《机电传动控制》实验指导书

嘉兴学院

《机电传动控制》专业实验指导书

机电工程实验中心

2010、9

目录

1 《机电传动控制》课程实验 (3)

1.1 绪论 (3)

1.2 实验项目指导 (4)

实验一三相笼型异步电动机的正、反转控制 (4)

实验二进电动机 (7)

实验三双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验 (10)

1 《机电传动控制》课程实验

1.1 绪论

按《机电传动控制》课程教学大纲要求，该实验总时数6个学时。

实验是《机电传动控制》课程的重要教学环节，通过实习，加深学对课程内容的理解，掌握对机电传动控制的实际运用能力。

本实验要求学生实验前认真准备，完成实验预习报告或实验方案；实验时积极思考，多动手，学会正确使用常用的机床电器和电动机等电器的使用方法，能正确联接电路，了解机电传动中常见的传动方式；实验后要对实验现象和实验数据认真整理分析，编写出整洁的实验报告。

1.2 实验项目指导

实验一三相笼型异步电动机的正、反转控制

一．实验目的

1.掌握三相笼型异步电动机可逆旋转控制电路的工作原理，加深理解电路中电气联锁

与机械联锁的原理。

2.进一步熟悉异步电动机控制电路的接线方法。

3.学会可逆旋转控制电路的故障分析及排除故障的方法。

二．实验原理

实验电气原理图如图所示。

图1-1 主电路具有电气互锁的控制电路具有复合互锁的控制电路

三．实验设备与器材

三相笼型异步电动机1台

万用表1块

电机拖动实验台及继电控制实验挂箱DT31各一个

导线若干根

四．实验内容与记录

（一）检查元器件及接线

(1)检查按钮、交流接触器、热继电器、三相刀开关、熔断器等所有电器元件质量是否

良好，查看型号规格，明确使用方法。

(2)按电气原理图，遵循一般接线规律，正确连接电路。

(3)自检电路无误，经老师检查后，可接通电源。

（二）通电实验

1、具有电气互锁的控制电路。

(1)正反转运行。分别按SB2、SB3，观察电动机正反转运行情况，按SB1则停机。

(2)电气互锁、机械互锁控制的验证。同时按下SB2和SB3，接触器KM1和KM2均

无电，电动机不转。按下正转按钮SB2，电动机正向运行，再按反转按钮SB3，观

察电动机运行情况。

2、具有复合互锁的控制电路

操作步骤同1、的(1)、(2)，观察电动机运行情况。

3、若在实验中出现异常现象，则断开电源，记录下故障现象分析并排除故障，再通电实验。

注意事项

(1)主电路KM1和KM2主触点的换相连线须正确。

(2)按钮SB2和SB3常开、常闭触点接成联锁线须正确，并仔细检查，以防“自起动”

甚至造成短路故障。

(3)电动机不宜频繁持续由正转变反转，反转变正转，故不能频繁持续操作SB2和SB3。

六．实验预习与思考题

(1)若频繁持续操作SB2和SB3，会产生什么现象？为什么？

(2)同时按下SB2和SB3，会不会引起电源短路？为什么？

(4)当电动机正常正向／反向运行时，很轻地碰一下反向起动按钮SB3／正向起动按钮

SB2，即未将按钮按到底，电动机运行状况如何？为什么？

(5)如何判断与检查，主电路是否倒相接线？

七．实验报告要求

(1)按下正、反转按钮，分析电动机旋转方向不变的故障原因。

(2)画出实验中出现故障的电路图，分析故障原因并写出排除故障的过程。

实验二进电动机

一．实验目的

1．通过实验加深对步进电动机的驱动电源和电机工作情况的了解。

2．掌握步时电动机基本特性的测定方法

二．实验原理

1.基本实验的外部接线

图2－1表示了基本实验电路的外部接线。

图2-1 步进电机电路图

2．步进电机实验专用组件简介

本节从使用角度简单介绍图2－1所采用的专用组件D31、DT07、DT08，其它组件参见有关章节。

（1）步进电动机（D31）

D31为三相反应式步进电动机，为本实验的控制对象。它有二个特点。

(1)D31转子的非传动侧安装有将圆周等分240刻度的圆盘，当转子固定时，可由窗口

观察电机的步矩角、角位移。

(2)D31的定子在用手柄操作时可绕转子作相对位移（只要把机座上的二颗大头滚花螺

钉松开）。以用于静力矩的测试。

（2）步进电动机控制驱动组件（DT07）

DT07的内部工作原理为：由方波发生器产生频率可调的方波信号送到频率显示器显示，并送到控制电路，控制电路根据面板设定开关的指令，将输入的方波信号处理成相应的步计数显示器显示和相应的驱动信号送驱动电路，驱动电路将信号进行功率放大驱动步进电机。

（3）驱动电源（DT08）

DT07驱动电流的主回路采用双电压供电方式，双电压电源即由DT08提供，使用时把DT08的一只二芯插头插进DT01的二芯插座中。

3．各项性能测试实验的准备

首先确认步进电机定子紧固螺钉已拧紧，有关的电源开关已关断，按图2－1接线，依低压、高压驱动电源、控制电源的顺序上电，然后按复位按钮，若电机仍在转动，按停止按钮，使电机进入锁定方式，以下各项实验如无特殊说明，均以此为初始态。

三．实验设备与器材

1.三相反应式步进电动机D31

2.步进电机控制驱动组件DT07

3.驱动电源DT08

4.电源控制屏DT01

5.电机试验台DT06

6.可调电阻箱DT21

7.直流电流，电压表

8.双踪示波器

四．实验内容与记录

（1）单步运行状态

操作单步按钮，观察步进电机的刻度圆盘及运行情况，并求得步矩角。

（2）角位移和脉冲数的关系

将三/六拍开关，置于六拍位，使电路工作于置数方式，用拨盘预置数，调节频率至突跳频率以下（200~400Hz之间），按复位与清0按钮，读取刻度圆盘上的刻度值，按启动按钮，待电机停转后，求取转过的角位移，并读取输入脉冲数（即步计数显示器上的值）。

（3）空载突跳频率的测定

将三/六拍开关置于六拍位，使电路工作于置数方式，（调节频率至200~400Hz之间）用拨盘设定步数，按复位钮，观察步进电机起始位，启动电机，观察电机启动，运行是否正常、有否失步，确定当时的频率能否使步进电机正常运转，然后改变，重复上述进程，仔细测定能使电机不失步起动的最高频率，即为空载突跳频率。

（4）空载最高连续工作频率的测定

使电路工作于连续方式，降低频率启动电机后调高频率，仔细观察，测得步进电机能连续运转的最高频率即为步进电机空载最高连续工作频率。

（5）转子振荡状态的观察

使电路工作于连续方式，在频率的全部可调范围内，观察步进电机的运行情况。

（6）定子绕组中的电流与频率的关系

关闭高、低压驱动电源及控制电源，在U相绕组回路中串入一只5安直流电流表，将示波器探头接到R1U测量点，然后置电路工作于连续方式，降低频率，由低至高逐渐改变，读取平均电流值、频率，观察示波器波形，并作好记录。

（7）平均转速和脉冲频率的关系

将步进电机与测功机同轴联接，由测速发电机测速。

置电路工作于连续方式，改变频率，测量并记录与频率f对应的转速n，即得n＝n（f）。

（8）矩频特性的测定

置测功机调压器至零位，置步进电机转向与测功机规定方向一致位置控制电路工作于连续方式，设定频率后，逐渐使测功机电压升高，仔细测定对应设定频率的最大输出动态力矩，改变频率，重复上述过程得到一组与频率f对应的转矩M值，即为步进电机的矩频特性M＝f（f）。

（9）最大静力矩特性Mmax＝f（I）

关断高、低压驱动电源，控制电源及测功机电源，将DT21电阻箱的三只旋钮至阻值零位，将六只可调电阻并接，串接入一只5安直流电流表后串入U相绕组回路（U1端为正，U2端为负），开启低压驱动电源和控制电源（注此时高压驱动电源不用）置步进电机工作于U相锁定状态。

旋松步进定子紧固螺钉，用销钉锁住测功机的定转子，按测功机规定的运转方向操作手