电枢回路串电阻起动与调速
并励直流电动机电枢回路串电阻起动与调速1．实验元件代号名称型号规格数量备注QS1 低压断路器DZ47 5A/3P 1QS2 低压断路器DZ47 3A/2P 1FU1 螺旋式熔断器RL1-15 配熔体3A 2FU2 瓷插式熔断器RC1-5A 2A 2KM1，KM2KM3，KA交流接触器CJX2-9/380 AC380V 4KT1，KT2 断电延时时间继电器JS7-3A AC380V 2R1，R2 电阻90Ω1.3A 2SA 万转开关LW5－16/H1196 1KI1 过电流继电器JL14-11Z 2．5A 1KI2 欠电流继电器DL-13 0．08-0．16A 1M 并励直流电动机220V1.1A185W 1600r/min1V 二极管2CZ 1000V5A 1 R3 电阻BX7D-1/6 1800Ω 1 2．实验电路图3．实验过程电枢回路串电阻器的起动与调速控制电路工作过程如下：1）起动前的准备工作状态将主令开关SA手柄放在零位，电枢电源的开关合上，接通直流电压220V，再合上控制电路的开关，因为直流电动机并励直流绕组中流过额定电流，欠电流继电器KI2线圈通电吸合，零位继电器KA 回路中KI2的常开触头闭合，主回路过电流继电器KI1不动作，通过SA①②使KA线圈通电，并触头自锁。
与此同时，时间继电器KT1、KT2的线圈也通电，其延时闭合动断触头立即分开，以保证起动电阻R1与R2都串入。
2）起动。
起动时可将SA手柄由零位直接板到3位，这时KM1通电，主触头闭合，接通电动机电枢电路，电动机在电枢串有两段起动电阻R1与R2的情况下开始起动。
在电动机开始起动的同时，KM1的常闭触头使KT1，KT2同时断电。
KT2经过一段延时后，其延时闭合的动断触头闭合，切除起动电阻R1，电动机进一步加速。
另外KT1，经过一定延时，其延时闭合的动断点闭合，接通加速接触器KM3的线圈回路，KM3的常开主触头闭合，切除最后一段电阻R2，电动机进入全电压进行，起动过程结束。
直流电动机的控制与调速技术
任务1 直流电动机常用控制电路的安装
• 因此，电枢线圈每旋转半周，线圈中的感应电动势就改变一次方向， 但电刷A, B的极性却不变，这说明直流发电机的内部虽然是交流电动 势，但通过换向器和电刷的作用，将保持A, B两端电动势方向不变， 使A, B两端的外电路得到的是直流电压，这就是直流发电机的工作 原理
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任务1 直流电动机常用控制电路的安装
• 主磁极可以有一对、两对或多对，各个主磁极上的励磁绕组与电枢之 间可以串联，称为串励;也可并联，称为并励各主极的励磁线圈常用 串联方式连接，这样可以保证各主极线圈的电流一致。主磁极在电机 中总是成对出现，其极性沿圆周呈N,S交替排列，因此串联时，相邻 两主磁极线圈中电流环绕的方向是相反的。
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任务1 直流电动机常用控制电路的安装
• 直流电动机是依据导体切割磁力线产生感应电动势和截流导体在磁场 中受到电磁力的作用这两条基本原理制造的。因此，从结构上看，任 何电机都包括磁路和电路两部分;从原理上讲，任何电机都体现了电 和磁的相互作用
• 2)直流电机的工作原理 • (1)直流发电机的工作原理 • 图3一12是一个最简单的直流发电机模型，在两个空间固定的磁极N
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任务1 直流电动机常用控制电路的安装
• (2)电枢回路串电阻启动 • 电枢回路串电阻启动，是指启动时在电枢回路中串入电阻来限制启动
电流用来启动电动机的电阻叫启动电阻器(又称启动器)。启动器实际 上是一个多级电阻，启动时，将启动电阻全部串入，当转速上升时， 再将电阻分级逐步切除，直到电动机的转速上升到稳定值，启动过程 结束。
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任务1 直流电动机常用控制电路的安装
直流电动机的控制与调速技术
直流电动机的控制与调速技术
• 任ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ４.１ 直流电动机常用控制电路的安装与
调试
• 任务４.２ 直流电动机电枢串阻调速控制电路
的安装调试
• 任务４.３ 直流电动机弱磁调速控制电路的安
装与测试
• 任务４.４ 直流电动机降压调速控制电路的安
调与故障检修
返回
任务４.１
• ４.１.１
直流电动机常用控制电路的
安装与调试
任务目标
• (１) 掌握直流电动机启动、反接、制动的工作要求和工作原理。
• (２) 掌握直流电动机启动、反接、制动的常用控制方法。
• (３) 能用ＭＡＴＬＡＢ/ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 软件对直流电动机控制电
路进行仿真。
• ４.１.２
任务内容
• (１) 了解直流电动机启动、反接、制动的常用控制方法。
控制方法,使电压连续升高, 保持电枢电流为最大允许值, 从而使系统
在较大的加速转矩下迅速启动。 自动化生产线中均采用降压启动。
• ４.１.３.３ 直流电动机的反转与制动
• １.他励直流电动机的反转
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任务４.１
直流电动机常用控制电路的
安装与调试
• 他励直流电动机反转, 也就是使电磁转矩方向改变, 而电磁转矩的方向
到一个制动电阻Ｒｚ 上构成闭合的回路, 这样电动机就从电动状态变
为发电状态, 将其动能转变为电能消耗在电阻上, 故称为能耗制动。由
于此时电动机的电压Ｕ ＝ ０, 则电枢电流为
• 此时的电枢电流与电动机运行状态的电枢电流方向相反, 由此产生的
电磁转矩也与电动机运行状态的电磁转矩方向相反, 变为制动转矩, 使
绕组反接, 改变励磁电流方向, 从而使磁通Φ 方向改变。
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直流电动机启动、调速控制电路实验
实验题目类型：设计型
《电机与拖动》实验报告实验题目名称：直流电动机启动、调速控制电路
实验室名称：电机及自动控制
实验组号： X组指导教师： XXX
报告人： XXX 学号： XXXXXXXXX
实验地点： XXXX 实验时间： 20XX年XX月X日指导教师评阅意见与成绩评定
一、实验目的
掌握直流电动机电枢电路串电阻起动的方法；
掌握直流电动机改变电枢电阻调速的方法；
掌握直流电动机的制动方法；
二、实验仪器和设备
三、实验内容
（1）电动机数据和主要实验设备的技术数据
四、实验原理
直流电动机的起动：包括降低电枢电压起动与增加电枢电阻起动，降低电枢电压起动需要有可调节电压的专用直流电源给电动机的电枢电路供电，优点是起动平稳，起动过程中能量损耗小，缺点是初期投资较大；增加电枢电阻起动有有级（电机额定功率较小）、无极（电机额定功率较大）之分。
是在起动之前将变阻器调到最大，再接通电源，随着转速的升高逐渐减小电阻到零。
直流电动机的调速：改变 Ra、Ua和∅中的任意一个使转子转速发生变化。
直流电动机的制动：使直流电动机停止转动。
制动方式有能耗制动：制动时电源断开，立即与电阻相连，使电机处于发电状态，将动能转化成电能消耗在电路内。
反接制动：制动时让E与Ua的作用方向一致，共同产生电流使电动机转换的电能与输入电能一起消耗在电路中。
回馈制动：制动时电机的转速大于理想空转，电机处于发电状态，将动能转换成电能回馈给电网。
五、实验内容
（一）、实验报告经指导教师审阅批准后方可进入实验室实验
（二）、将本次实验所需的仪器设备放置于工作台上并检查其是否正常运行，检验正常后将所需型号和技术数据填入到相应的表内（若是在检验中发
现问题要及时调换器件）
（三）、按实验前准备的实验步骤实验
直流电动机的起动
1、取来本次试验所用器件挂置在实验工作台上
2、在试验台无电的前提下，按照实验原理图接线
3、请老师查看接线，待老师检查所接线路无误、批准后执行以下操
作
4、用万用表检查线路的通断（三相可调变阻器），检查无误后方可
通电
5、按动电源总开关，将电源控制屏上的直流电压调制220V左右
6、按下“启动”按钮，便接通了直流电源
7、搬动励磁、电枢电源按钮，直流电机启动
8、逐渐减少R1阻值，电动机达到额定转速（也可通过调节R1来进
行调速）
9、搬动励磁电源按钮，直流电机能耗制动停车，收线，整理试验台
直流电动机的起动、调速、制动原理图
R2
直流电动机的起动、调速、制动接线图
若在实验中发现问题及时的找出问题的原因，排查问题后方可继续进行试验
三相可调变阻器的检查：将其与直流电源接通，串入直流电流表，并入直流电压表。
通过调节其阻值，记录并计算变阻器的好坏。
在本次试验中，实验室的并励电动机也可以充当他励使用，连接时只需将电机绕组与励磁输出电压相连。
他励电动机的起动与调速与并励电动机一样，但他励电动机在制动时则不同。
在停车时，先关闭电枢输出电压则电动机完成制动，若先关闭励磁输出电压则会出现飞车的现象。
六、实验注意事项
1、通电试车前，要认真检查励磁回路的接线，必须保证连接可靠，以防止电动机运行时出现因励磁回路断路失磁引起“飞车”事故。
2、起动时，应使调速变阻器R短接，使电动机在满磁情况下起动，起动变阻器R要逐级切换，不可越级切换。
3、通电试车时，必须有指导教师在现场监护。
七、实验故障及原因
1、在调速过程中，将三相可调变阻的电阻阻值调节迅速，引起报警
答：电动机在起动情况下，起动变阻器R要逐级切换，不可越级切换。
2、在断电后将电枢输出电压端短接，制动时间没发生变化
答：没能完全解读好此电路图，在原电路断电的情况下，以使其构成能耗制动，不用再加额外电阻。
八、实验数据处理
电动机起动：1、减小1ST R ，观察转速的变化。
数据为表1
表1
电动机调速：2、增加 1ST R ，观察转速的变化以及同时增加 1r R ，观察转速的变化。
数据为表2
1605 0.09 230 115
1560 0.09 220 105
1455 0.09 200 96
1320 0.09 180 90
1240 0.08 165 83
1185 0.08 150 81 表2
折线图
直流电动机1M空载起动时转速n与电枢电压之间的关系
图一
n与电枢电压之间的关系
直流电动机1M调速时转速
图二
n与励磁电流之间的关系
直流电动机1M调速时转速
图三
九、实验结果陈述与总结
1.实验结论
本次实验由于准备时为了解到实验室设备的问题，未能完成既定实验目的，但是在老师指点下将直流串励电动机的电枢绕组和励磁绕组分别用一独立电源供电即可改接成他励电动机，接线合理，数据真实，小组成员积极配合，但只达到实验的部分目的。
首先按照实验步骤和实验注意事项测出电动机起动时的数据和电动机调速时的数据，对本次实验所得到的数据利用画图软件辅助分析电动机在起动时的转速与电枢电压的关系以及电动机在调速状态下的转速与电枢电压、励磁电流的关系。
起动时，保持励磁电压不变，缓慢调节1ST R ，使1ST R 的电阻慢慢减小，使电枢电压每次增加将近20 V ，得到如图1的关系。
电动机的转速基本与电枢电压成正比，但随着1ST R 的减小，励磁电流有微小的的变化以及电枢电流亦有微小的变化。
调速时，将1ST R 、1r R 同时往大调，得到电动机的转速与电枢电压、励磁电流的关系如图2、3
通过调节电枢电压和励磁电流都可以实现调节电动机的转速，电动机的转速与电压和励磁电流成一定的线性关系。
另外在整个实验中不能出现励磁电压断路或者停机时先断励磁电压，否则电动机转速会爆增。
2.收获与不足
通过本次试验不仅对直流电机有了一定的了解和认识，还在实验上有了提高，提高动手能力，更重要的是开发了自己对实验的兴趣和实验过程的锻炼，增加了动手的次数。
在整个过程中，思考的问题较少。
对知识的迁移以及应用方面有所欠缺，没有想到串励直流电动机可以用作他励直流电动机，以至于开始时因为缺少他励电动机没有做成实验。
十、参考文献（资料）
1．唐介. 电机与拖动. 第三版. 高的教育出版社，2015年
2．电机教学实验台实验指导书. 杭州教仪设备有限公司，2011年。