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2）设置直线电机的工作频率、速度和计数值。

3）对直线电机进行方向切换。

4、撰写实验报告实验三（一）力矩式自整角机实验（一）实验目的1．了解力矩式自整角机精度和特性的测定方法。

2．掌握力矩式自整角机系统的工作原理和应用知识。

（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．自整角机实验仪（三）实验内容1．测定力矩式自整角发送机的零位误差。

2．测定力矩式自整角机的静态误差。

（四）实验要求1、预习及思考1）力矩式自整角机的工作原理。

2）力矩式自整角机精度与特性的测试方法。

2、实验过程中的注意事项3、实验报告数据处理要求1）根据实验结果，求出被试力矩式自整角发送机的零位误差∆θ0。

2）根据实验结果，求出被试力矩式自整角接收机的静态误差∆θjt。

4、撰写实验报告（五）实验步骤测量线路如图3-1励磁绕组两端L1L2将整步绕组T2-T3压。

准电气零位。

论电气零位。

整步绕组三线间共有则T3-T1转至60︒、240︒位置角度与电气角度并记录于表6-5中。

表6-5注意：机械角度超前为正误差，滞后为负误差，取其正、负最大误差绝对值之和的一半，此误差值即为发送机的零位误差∆θ0，以角分表示。

力矩式自整角发送机的精度由零位误差来确定。

2．测定力矩式自整角机的静态误差∆θjt在力矩式自整角机系统中，静态协调时，接收机与发送机转子转角之差即静态误差∆θjt，以角度表示。

实验接线仍如图6-3所示。

将发送机和接收机的励磁绕组加额定励磁电压220V，待稳定后，把发送机和接收机调整在0︒位置，缓慢旋转发送机刻度盘，每转过20︒，测取接收机实际转过的角度并记录于表6-6中。

表6-6注意：接收机转角超前为正误差，滞后为负误差，正、负最大误差绝对值之和的一半为力矩式接收机的静态误差。

实验三（二）控制式自整角机参数的测定（一）实验目的1．通过实验测定控制式自整角机的主要技术参数。

2．掌握控制式自整角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．自整角机实验仪（三）实验内容1．测自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f(θ)。

2．测定比电压uθ。

3．测定零位电压u0。

（四）实验要求1、预习及思考1）控制式自整角机的工作原理和运行特性。

2）控制式自整角机的主要技术指标。

2、实验过程中的注意事项3、实验报告数据处理要求1）作自整角变压器的输出电压与失调角的关系曲线U2=f(θ)2）该自整角变压器的比电压为多少？3）被测试自整角变压器的零位电压数值为多少？4、撰写实验报告（五）实验步骤=f(θ)1．测定控制式自整角变压器输出电压与失调角的关系U2接线如图6-5所示。

在自整角发送机的L1、L2绕组两端施加额定电压U N。

旋转发送机刻度盘至00位置并固定不动。

用手缓慢旋转自整角变压器的指针园盘，接在L1′、L2′两端的数字电压表就会有相应读数，找到输出电压为最小值的位置，即为起始零点。

然后，旋转自整角变压器的指针园盘，每转过10︒测量一次自整角变压器输出电压U2。

测取各点U2及θ值并记录于表6-7中。

表6-7表6-8实验四正余弦旋转变压器实验（一）实验目的1．研究测定正余弦旋转变压器的空载输出特性和负载输出特性。

2．研究测定二次侧补偿、一次侧补偿的正余弦旋转变压器的输出特性。

3．了解正余弦旋转变压器的几种应用情况。

（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．旋转变压器实验仪3．400Hz稳压电源4．三相可调电阻900Ω（NMEL-03）5．旋转指示灯及开关板（NMEL-05）（三）实验内容1．测定正余弦旋转变压器在空载时的输出特性。

2．测定负载对输出特性的影响。

3．二次侧补偿后负载时的输出特性。

4．一次侧补偿后负载时的输出特性。

5．正余弦旋转变压器作线性应用时的接线图。

（四）实验要求1、预习及思考1）正余弦旋转变压器的工作原理。

2）正余弦旋转变压器的主要特性及其实验方法。

3）了解正余弦旋转变压器应用中的注意事项。

2、实验过程中的注意事项3、实验报告数据处理要求1）根据表6-9的实验记录数据，绘制正余弦旋转变压器空载时输出电压U r10与转子转角α的关系曲线，即U r10=f(α)。

2）根据表6-10的实验记录数据，绘制负载时输出电压U r1与转子转角α的关系曲线，即U r1=f(α)。

3）根据表6-11的实验记录数据，绘制二次侧补偿后负载时的输出电压U'r1与转子转角α的关系曲线，即U r1=f(α)。

4）根据表6-12的实验记录数据，绘制一次侧补偿后负载时的输出电压U r1与转子转角α的关系曲线，即U r1=f(α)特性。