控制电机实验指导书(1)

控制电机实验指导书

目录

一、概述 (3)

二、实验地点 (3)

三、实验项目 (3)

实验一直流无刷电机实验 (4)

实验二直线电机实验 (7)

实验三（一）力矩式自整角机实验 (10)

实验三（二）控制式自整角机参数的测定 (12)

实验五正余弦旋转变压器实验 (15)

三、教学参考书 (19)

一、概述

本课程是自动化等相关专业的专业选修课。通过本课程的学习，使学生掌握各种控制电机的结构、工作原理以及运行特性，在自动控制系统和其它场合能够使用的各种控制电机，使学生初步具备选用各种控制电机的能力，并为毕业后从事专业工作打下坚实的基础。

二、实验地点

1212 控制电机实验室

1206电机实验室

三、实验项目

实验一直流无刷电机实验

实验二直线电机实验

实验三、自整角机实验

实验四正余弦旋转变压器实验

实验一直流无刷电机实验

（一）实验目的

1．通过实验测定直流无刷电机的主要技术参数。

2．掌握直流无刷电机的工作原理和运行特性。

（二）实验仪器设备及器材

1．电机系统教学实验台主控制屏

2．NMEL-27A 直流无刷电机及其控制系统

3．双踪示波器（自备）

（三）实验内容

1．计算直流无刷电机的给定转速比，以及绘制给定转速曲线。

2．测定直流无刷电机紧急制动时间

3．测定直流无刷电机自动停车时间

（四）实验要求

1、预习及思考

1）直流无刷电机的工作原理和运行特性。

2）直流无刷电机的主要技术指标。

2、实验过程中的注意事项

直流无刷电机的参考电源Vcc和地Gnd我们为了学生方便观测，都已经把该端点引到了面板上，学生使用的时候，千万注意不能将两者短接，否则造成设备损坏。

3、实验报告数据处理要求

1）描述直流无刷电机的工作原理。

2）计算直流无刷电机的给定转速比，以及绘制给定转速曲线。

3）比较直流无刷电机紧急制动T1和自由停车T2的时间差，思考两者之间的区别，以及在实际当中的应用范围。

4、撰写实验报告

（五）实验步骤

1．实验装置各接线端子功能说明

（1）6脚F/R：与（5脚GND）一起控制电机的正反转，相连时反转，断开时为正转。

（2）8脚BRA：制动控制，接（7脚VCC）时制动，（仅在电流较小时可用，平时应接地）。

（3）9脚R/S：与（5脚GND）短接与否控制电机的启动和停止，开路运行，短接停止。

（4）10脚SP直流无刷电机转速给定端口。

（5）5脚为GND 信号地。

（6）7脚ＶCC 6.2Ｖ标准电压，与6脚一起用来控制正反转。 （7）11脚SPEED 脉冲输出（每转输出脉冲与电机）。

（8）11脚SPEED 为Pl 脉冲输出端口，我公司采用的无刷直流电机为三极电机，例如：2000rpm 时，每分钟输出脉冲2000*3=6000个脉冲，1秒钟输出100个脉冲，一个脉冲时间为0.01S ，客户可根据此脉冲测转速并加以外围控制。

2．直流无刷电机给定转速比测试：

（1）关闭NMEL-27A 直流无刷电机及其控制系统的电源。 （2） Vcc 和Gnd 分别连接到可调节电位器Rp1的上端和下端，可调节电位器的中间出头和直流无刷电机驱动器的Sp 转

速给定端相连接。

（3）打开NMEL-27A 直流无刷电机及其控制系统的电源，调节直流无刷电机驱动器的给

定旋钮，分别测试在不同的电压的情况下的电机的输出脉冲，并计算电机的给定转速比。

按如下方法计算直流无刷电机转速：

转速计算公式 n = 60/3*T (r/min)

n ——电机转速，r ／min ；

T ——由示波器观测的两个脉冲之间的时间，单位S 。

3．直流无刷电机紧急制动波形观察及制动时间测量

（1）关闭NMEL-27A 直流无刷电机及其控制系统的电源。

（2） Vcc 和Gnd 分别连接到可调节电位器Rp1

的上端和下端，可调节电位器的中间出头和直流

无刷电机驱动器的Sp转速给定端相连接。

（3）打开NMEL-27A 直流无刷电机及其控制系统的电源，调节直流无刷电机驱动器的给定旋钮，使Sp给定电压为4.5V，用导线短接7脚和8脚，观测5脚和11脚的紧急制动的输出信号，以及计算电机的紧急制动停止时间T1。

4．直流无刷电机自动停车波形观察及停车时间测量

（1）关闭NMEL-27A 直流无刷电机及其控制系统的电源。

（2）Vcc和Gnd分别连接到可调节电位器Rp1的上端和下端，可调节电位器的中间出头和直流无刷电机驱动器的Sp转速给定端相连接。

（3）打开NMEL-27A 直流无刷电机及其控制系统的电源，调节直流无刷电机驱动器的给定旋钮，使Sp给定电压为4.5V，用导线短接5脚和9脚，观测5脚和11脚的紧急制动的输出信号，以及计算电机的自由停车时间T2。

（六）注意事项

直流无刷电机的参考电源Vcc和地Gnd我们为了学生方便观测，都已经把该端点引到了面板上，学生使用的时候，千万注意不能将两者短接，否则造成设备损坏。

实验二直线电机实验

（一）实验目的

1．了解直线电机基本结构。

2．了解直线电机运行原理。

3．熟悉直线电机的应用。

（二）实验仪器设备及器材

1．电机拖动教学实验台

2．NMEL-ZX3直线电机系统

（三）实验内容

直线电机接线图如下图所示，按照下图接线。

1．设置直线电机系统当前工作频率

打开直线电机系统电源，此时，“电机控制与显示”显示FS。按动“电机控制与显示”的“增加”按键可以增加当前工作的频率，同理，按动“减少”按键可以减少当前工作频率。按“工作/设置”键进行运行和停止的控制。

2．设置直线电机系统当前工作速度

按“功能”键1次，显示run，再按“工作/设置”键1次停止运行，显示rFS后通过“增加、减少”按键设置当前工作的速度，按“工作/设置”键进行运行和停止的控制。

3．显示并设置当前计数的值

按“功能”键1次，显示Cu，再按“计数/置数”键1次停止运行，显示当前计数的值。按“功能”键1次，显示Pr，再按“计数/置数”键1次停止运行，显示PS，通过“增加、减少”按键设置当前计数的值，按“计数/置数”键进行运行和停止的控制。

4．直线电机运行方向的切换

在正常运行模式下按向上和向下按钮，可以进行运行方向的切换。

5．当直线电机触碰到限位开关时即进行反向运动。

（四）实验要求

1、预习及思考

2、实验过程中的注意事项

3、实验报告数据处理要求

1）各种参数的含义如下