直流伺服电机实验报告

实验六直流伺服电机实验一、实验设备及仪器被测电机铭牌参数：pn=185w ，u n=220v ，in=1.1a ，使用设备规格 (编号)：1 mel 系列电机系统教学实验台主控制屏（mel-i 、mel-iia 、 b）； 2电机导轨及测功机、转速转矩测量（mel-13 ）； 3直流并励电动机m03 （作直流伺服电机） ；4. 220v 直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部）；5. 三相可调电阻900 （mel-03 ）；6. 三相可调电阻90 （ mel-04 ）；精品资料7. 直流电压、毫安、安培表（mel-06 ）；二、实验目的1. 通过实验测出直流伺服电动机的参数ra 、e 、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。三、实验项目1. 用伏安法测出直流伺服电动机的电枢绕组电阻ra 。2. 保持 uf=u fn=220v ，分别测取ua =220v及 ua 110v 的机械特性n=f(t) 。3. 保持 uf=u fn=220v ，分别测取t2 0.8n.m及 t 2 0 的调节特性n=f(ua) 。4. 测直流伺服电动机的机电时间常数。四、实验说明及操作步骤1. 用伏安法测电枢的直流电阻ra接线原理图见图6-11 。u：可调直流稳压电源。r： 1800 磁场调节电阻（mel-03 ） 。v：直流电压表（mel-06 ） 。a：直流安培表（mel-06 ） m：直流电机电枢（1 ）经检查接线无误后，逆时针调节磁场调节电阻r 使至最大。 直流电压表量程选为300v档，直流安培表量程选为2a 档。（ 2）按顺序按下主控制屏绿色“闭合 ”按钮开关，可调直流稳压电源的船形开关以及复位开关，建立直流电源，并调节直流电源至220v 输出。调节 r 使电枢电流达到0.2a （如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行，如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压 um 和 电流ia。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取um、ia，填入表6-1 。300v图6-11测电枢绕组直流电阻接线图2a精品资料ra1ra2ra 3取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值ra=3。室温 20序号um（v） ia（a） r（）rare（f）4.630.198ra1=123.384.490.200ra2=222.45ra=23.26raref=28.284.790.200ra3=323.95表中 ra= （ ra1 +r a2 +r a3 ）/3; r aref=ra*235235ref a（3 ）计算基准工作温度时的电枢电阻由实验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：raref =ra235235ref a式中 r aref 换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（ ）ra 电枢绕组的实际冷态电阻。（ ）ref 基准工作温度，对于e 级绝缘为75 。 a 实际冷态时电枢绕组的温度。（）2. 测直流伺服电动机的机械特性自带自带300v图图6-62-12直流直流伺伺服服电电动动机机接接线线图图实验线路如图6-2 所示。r1 ： 180电阻（ mel-04中两只 90相串联）。rf： 900电阻（ mel-03中两只 900相串联）。r2 ：采用 mel-03最上端 900电阻，为电位器接法。开关 s 选用 mel-05 。m：直流伺服电动机m03 。g：涡流测功机。is：电流源，位于mel-13 ，由 “转矩设定 ”电位器进行调节。实验开始时，将mel-13 “转速控制 ”和“转矩控制 ”选择开关板向 “转矩控制 ”，“转矩设定 ”电位器逆时针旋到底。 v1：可调直流稳压电源自带电压表。v2：直流电压表，量程为300v 档，位于mel-06 。a：可调直流稳压电源自带电流表。ma ：毫安表，位于直流电机励磁电源部。a. 操作前先把r 1 置最大值， r f 置最小值， r2 逆时针调到底，使u r3r4 的电压为零，并且开关 s 断开。测功机的的励磁电流调到最小。b. 先接通直流电机励磁电源。c. 再接通直流稳压电源，电机运转后把r1 调到最小值， 调节电枢绕组两端的u au n 220v并保持不变。d. 调节测功机负载，使电机输出转矩增加，并调节rf，使 n=1600r/min， ia ian ，此时电机励磁电流为额定电流。保持此额定电流不变，调节测功机负载，记录空载到额定负载的t、 n、ia，并填入表中。uf=ufn=220vua=u n=220vt(n m)1.131.000.900.800.700.60n（ r/min ）160316191628163516421651ia(a)1.100.960.870.770.680.59t(n m)0.500.400.300.200.100.00n（ r/min ）166016731690170617211734ia(a)0.500.410.330.250.170.10e调节直流稳压电源，使 u a=0.5u n =110v ，重复上述实验步骤，记录空载到额定负载的t、n、ia，并填入表中uf=ufn =220vua=0.5un =110vt(n.m)00.110.210.300.400.51n(r/min)827814806797784769ia(a)0.090.170.250.320.400.49t(n.m)0.600.700.800.901.001.11n(r/min)765758754756758762ia(a)0.570.660.760.860.971.103. 测直流伺服电动机的调节特性按上述方法起动电机，电机运转后，调节电动机轴上的输出转矩t 0.8n.m ，保持该转矩及 ififn 不变，调节直流稳压电源（或r1 阻值）使ua 从 u n 值逐渐减小，记录电机的n、ua 、ia 并填入表中。uf=ufn =220vt=0.8n ?mn(r/min)16001470130511541074994ua(v)218201180161150140ia(a)0.790.790.790.780.780.78n(r/min)919840756678599518ua(v)1301211101009080ia(a)0.780.770.780.780.770.77使电动机和测功机脱开，仍保持 if ifn ，在电机空载状态， 调节直流稳压电源 （或 r1 阻值）， 使 u a 从 un 逐渐减小，记录电动机的n、u a、ia 并填入表6-5 中。3测空载始动电压操作前先把r 1 置最小值， r f 置最小值， r2 顺时针调到底，使ur2r3 的电压为零，并且开关s 闭合。断开测功机的励磁电流。启动电机前先接通励磁电源，调节uf=220v ，再接通电枢电源，调节r2 使输出电压缓慢上升，直到转轴开始连续转动，这时的电压为空载始动电压ua 。正反二个方向各做三次，取其平均值作为该电机始动电压，将数据记录于表格空载始动电压uf=ufn=220vt=0n ?mn(r/min)1758159614341355127311901107ua(v)221201180170160150140ia(a)0.10.10.090.090.090.090.09n(r/min)1030949869791711624594ua(v)130120110100908076ia(a)0.090.090.090.090.090.090.09次数123平均正向 ua（ v）6.907.427.137.15反向 ua（ v）7.007.207.387.19六实验报告1. 根据实验记录， 计算 75 时电枢绕组电阻ra75 数值； ke、kt 等参数。raref=28.28 （）; kt= ct* =0.992 ；ke= ce* =0.104 ；2. 根据实验测得的数据， 作出电枢控制时电机的机械特性 n=f(t) 和调节特性 n=f（ua ）曲线。（1）机械特性 n=f(t)缩小尺度以后的图像如下图所示：（2）调节特性 n=f （ua ）3. 电机空载时的始动电压。根据表格可得：始动电压ua0=7.17v ；4. 分析实验数值及现象机械特性实验现象：从图像可以看到，随着t 的增大， n 不断减少，且两条直线大致平行。根据以下理论知识：机械特性在图像中表现为一簇斜线，斜率k= ,根据实验图像可得堵转转矩 tk 和空载转速 n0。分析：实验中出现两直线只是近似平行，但是不平行的原因经过分析之后，应该是实验仪器在测试过程中过热收到了干扰的缘故，因为第二次试验最后几组数据在图像中出现了“明显上