机电传动控制(电机与设备电气控制)实验指导书

电机与设备电气控制实验指导书

电机与设备电气控制是机械电子工程专业一门重要的专业技术基础课。它从机电一体化技术的需要出发，综合了电机、控制器、电力拖动等多项强电教学内容于一体。其课程内容主要包括：常用交直流电机和控制电机的工作原理、特性及其应用；典型生产机械常用的低压电器工作原理、图形符号及选用，典型设备的电气控制线路分析和设计等。通过本课程的教学，使学生了解电机与设备电气控制的一般原理和基础知识，掌握分析、设计和使用电气控制系统和装置、器件的基本技能，获得工程师必备的知识储备和技能训练。由于这些教学内容实践性较强，所以必须加强实践教学环节。为此，需开设必要的实验。本课程开设的实验有：

一：直流电动机性能实验

二：三相异步电动机性能实验

三：步进电动机控制实验

四：LD4-C6132数控刀架继电器控制系统实验

五：三相异步电动机的正反转实验

六：典型设备的电气控制电路实验

实验一：直流电动机性能实验

一、实验目的：

1、掌握直流电动机的起动和反向方法

2、掌握直流电动机的机械特性曲线n f T

3、掌握直流电动机的调速方法

二、实验设备

被测试直流电动机（M ）一

.台

直流发电机（G）一台（M与G机械相连，G是M的负载）

起动电阻R q

励磁电阻R e

发电机负载电阻R L

直流电流表A，A， A G三只

直流电压表V a，V G两只

转速表一只

三、实验接线图

四、实验步骤

1、起动实验：

（1 ）首先将励磁电阻R e调到最小（R e 0 ）处，使I f最大，即在满磁通下起动;

（2 ）再将起动电阻R q调到最大；

（3）然后电源合闸，注意观察电动机起动时的冲击电流；

（4 ）待电机转动后逐渐减小起动电阻 R q，使电动机起动起来。

注意：起动时必须在全磁通下，且起动电阻 R q应足够大以免起动电流过大产生换向火花而烧坏电机整流子。

2、电机反转实验：

（1）切换电枢电源，将电枢两端电源进线互调再重新按起动方法起动电机，观察电机转向是否发生改变。

（2）切换励磁电源，将励关绕组两端电源接线互调，再重新按起动方法起动电机。观察电机转向是否发生改变。

3、求取电动机的机械特性曲线

（1 ）按起动方法，将电动机起动，再将起动电阻 R q从最大调节到零位。

（2 ）反复调节励磁电阻R e和发电机负载电阻R L，使电动机的电枢电流为额定电流

I N和电动机转速为额定转速n N，这就是电动机的额定工作点。

（3 ）固定R e不变，调节负载电阻R L，使电动机电枢电流l a 1.2I N。

（4 ）从l a 1.21 N开始，逐渐增大负载电阻R L，使电动机电枢电流逐渐减小，每

次记录电动机的电枢电流，电枢电压U a不变，转速n，以及发电机的输出电压U G和I G 直到R L断开空载状态，这时l a I o （ I o为空载电流）。作4〜6组数据，并记录下表。

G G G G 发电机的效率 ：

0.85

4、电枢回路串电阻调速实验：

(1 )按起动方法，重新起动电动机后，使R q 从最大调节到0,并找到额定工作点； (2 )找到额定工作点后，固定R e 和R L ，逐渐增大R q ；

1

(3) 测量电动机转速n 和对应的电枢电压U a ，直到转速下降到n -n N 为止。作5〜

3

7组数据，并记录下表。

表1-2电枢回路串电阻测量数据表

5、改变励磁电流调速(弱磁调速)

(1 )按起动方法，重新起动电动机后，使使 R q 从最大调节到0，并找到额定工作

(2)找到额定工作点后，固定R L ，增大励磁电阻R e 使I f 减小，测量I f 和n ,作5〜

7组数据，并记录下表。

电动机输出功率P 2

P G

U G I G

电动机的转矩T : T

9550P 2

n

注意：限制电枢电流l a 1.21 N

限制电机转速n 1.3n N ；

要求做实验要快，防止损坏电机。

6、调压调速（即改变电源电压U a）

（1 ）开动直流发电机组，使单独一组直流发电机组发出110伏电压，并能通过变磁而变化输出电压大小；

（2 ）把电动机电枢两端接线从公共的直流电源上取下来，接到上述单独一组直流发电机的输出端。

（3）实验室共有8组直流发电机组，其中有4组为一般M-G组，即三相异步电动机带动直流发电机发电，按图2接线。还有4组为电机放大机，即由三相异步电动机带动电机扩大机发电，其输出电压也是可调的，按图3接线；

(4)找出直流电同的额定工作点。保持 R e和R L不变，改变电动机工作电压，记录相应转速。作5〜7组数据，并记录下表。

五、实验报告

1、绘制直流电动机的机械特性曲线n fT ;

2、绘制电枢串电阻调速特性曲线n f U a ;

3、绘制弱磁调速特性曲线n f I f ；

4、绘制调压调速特性曲线n fU a ;

5、分析上述三种调速方法中，电枢电流是如何变化的?

实验二三相异步电动机实验

一、三相异步机空载实验

1、实验目的：通过实验测量数据讨算空载机械损耗P M和铁损P Fe ,以及参数R m 和X m。

2、实验设备和仪器：交流电流表一只

交流电压表一只

功率表两只

三相调压嚣一.台

被测三相绕线式异步机一.台