直流伺服电机实验报告

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直流电动机实验报告

直流电动机实验报告

直流电动机实验报告

直流电动机实验报告

引言

直流电动机是一种常见的电动机类型,广泛应用于工业生产和日常生活中。本实验旨在通过实际操作和数据记录,探究直流电动机的工作原理和性能特点。实验目的

1. 了解直流电动机的基本结构和工作原理;

2. 掌握直流电动机的调速方法;

3. 研究直流电动机的性能特点,如转速、转矩和效率等。

实验器材

1. 直流电动机;

2. 直流电源;

3. 电流表和电压表;

4. 转速测量仪。

实验步骤

1. 将直流电动机与电源连接,确保电源开关处于关闭状态;

2. 通过电流表和电压表测量直流电动机的额定电流和额定电压;

3. 打开电源开关,观察直流电动机的运转情况;

4. 使用转速测量仪测量直流电动机的转速;

5. 调节电源电压,记录不同电压下的转速和电流数据。

实验结果与分析

通过实验记录的数据,我们可以得到直流电动机的转速和电流随电压变化的关

系。在低电压下,电动机的转速较低,电流较小;而在高电压下,电动机的转速较高,电流较大。这是因为直流电动机的转速与电压成正比,电流与负载有关。

此外,我们还可以计算直流电动机的效率。效率是指电动机输出的功率与输入的功率之比。通过测量电动机的输入电流和电压,以及输出的机械功率,我们可以计算出直流电动机的效率。实验结果显示,直流电动机的效率随着负载的增加而下降,这是因为在负载增加的情况下,电动机需要消耗更多的能量来克服摩擦力和阻力。

讨论与结论

本实验通过实际操作和数据记录,深入探究了直流电动机的工作原理和性能特点。通过分析实验结果,我们可以得出以下结论:

1. 直流电动机的转速与电压成正比,电流与负载有关;

直流伺服电机开题报告

直流伺服电机开题报告

直流伺服电机开题报告

直流伺服电机开题报告

一、引言

直流伺服电机是一种广泛应用于自动控制系统中的电机,其具有快速响应、高精度、可靠性强等特点,被广泛应用于机器人、数控机床、印刷设备等领域。本文旨在通过对直流伺服电机的研究,探索其原理、特性以及应用。

二、直流伺服电机的原理

直流伺服电机是一种以直流电作为动力源的电机,其原理基于电磁感应和电磁力的作用。当直流电通过电枢线圈时,产生的磁场与永磁体的磁场相互作用,使电枢产生转矩。而通过控制电枢电流的大小和方向,可以实现对电机转速和位置的精确控制。

三、直流伺服电机的特性

1. 高精度:直流伺服电机具有较高的转速精度和位置精度,能够满足对精确运动控制的要求。

2. 快速响应:直流伺服电机的响应速度快,能够迅速调整转速和位置,适用于高速运动和快速响应的场景。

3. 负载能力强:直流伺服电机能够承受较大的负载,具有较高的输出功率和转矩。

4. 可靠性强:直流伺服电机采用了先进的控制算法和保护措施,能够保证系统的稳定性和可靠性。

四、直流伺服电机的应用

1. 机器人领域:直流伺服电机广泛应用于各类工业机器人和服务机器人中,用

于实现机械臂的精确运动和姿态调整。

2. 数控机床:直流伺服电机在数控机床中被用于驱动主轴和进给系统,实现高精度的切削和定位。

3. 印刷设备:直流伺服电机在印刷设备中用于控制印刷轴的转速和位置,保证印刷品的准确对位和质量。

五、直流伺服电机的发展趋势

1. 高效节能:随着环保意识的提高,直流伺服电机的节能性能将成为未来发展的重点,采用高效的电机设计和控制算法,减少能源消耗。

直流电动机实验报告

直流电动机实验报告

实验报告

电机

课程名称:______电机实验_________指导老师:___ _____成绩:__________________

实验名称:_______直流并励电动机___________实验类型:________________同组学生姓名:

一、实验目的和要求

1.掌握用实验方法测取直流并励电机的工作特性和机械特性。

2.掌握直流并励电机的调速方法。

二、主要仪器设备

D17直流并励电动机,测功机,实验工作台

三、实验步骤与内容

1.记录名牌数据:额定电压220V,额定电流1.1A,额定功率185W,额定转速1600r/min,

额定励磁电流<0.16A

特性和机械特性

<1> 电动机启动前,将R1最大,R f调至最小,测功机常规负载旋钮调至零,直流电压调至零,各

个测量表均调至最大量程处。

<2> 接通实验电路,将直流电压源调至25伏左右,在电动机转速较慢的情况下,判断其转向是否

与测功机上箭头所示方向一致。若不一致,则将电枢绕组或励磁绕组反接。

<3> 将R1调至零,调节直流电压源旋钮,使U=220V,转速稳定后将测功机转矩调零。同时调节直

流电源旋钮,测功机的加载旋钮和电动机的磁场调节电阻R f,使U=U N=220V,I=I N=1.1A,n=n N=1600r/min,记录此时励磁电流I f,即为额定励磁电流I fN。

<4> 在保持U=U N=220V,I f=I fN=0.071A及R1=0不变的条件下,逐次减小电动机的负载,测取电动

机输入电流I,转速n和测功机转矩M,其中必要测量额定点和空载点。

直流电机伺服系统实验报告

直流电机伺服系统实验报告

直流电机伺服系统实验报告

目录

直流电机伺服系统实验报告 (1)

实验一、MATLAB仿真实验 (2)

1.直流电机的阶跃响应 (2)

2.直流电机的速度闭环控制 (2)

3.直流电机的位置闭环控制 (7)

实验二、直流电机调速系统 (11)

1.反馈增益调节 (12)

2.抗扰动能力对比 (12)

3.比例调节下的特性测试与控制参数优化 (13)

4.比例积分调节下的特性测试与控制参数优化 (15)

5.测试速度环的速度误差系数(选做) (18)

6.思考题 (19)

实验三、直流电机位置伺服系统 (20)

1.测试位置环的速度误差系数 (20)

2.位置环采用比例控制器时的特性 (20)

3.位置环采用PI 控制器时的动态特性 (23)

4.测试工作台位移与输入电压的静特性 (24)

5.思考题 (24)

实验总结 (27)

实验一、 MATLAB 仿真实验

1.

直流电机的阶跃响应

如下图,对直流电机输入一个阶跃信号,画出阶跃响应曲线,指出主导极点。

利用Simulink 仿真搭建模型:

实验结果 阶跃响应曲线

两个极点是1210,10000s s =-=-,其中主导极点是110s =-。

2. 直流电机的速度闭环控制

如下图,用测速发电机检测直流电机转速,用控制器Gc(s)控制加到电机电枢上的电压。

(1)假设()100c G s =,用Matlab 画出控制系统开环Bode 图,计算增益剪切频率、相位裕量、相位剪切频率、增益裕量:

当()100c G s =时,改为单位负反馈,开环传递函数:

100

()(0.11)(0.0011)(0.00011)

直流伺服电机实验报告

直流伺服电机实验报告

直流电机的特性测试

一、实验要求

在实验台上测试直流电机机械特性、工作特性、调速特性(空载)和动态特性,其中测试机械特性时分别测试电压、电流、转速和扭矩四个参数,根据测试结果拟合转速—转矩特性(机械特性),并以X 轴为电流,拟合电流—电压特性、电流—转速特性、电流—转矩特性,绘制电机输入功率、输出功率和效率曲线,即绘制电机综合特性曲线。然后在空载情况下测试电机的调速特性,即最低稳定转速和额定电压下的最高转速,即调速特性;最后测试不同负载和不同转速阶跃下电机的动态特性。

二、实验原理

1、直流电机的机械特性

直流电机在稳态运行下,有下列方程式:

电枢电动势 e E C n =Φ (1-1) 电磁转矩 e m T C I =Φ (1-2) 电压平衡方程 U E IR =+ (1-3)

联立求解上述方程式,可以得到以下方程:

2e e e m U R

n T C C C =

-ΦΦ

(1-4) 式中 R ——电枢回路总电阻 Φ——励磁磁通 e C ——电动势常数 m C ——转矩常数 U ——电枢电压 e T ——电磁转矩

n ——电机转速

在式(1-4)中,当输入电枢电压U 保持不变时,电机的转速n 随电磁转矩e

T 变化而变化的规律,称为直流电机的机械特性。

2、直流电机的工作特性

因为直流电机的励磁恒定,由式(1-2)知,电枢电流正比于电磁转矩。另外,将式(1-2)代入式(1-4)后得到以下方程:

e e U R

n I C C =

-ΦΦ

(1-5) 由上式知,当输入电枢电压一定时,转速是随电枢电流的变化而线性变化的。

直流电动机实验报告

直流电动机实验报告

直流电动机实验报告

当涉及到直流电动机的实验报告时,我们需要考虑实验的目的、原理、实验步骤、结果分析和结论等方面。以下是一个可能的实验

报告结构:

1. 实验目的,在这一部分,我们会明确阐述实验的目的,例

如研究直流电动机的特性、了解电动机的工作原理等。

2. 原理介绍,这一部分会简要介绍直流电动机的工作原理,

包括电动机的结构、工作原理和相关的理论知识。

3. 实验步骤,这一部分会详细描述实验的步骤,包括实验所

需的仪器设备、实验操作流程,以及需要注意的安全事项。

4. 实验结果,在这一部分,我们会列出实验的数据和观察结果,可能包括电动机的转速、电流、电压等数据。

5. 结果分析,这一部分会对实验结果进行分析,可能包括对

数据的处理和图表的绘制,以及对实验现象的解释和理论知识的联系。

6. 结论,最后,我们会总结实验的结果,回答实验目的是否达到,对实验中遇到的问题进行讨论,并提出可能的改进方案。

以上是一个可能的直流电动机实验报告的结构,根据具体的实验内容和要求,实验报告的结构和内容可能会有所不同。希望这些信息能够帮助到您。

直流电机转速控制实验报告

直流电机转速控制实验报告

计算机控制技术

综合性设计实验

实验课程:直流电机转速控制实验设计报告学生姓名:

学生姓名:

学生姓名:

学生姓名:

指导教师:牛国臣

实验时间:年月日

直流电机转速控制实验设计报告

一、实验目的:

1.掌握电机的工作原理。

2.掌握直流电机驱动控制技术。

3.掌握增量式编码器位置反馈原理。

4.熟悉单片机硬件电路设计及编程。

5.实现直流电机的转速控制。

二、实验内容:

已知某一直流永磁有刷伺服电机参数如下:

设计直流电机转速控制系统。要求:

表1 直流伺服电机参数

1.分析并建立电机的数学模型,分别得出在连续控制系统和离散控制系统中对应的传递函数;

2.基于MATLAB软件对直流电机进行仿真,并通过PID控制器的参数整定对直流电机进行闭环控制,

3.设计直流电机控制硬件电路,主要包括主控模块、电机驱动模块、编码器反馈模块、通信模块、电源模块、显示模块等。

4.对各模块进行单元调试,设计数字PID控制器,并基于A VR单片机编制程序,进行系统联调。

5.最终完成直流电机控制硬件平台的设计、搭建及软件调试,要求有速度设置、显示功能,速度控制误差在1%以内,具有与上位机通讯的接口,能通过上位机方便进行参数设置、速度控制等操作。

三、 实验步骤:

1、建立电机的数学模型,得出控制统的传递函数;

由直流电机得来的三个方程:

n k dt di L

i R s u E m m ++=)( i k T M m =

f L m T dt

dw J T T ++= 、 进行拉式变换得:

)()()()(s n k s LSI s I R s U E m m ++=

直流电机的实验报告

直流电机的实验报告

直流电机的实验报告

2-2直流发电机

一、实验目的

1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性,并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。

2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。

二、预习要点

1、什么是发电机的运行特性?在求取直流发电机的特性曲线时,哪些物理量应保持不变,哪些物理量应测取。

2、做空载特性实验时,励磁电流为什么必须保持单方向调节?

3、并励发电机的自励条件有哪些?当发电机不能自励时应如何处理?

4、如何确定复励发电机是积复励还是差复励?

三、实验项目

1、他励发电机实验

(1)测空载特性保持n=n N使I L=0,测取U0=f(I f)。

(2)测外特性保持n=n N使I f=I fN,测取U=f(I L)。

(3)测调节特性保持n=n N使U=U N,测取I f=f(I L)。

2、并励发电机实验

(1)观察自励过程

(2)测外特性保持n=n N使R f2=常数,测取U=f(I L)。

3、复励发电机实验

积复励发电机外特性保持n=n N使R f2=常数,测取U=f(I L)。

四、实验设备及挂件排列顺序

1、实验设备

2、屏上挂件排列顺序

D55-4,D31、D44、D31、D42、D51

五、实验方法

1、他励直流发电机(必做)

按图1-2-1接线。图中直流发电机G选用DJ13,其额定值PN=100W,UN =200V,IN=0.5A,nN=1600r/min。直流电动机DJ23-1作为G的原动机(按他励电动机接线)。涡流测功机、发电机及直流电动机由联轴器同轴联接。

开关S选用D51组件上的双刀双掷开关。Rf1选用D44的1800Ω变阻器,Rf2 选用D42的900Ω变阻器,并采用分压法接线。R1选用D44的180Ω变阻器。R2为发电机的负载电阻选用D42,采用串并联接法(900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联),阻值为2250Ω。当负载电流大于0.4 A时用并联部分,而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。直流电流表、电压表选用D31、并选择合适的量程。

直流电机控制(PID)实验报告

直流电机控制(PID)实验报告
三、仪器及原理图
实验仪器:THKL-C51仿真器
四、实验代码
%增量式
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ufloat unsigned float
sbit PWM=P1^2;
sbit DIN=P1^0;
out=0;
uk1=uk;//为下一次增量做准备
e2=e1;
e1=e;
PWMTime=out; //out对应于PWM高电平的时间
return(0);
}
void PWMOUT()
{
//PWM=1;
if(cnt<PWMTime)//若小于PWM的设定时间,则输出高电平
PWM=1;
else//否则输出低电平
PWM=0;
if(cnt>250) //超过限制清零
cnt=0;
}
void Timer0_isr() interrupt 1 //定时器0中断
{
num++;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
if(num==20)
{
currentspeed=count/12;

直流电机实验报告

直流电机实验报告

直流电机实验报告

组员:辉尚贵、王喆

实验台号:8

分工:

王喆:实验过程中,负责连接发电机的电路,以及调试、运行。完成实验数据的整理,处理以及表格的生成。

辉尚贵:实验过程中,负责电动机的电路连接、调试。完成实验报告的整理,数据分析,规律总结以及实验报告的提交工作。

直流他励直流发电机

一、实验目的

1、掌握用实验方法测定直流电机的各种特性,并根据运行特性评估电机的相关技能

2、观察电机的自励过程和自励的条件

二、实验内容

(1)测空载特性保持n=n N使I L =0,测取U 0 =f(I f )(2)测外特性保持n=n N使I f =I f N,测取U=f(I L)(3)测调特性保持n=n N使U=U N,测取I f =f(I L)(他励发电机实验)

三、实验原理

1、实验工具

矫正直流测功机DJ23

DJ23参数(国际标准单位)

直流并励电动机DJ15

直流并励电动机DJ15参数(国际单位)

实验步骤

1、他励直流发电机

如上图连接好电路,图中直流发电机G选用DJ15,其额定值如上表所示

直流电动机DJ23-1作为G的原动机(他励),发电机及直流电动机由联轴器同轴联接。

开关S选用D51组件上的双刀双掷开关。R f1=1800Ω变阻器,Rf2 =900Ω变阻器,R1=180Ω变阻器。R2=2250Ω。当负载电流大于0.4 A时用并联部分,而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。电枢电流表量程为1A,励磁电流表量程选200mA。

1.1测空载特性

1)首先将涡流测功机控制箱的“突减载”开关拨至上端位置或将给定调节旋钮逆时针旋转到底,涡流测功机不加载。

直流伺服电机实验报告

直流伺服电机实验报告

直流伺服电机实验报告

直流伺服电机实验报告

引言:

直流伺服电机是一种常见的电动机类型,广泛应用于工业自动化、机械控制和航空航天等领域。本实验旨在通过对直流伺服电机的测试和分析,了解其性能特点和控制原理。

一、实验目的

本实验的主要目的是:

1. 理解直流伺服电机的基本原理和工作方式;

2. 测试直流伺服电机的性能参数,如转速、转矩和响应时间等;

3. 掌握直流伺服电机的控制方法,如位置控制和速度控制。

二、实验装置与步骤

1. 实验装置:

本实验使用的实验装置包括直流伺服电机、电源、电压表、电流表、转速表和控制器等。

2. 实验步骤:

(1)接线:按照实验装置的接线图连接电源、电机和测量仪器。

(2)电机参数测量:通过改变电压和电流的大小,测量直流伺服电机的转速和转矩特性。

(3)控制方法测试:使用控制器对直流伺服电机进行位置控制和速度控制,观察并记录控制效果。

三、实验结果与分析

1. 电机参数测量结果:

通过改变电压和电流的大小,测量了直流伺服电机在不同工作条件下的转速和

转矩。结果显示,随着电压和电流的增加,电机的转速和转矩也随之增加。这

说明直流伺服电机的性能受电压和电流的影响较大。

2. 控制方法测试结果:

通过控制器对直流伺服电机进行位置控制和速度控制,观察了电机的响应时间

和控制效果。结果显示,直流伺服电机对位置控制和速度控制的响应时间较短,控制效果较好。这说明直流伺服电机具有较高的控制精度和灵敏度。

四、实验结论

通过本实验,我们对直流伺服电机的性能特点和控制原理有了更深入的了解。

实验结果表明,直流伺服电机具有较高的转速和转矩,且对位置控制和速度控

直流电机实验报告

直流电机实验报告

直流电机实验报告

电机实验报告

电⽓1209

⾼树伦

12292002

实验⼀:他励直流发电机

⼀、实验电路图

按图接线:

图中直流发电机G 选⽤DJ15,其额定值P N=100W,U N=180V,I N=0.5A,n N=1600r/min。校正直流测功机MG 作为G 的原动机(按他励电动机接线)。MG、G 及TG 由联轴器直接连接。开关S 选⽤D51组件。R f1 选⽤D44 的1800Ω变阻器,R f2 选⽤D42 的900Ω变阻器,并采⽤分压器接法。R1 选⽤D44 的180Ω变阻器。R2 为发电机的负载电阻选⽤D42,采⽤

串并联接法(900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联),阻值为2250Ω。当负载电流⼤于0.4 A 时⽤并联部分,⽽将串联部分阻值调到最⼩并⽤导线短接。直流电流表、电压表选⽤D31、并选择合适的量程。

⼆、实验器材

三、实验步骤

(1)测空载特性

1)把发电机G 的负载开关S 打开,接通控制屏上的励磁电源开关,将R f2 调⾄使G 励

磁电流最⼩的位置。

2)使MG 电枢串联起动电阻R1 阻值最⼤,R f1 阻值最⼩。仍先接通控制屏下⽅左边

的励磁电源开关,在观察到MG 的励磁电流为最⼤的条件下,再接通控制屏下⽅

右边的电枢电源开关,起动直流电动机MG,其旋转⽅向应符合正向旋转的要求。

3)电动机MG 起动正常运转后,将MG 电枢串联电阻R1 调⾄最⼩值,将MG 的电

枢电源电压调为220V,调节电动机磁场调节电阻R f1,使发电机转速达额定值,并

在以后整个实验过程中始终保持此额定转速不变。

直流伺服电机控制实验指导书

直流伺服电机控制实验指导书
二、实验器件
挂箱NMEL-30-YJ-A以及直流伺服电机一只
三、关于位置控制:
±10V模拟量输入,可控制转速和转矩
四、实验内容
速度-转矩模式接线图
图4-1速度-转矩模式标准接线图
四、实验步骤:
1.将NMEL-30-YJ-A直流伺服挂箱与伺服电机相连接。UVW三相一一对应;连接航空插座线。
2.确认接线无误后,上电。
注意事项:如果不保存或备份参数列表,驱动器断电后参数将丢失。
8.接线。
按如下图进行接线
9.检查接线无误后再次上电。
10.打开伺服使能。
方法:通过接通信号Servo_En或者设置参数Pn-8为100000.
11.电机按照脉冲给定的速度运行。
实验
一、实验目的
通过本实验了解直流伺服转速/转矩控制基本原理,掌握控制的方法
直流伺服控制系统实验
实验一速度试运行2
实验二点动控制运行5
实验三位置控制模式实验8
实验四转速、转矩控制实验13
附录关于参数16
实验一
一、实验目的
通过本实验熟悉伺服驱动器参数设置基本操作方法,了解电机运行原理。
二、实验器件
挂箱NMEL-30-YJ-A以及直流伺服电机一只
三、关于速度试运行:
内部指令控制,无需接收上位机指令
3.设置Pn4为3
4.设置Pn41的值,即点动模式下电机的运行速度。默认值为1500.

直流电机的实验报告

直流电机的实验报告

直流电机的实验报告

2-2直流发电机

一、实验目的

1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性,并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。

2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。

二、预习要点

1、什么是发电机的运行特性?在求取直流发电机的特性曲线时,哪些物理量应保持不变,哪些物理量应测取。

2、做空载特性实验时,励磁电流为什么必须保持单方向调节?

3、并励发电机的自励条件有哪些?当发电机不能自励时应如何处理?

4、如何确定复励发电机是积复励还是差复励?

三、实验项目

1、他励发电机实验

(1)测空载特性保持n=n N使I L=0,测取U0=f(I f)。

(2)测外特性保持n=n N使I f=I fN,测取U=f(I L)。

(3)测调节特性保持n=n N使U=U N,测取I f=f(I L)。

2、并励发电机实验

(1)观察自励过程

(2)测外特性保持n=n N使R f2=常数,测取U=f(I L)。

3、复励发电机实验

积复励发电机外特性保持n=n N使R f2=常数,测取U=f(I L)。

四、实验设备及挂件排列顺序

1、实验设备

2、屏上挂件排列顺序

D55-4,D31、D44、D31、D42、D51

五、实验方法

1、他励直流发电机(必做)

按图1-2-1接线。图中直流发电机G选用DJ13,其额定值PN=100W,UN =200V,IN=0.5A,nN=1600r/min。直流电动机DJ23-1作为G的原动机(按他励电动机接线)。涡流测功机、发电机及直流电动机由联轴器同轴联接。

开关S选用D51组件上的双刀双掷开关。Rf1选用D44的1800Ω变阻器,Rf2 选用D42的900Ω变阻器,并采用分压法接线。R1选用D44的180Ω变阻器。R2为发电机的负载电阻选用D42,采用串并联接法(900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联),阻值为2250Ω。当负载电流大于0.4 A时用并联部分,而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。直流电流表、电压表选用D31、并选择合适的量程。

直流电机实验报告

直流电机实验报告

直流电机实验报告

篇一:并励直流电机实验报告

实验二直流并励电动机

一.实验目的

1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2.掌握直流并励电动机的调速方法。

1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性?

答:工作特性:当U = UN, Rf + rf = C时,η, n ,T 分别随P2 变;

机械特性:当U = UN, Rf + rf = C时, n 随 T 变;

2.直流电动机调速原理是什么?

答:由n=(U-IR)/Ceφ可知,转速n和U、I有关,并且可控量只有这两个,我们可以通过调节这两个量来改变转速。即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变,从而达到调速的目的。

二.预习要点

三.实验项目

1.工作特性和机械特性

保持U=UN 和If =IfN 不变,测取n=f(Ia)及n=f(T2)。

2.调速特性

(1)改变电枢电压调速

保持U=UN 、If=IfN =常数,T2 =常数,测取n=f(Ua)。

(2)改变励磁电流调速

保持U=UN,T2 =常数,R1 =0,测取n=f(If)。 (3)观察能耗制动过程

四.实验设备及仪器

1.MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。

2.电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量(MEL-13)、编码器、转速表。

3.可调直流稳压电源(含直流电压、电流、毫安表)

4.直流电压、毫安、安培表(MEL-06)。 5.直流并励电动机。

6.波形测试及开关板(MEL-05)。

S (2)测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2,共取数据7-8组填入表1-8中

直流电机实验报告

直流电机实验报告

直流电机实验报告

篇一:并励直流电机实验报告

实验二直流并励电动机

一.实验目的

1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。

2.掌握直流并励电动机的调速方法。

1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性?

答:工作特性:当U = UN, Rf + rf = C时,η, n ,T 分别随P2 变;

机械特性:当U = UN, Rf + rf = C时, n 随 T 变;

2.直流电动机调速原理是什么?

答:由n=(U-IR)/Ceφ可知,转速n和U、I有关,并且可控量只有这两个,我们可以通过调节这两个量来改变转速。即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变,从而达到调速的目的。

二.预习要点

三.实验项目

1.工作特性和机械特性

保持U=UN 和If =IfN 不变,测取n=f(Ia)及n=f(T2)。

2.调速特性

(1)改变电枢电压调速

保持U=UN 、If=IfN =常数,T2 =常数,测取n=f(Ua)。

(2)改变励磁电流调速

保持U=UN,T2 =常数,R1 =0,测取n=f(If)。 (3)观察能耗制动过程

四.实验设备及仪器

1.MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。

2.电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量(MEL-13)、编码器、转速表。

3.可调直流稳压电源(含直流电压、电流、毫安表)

4.直流电压、毫安、安培表(MEL-06)。 5.直流并励电动机。

6.波形测试及开关板(MEL-05)。

S (2)测取电动机电枢电流Ia、转速n和转矩T2,共取数据7-8组填入表1-8中

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直流电机的特性测试

一、实验要求

在实验台上测试直流电机机械特性、工作特性、调速特性(空载)和动态特性,其中测试机械特性时分别测试电压、电流、转速和扭矩四个参数,根据测试结果拟合转速—转矩特性(机械特性),并以X 轴为电流,拟合电流—电压特性、电流—转速特性、电流—转矩特性,绘制电机输入功率、输出功率和效率曲线,即绘制电机综合特性曲线。然后在空载情况下测试电机的调速特性,即最低稳定转速和额定电压下的最高转速,即调速特性;最后测试不同负载和不同转速阶跃下电机的动态特性。

二、实验原理

1、直流电机的机械特性

直流电机在稳态运行下,有下列方程式:

电枢电动势 e E C n =Φ (1-1) 电磁转矩 e m T C I =Φ (1-2) 电压平衡方程 U E IR =+ (1-3)

联立求解上述方程式,可以得到以下方程:

2e e e m U R

n T C C C =

-ΦΦ

(1-4) 式中 R ——电枢回路总电阻 Φ——励磁磁通 e C ——电动势常数 m C ——转矩常数 U ——电枢电压 e T ——电磁转矩

n ——电机转速

在式(1-4)中,当输入电枢电压U 保持不变时,电机的转速n 随电磁转矩e

T 变化而变化的规律,称为直流电机的机械特性。

2、直流电机的工作特性

因为直流电机的励磁恒定,由式(1-2)知,电枢电流正比于电磁转矩。另外,将式(1-2)代入式(1-4)后得到以下方程:

e e U R

n I C C =

-ΦΦ

(1-5) 由上式知,当输入电枢电压一定时,转速是随电枢电流的变化而线性变化的。

3、直流电机的调速特性

直流电机的调速方法有三种:调节电枢电压、调节励磁磁通和改变电枢附加

电阻。

本实验采取调节电枢电压的方法来实现直流电机的调速。当电磁转矩一定

时,电机的稳态转速会随电枢电压的变化而线性变化,如式(1-4)中所示。

4、直流电机的动态特性

直流电机的启动存在一个过渡过程,在此过程中,电机的转速、电流及转矩

等物理量随时间变化的规律,叫做直流电机的动态特性。本实验主要测量的是转速随时间的变化规律,如下式所示:

s m

dn

n n T dt

=- (1-6)

其中,s n ——稳态转速 m T ——机械时间常数

本实验中,要求测试在不同负载和不同输入电枢电压(阶跃信号)下电机的

动态特性。

5、传感器类型

本实验中,测量电机转速使用的是角位移传感器中的光电编码器;测量电磁

转矩使用的是扭矩传感器。

三、实验操作步骤

1、测量直流电机的机械特性和动态特性

①首先将负载旋钮逆时针拧至最小,然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压和电枢电流信号引出,分别接至计算机的采集数据端口上,打开计算机中的测试软件,进入测试界面,设定每个通道的测量范围。

②系统上电。

③用计算机给定电机的电枢电压信号,逐渐增加负载(顺时针转动负载旋钮),选择记录下此过程中的20组数据,每组数据包括测量电枢电压、测量电枢电流、电机转速和电磁转矩值。

④计算机停止给定电机的电枢电压信号,系统电源关闭。

2、测量直流电机的调速特性

本实验要求测量的是空载下的调速特性,测量额定电压下的最高转速和最低稳定转速。步骤如下:

①首先将负载旋钮逆时针拧至最小,然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压信号引出,接至计算机的采集数据端口上,打开计算机中的测试软件,进入测试界面,设定通道的测量范围。

②利用式(1-7)计算电机额定电压(24V)对应的测量电压值,为9.52V。

电机实际电压=(前面板测量电压-0.76)*2.75-0.1 (1-7)

③系统上电。

④不断改变计算机输出的电机电压信号,直至测量电压信号的值为9.52V。记录下此时的转速值,即为额定电压下的最高稳定转速。

⑤不断减小计算机输出地电机电压信号,观察转速逐渐减小和稳定的情况,记录下最低稳定转速值。

⑥计算机停止给定电机的电枢电压信号,系统电源关闭。

3、测量直流电机的动态特性

按照测量在不同负载和不同输入电枢电压(阶跃信号)下电机的动态特性的要求,本实验测量了在计算机给定电压信号(阶跃信号)分别为7V和4V时,4个不同负载大小下电机的动态特性。

①首先将负载旋钮逆时针拧至最小,然后将实验设备面板上的电机转速信号引出,接至计算机的采集数据端口上,打开计算机中的测试软件,进入测试界面,设定通道的测量范围。

②系统上电。

③将计算机给定电压信号(阶跃信号)设为7V,顺时针转动负载旋钮,记录在4个不同负载下,电机转速的动态响应曲线。将负载旋钮旋至最小后,将计算机给定电压信号(阶跃信号)设为4V,记录在4个不同负载下,电机转速的动态响应曲线。

④计算机停止给定电机的电枢电压信号,系统电源关闭。

四、实验测试结果及数据处理

1、直流电机的机械特性和动态特性

根据上述操作步骤,测量得到的20组数据如表1所示:

表1 测量数据

根据前面板测量值与电机实际值的换算公式:

电机实际电压=(前面板测量电压-0.76)*2.75-0.1

电机实际电流=(前面板测量电压-0.032)*2

计算电机的实际电枢电压和电枢电流值,如表2所示:

表2 实际数据

根据实验原理和上述数据,利用matlab工具,选用最小二乘法中的多项式拟合方法拟合电机的机械特性曲线、电流-电压特性曲线、电流-转速特性曲线、电流-转矩特性曲线、电机输入功率曲线、电机输出功率曲线和电机的效率曲线。

(1)拟合机械特性曲线

根据原理,机械特性曲线应是一条直线,所以选用最小二乘一次拟合多项式来拟合机械特性曲线,拟合得到的图形如下图1所示:

图1:机械特性

(2)拟合电流-电压特性曲线

图2:电流-电压特性

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