实验三直流伺服电动机实验doc

三直流伺服电动机实验
一、实验目的
1、通过实验测出直流伺服电动机的参数r a、K e、K 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。

二、预习要点
1、分析掌握直流伺服电动机的运行原理。

2、如何测量直流伺服电动机的机电时间常数，并求传递函数。

三、实验项目
1、测直流伺服电动机的电枢电阻。

2、测直流伺服电动机的机械特性T=f（n）。

3、测直流伺服电动机的调节特性n=f（U a）。

4、测定空载始动电压和检查空载转速的不稳定性。

5、测量直流伺服电动机的机电时间常数。

四、实验方法
2、用伏安法测直流伺服电动机电枢的直流电阻
图3-1测电枢绕组直流电阻接线图
(1) 按图3-1接线，电阻R用屏上900Ω和900Ω串联共3600Ω阻值。

(2) 经检查无误后接通可调直流电源，并调至220V，合上开关S，调节R使电枢电流达到0.2A，迅速测取电机电枢两端电压U和电流I，再将电机轴分别旋转三分之一周和三分之二周。

同样测取U、I，记录于表3-1中，取三次的平均值作为实际冷态电阻。

(3) 计算基准工作温度时的电枢电阻
由实验直接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。

式中： R aref ——换算到基准工作温度时电枢绕组电阻，（Ω） R a ——电枢绕组的实际冷态电阻，（Ω） θref ——基准工作温度，对于E 级绝缘为75℃ θa ——实际冷态时电枢绕组温度，（℃） 4、测取直流伺服电动机的机械特性
图3-2 直流伺服电动机接线图
(1) 按图3-2接线，图中R f2选用屏上1800Ω阻值，开关S 选用D51， A1、A2选用毫安表、安培表。

(2)把R f2调至最小，开关S 1打开，先接通励磁电源，再接通可调直流电源并调至220V 。

(3) 合上开关S ，调节涡流测功机给电机加载。

调节R f1阻值，使n=n N =1600r/min ，I a =I N =0.8A ，U=U N =220V ，此时电机励磁电流为额定励磁电流。

(4) 保持此额定励磁电流不变，逐渐减载，从额定负载到空载（断开开关S ），测取其机械特性n=f （T ），记录n 、I a 、T 7~8组于表3-2中。

a
ref a
aref R R θθ++=235235
(5) 调节可调直流电源电压为U=160V，调节R f1，保持电动机励磁电流的额定电流I f=I fN，调节涡流测功机使I a=1A，，再调节涡流测功机给定调节旋钮减载一直到空载，其间记录7~8组于表3-3中。

(6) 调节可调直流电源电压为U=110V，调节R f1，保持电动机励磁电流的额定电流I f=I fN，调节涡流测功机使I a=0.8A，，再调节涡流测功机一直到空载，其间记录7~8组于表3-4中。

5、测取直流伺服电动机的调节特性
（1）按4中（1）、（2）、（3）步骤起动电动机，保持I f=I fN不变。

调节负载使电动机输出转矩为额定输出转矩并保持不变，调节直流伺服电动机电枢电压（注：单方向调节控制屏上旋钮）测取直流伺服电动机的调节特性n=f(U),直到n=100r/min记录7~8组于表3-5中
（2）保持电动机输出转矩T=0.5T N，重复以上实验，记录7~8组数据于表3-6中。

（3）保持电动机输出转矩T=0，调节直流伺服电动机电枢电压，直至n=0r/min，其间取7~8组数据记录于表3-7中。

6、测定空载始动电压和检查空载转速的不稳定性
（1）空载始动电压
按5、（3）步骤起动电机，把电枢电压调至最小后，直至n=0r/min，再慢慢增大电枢电压，使电枢电压从零缓慢上升，直至转速开始连续转动，此时的电压即为空载始动电压。

（2）正、反向各作三次，取其平均值作为该电机始动电压，将数据记录于表3-8中。

（3）正（反）转空载转速的不对称性
注：正（反）转空载转速的不对称性应≤3% 7、测量直流伺服电动机的机电时间常数
按图3-2中右半边接线，直流伺服电动机加额定励磁电流，用记忆示波器拍摄直流伺服电动机空载启动时的电流过渡过程，从而求得电动机的机电时间常数。

五、实验报告
1、由实验数据求得电机参数：R aref 、K e 、K T
R aref ——直流伺服电动机的电枢电阻
——电势常数
——转矩常数
2、由实验数据作出直流伺服电动机的三条机械特性和三条调节特性曲线。

3、求该直流伺服电动机的传递函数。

（六）思考题
1、转矩常数K T 的计算现采用e T K K π
30
=
，而没有采用公式a
a
K T U R T K ⨯=
来求取，这是为什么。

用这两种方法所得之值是否相同，有差别时其原因是什么？
2、若直流伺服电动机正（反）转速有差别，试分析其原因？
2%
100)()(反向空载转速
正向空载转速平均转速平均转速
平均转速
向空载转速反正转空载转速不对称性反正-=⨯-=
e T aN
e K K n U K π
30
0==。