直流伺服电机试验报告

1、实验六直流伺服电机实验、实验设备及仪器被测电机铭牌参数:Pn=185W，UN =220V，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-1、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 Q （ MEL-03 ）;6. 三相可调电阻 90Q （ MEL-04 ）;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2. 掌握直流伺服电动机的机械特性和调节特性

2、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=UtN=220V，分别测取Ua =220V及Ua= 110V的机械特性n=f(T)。3. 保持Uf=UfN=220V，分别测取T2= 0.8N.m及T?= 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: 1800Q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

3、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la。将电机转子分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取Um、la,填入表取三次测量的平均值作为实际冷态电阻值Ra=Ra1Ra2 Ra33序号Um (V)la (A)R ( Q)Raref ( Q)14.630.198

4、Ra1 =23.3824.490.200Ra2=22.45Ra=23.26Raref=28.2834.790.200Ra3=23.95235- ref表中 Ra= （Ral+Ra2+Ra3） Raref=Ra* 235 二 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：235 ：旳efRaref=Ra 235 飞式中Raref一一换算到基准工作温度时电枢绕组电阻。（Q）Ra 电枢绕组的实际冷态电阻。（Q）9ref基准工作温度，对于 E级绝缘为75 C。6a 实际冷态时电枢绕组的温度。（C）2.

5、 测直流伺服电动机的机械特性实验线路如图6-2所示。自带A4A:H流电机电揪电源300V自带Rf白流电机励磁电源爪遗器图图21直流伺服电动机Ri： 180门电阻（MEL-04中两只90门相串联）。Rf： 900门电阻（MEL-03中两只900门相串联）。R2：采用MEL-03最上端900门电阻，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。Vi：可调直流稳压电源自带电压表。V2：直流电压

6、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R1置最大值，Rf置最小值，R2逆时针调到底，使 UR3R4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 Ua= Un = 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 , la= 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、la,并填入表中

7、。Uf=U fN=220VUa=U n=220VT(N m)1.131.000.900.800.700.60n (r/min)160316191628163516421651la(A)1.100.960.870.770.680.59T(N m)0.500.400.300.200.100.00n (r/min)166016731690170617211734la(A)0.500.410.330.250.170.10e.调节直流稳压电源，使Ua=0.5U N=110V，重复上述实验步骤，记录空载到额定负载的T、n、la,并填入表中Uf=U fN=220VUa=0 5U n=110VT(N .m)0

8、0.110.210.300.400.51n(r/min)827814806797784769la(A)0090170.25032040049T(N m)060070080090100111n(r/min)765758754756758762la(A)0.570660760860971103. 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If= IfN不变，调节直流稳压电源（或 Ri阻值）使Ua从Un值逐渐减小，记录电机的 n、Ua、 la并填入表中。Uf=UfN=220VT=08N ? mn(r/min)1600147013

9、0511541074994Ua(V)218201180161150140Ia(A)079079079078078078n(r/min)919840756678599518Ua(V)1301211101009080Ia(A)078077078078077077使电动机和测功机脱开，仍保持lf= IfN，在电机空载状态，调节直流稳压电源 （或Ri阻值），使Ua从Un逐渐减小，记录电动机的 n、Ua、la并填入表6-5中。Uf=UfN=220VT=0N ? mn(r/min)1758159614341355127311901107Ua(V)221201180170160150140la(A)0.10

10、1009009009009009n(r/min)1030949869791711624594Ua(V)130120110100908076Ia(A)0.090.090.090.090.090.090.093 测空载始动电压操作前先把Ri置最小值，Rf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次数123平均正向Ua ( V)6

11、.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75C时电枢绕组电阻Ra75°C 数值；Ke、Kt等参数。Raref=28.28 ( Q);TemKt= Ct* 忙* =0.992;Ke= Ce* 忙=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)> Figure 1n因File Edit View Insert Took Desktop Window Help18D0机械特性n二KUoo601500Do4o201-c运一匚

12、o001-o805o.N-r(缩小尺度以后的图像如下图所示:-> Figure 1file EditJnsert lo&ls Qeiktop Window (Help机械特性n=fH)HEPU(2)调节特性n=f (Ua)> Figure 1xFile Ed" Vieiv Iniert ToqI& Desktop Window Help机械特性尸明10001600004008o o O0 0-06 4 2o O o O2 O5000.10023.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

13、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：h-NTe 山甩据成茁-册得由于n疣伺服电动机本島存在空SfflKftF 世的机械损軽等+即使兔戟转矩为苇*电 也并不为嘻.只宥在理担的惰阮下几.才可巔片 零.対此，於速吐基书在理T=OIR 的砸功机转IT故称理想寺载转速*出n=o吋駅械特性脱!t勺横轴的童点对宜的转挺成为电动机堵转时的转矩九在團«. 12中m«u性曲城郞j料隼为畫中：皿机察特性的解札它盍示了电动机机好性的晰即电动机的转测和Rg机械特性在图像中表现为一簇斜线， 斜率k二瓦滋,根据实验图像 可得堵转转矩Tk和空载转速n。分析：实验

14、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 “明显上翘”。调节特性实验现象：由图像 2可以得到，随着Ua的增大，n不 断增大，且两条直线大致平行。根据以下理论知识：2.谒节粘址雋怡轩牲址益圧毗蛾转矩忙定甘，电誚机的转連対控制电压的先眾”即*LI. tub.仁枸W待件ffll. illffl片一 13騎用+他* E是u T.为&妄肚的一ME平孑订i蜓Blii 11见塌悝IM豆无mHH 由奇机的书特性-i«=oamW特性曲线为議轴的殳点"裡不虞一电誉转興若咚般I!动

15、机的空戢射戡和机庶呢斧，聊为仙战转即ffl时电动机irjifta电托山.%=倉入，(6-9)节电童转如，爼时” R布业动机的輕制电板女釉眩的曲曲也压.电为机才诡启动鶴来井站已¥-書世附转連；反之*半證制电压小于郴应案kHiiUEiFh他动机所能产l.MMkifc避转矩 血1*十所出求的伍昶转琬價，电戲机就斗能阳助 所山在帯戏柿性袖缆L:从庫盘別帝动|也压点的 诅僧犠电尿所水的SU比符为在東一电迸转审M吋何番电副机的宾盘Km时种为死tsC人显給畑区的丈小耳呦就韩矩的切曲正比*兔骁转矩卑大”世想便tittf可BE电动机延妙起来，电掀饶绍需姜加的控制鬼圧理程軸ifeNb讥由此町知.电枢押制叶也逬词睨电动职前机植特性朗過节