機(jī)電傳動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(第二版

1、吉林大學(xué)珠海學(xué)院機(jī)電傳動(dòng)控制課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（第二版）主編：劉向陽 譚穎琦機(jī)電工程系2009年9月前 言本書是針對我院機(jī)電工程系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，配合機(jī)電傳動(dòng)控制這門必修專業(yè)基礎(chǔ)課所編寫的一本機(jī)電傳動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。機(jī)電傳動(dòng)控制課程實(shí)驗(yàn)是與機(jī)電傳動(dòng)控制這門課相配套的電機(jī)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)。這門實(shí)驗(yàn)課是為了使學(xué)生更深刻地理解書本上的原理與結(jié)論，親自動(dòng)手進(jìn)行驗(yàn)證，提高感性認(rèn)識(shí)和解決問題的能力，使學(xué)生能更好地掌握理論知識(shí)。所以機(jī)電傳動(dòng)控制課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書是緊密結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，根據(jù)教學(xué)大綱要求以實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式所編寫的一本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書根據(jù)課時(shí)要求與課程的重點(diǎn)內(nèi)容，一共編寫了五個(gè)實(shí)驗(yàn)：直

2、流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速實(shí)驗(yàn)，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)，線繞式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)，交流伺服電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、預(yù)習(xí)要點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器、實(shí)驗(yàn)說明及操作步驟。由于編者水平有限，加之時(shí)間倉促，書中錯(cuò)誤在所難免，懇請讀者批評指正。編 者2009年9月目 錄實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)一 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)二 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和機(jī)械特性6實(shí)驗(yàn)三 線繞式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和機(jī)械特性11實(shí)驗(yàn)四 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)16實(shí)驗(yàn)五 交流伺服電機(jī)實(shí)驗(yàn)20實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)一、 在實(shí)驗(yàn)之前檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)和各實(shí)驗(yàn)面板是否處于安全狀態(tài)，

3、檢查聯(lián)軸器是否連接可靠、電機(jī)是否固定、渦流測功機(jī)是否連接好等；在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中注意人身、設(shè)備安全；二、 在實(shí)驗(yàn)之前，熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)和各實(shí)驗(yàn)面板的功能、使用方法和注意事項(xiàng)；三、 在實(shí)驗(yàn)之前，必須先結(jié)合教材預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的預(yù)習(xí)要點(diǎn)題目方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；四、 在實(shí)驗(yàn)過程中，各小組按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的接線圖接好線后必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)老師檢查通過后，才準(zhǔn)予上電；五、 在上電之前，應(yīng)檢查導(dǎo)線是否纏繞在電機(jī)軸上，人不要緊挨電機(jī)，避免上電后，電機(jī)軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)軸傷到人；六、 在實(shí)驗(yàn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或不安全因素等，應(yīng)立即“斷開”；七、 完成實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)按正確的順序依次切斷各電源，最后要斷開控制屏上的漏

4、電保護(hù)器，將實(shí)驗(yàn)用具擺放整齊，經(jīng)實(shí)驗(yàn)老師許可后方可離開實(shí)驗(yàn)臺(tái)，要養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)一 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性。2熟悉直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性及其調(diào)速方法。3測繪直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性是什么？為限制其啟動(dòng)電流，一般有哪些方法？2直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有哪些？3怎樣可以改變直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向？4什么是直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性？其表達(dá)式是怎樣的？三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。2改變電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R1來調(diào)節(jié)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。3改變電樞供電電壓U來調(diào)節(jié)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。4直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)

5、向改變。5繪制直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線圖。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量（NMEL-13）3直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M034直流電機(jī)儀表、電源（NMEL-18）（位于實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏的下部）5電機(jī)起動(dòng)箱（NMEL-09）五實(shí)驗(yàn)說明及操作步驟1接線圖1-1 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)接線圖R：電樞調(diào)節(jié)電阻（NMEL-09）Rf：磁場調(diào)節(jié)電阻（NMEL-09）M：直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03G：渦流測功機(jī)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源和直流電機(jī)勵(lì)磁電源均位于NMEL-18。V：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶電壓表A：可調(diào)直流穩(wěn)壓電源自帶電流表mA：毫安表，位于直流電機(jī)勵(lì)磁電源部。按圖1-1接線，檢查M、G之間是否

6、用聯(lián)軸器聯(lián)接好，電機(jī)導(dǎo)軌和NMEL-13的連接線是否接好，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路接線是否牢靠，儀表的量程，極性是否正確選擇。測功機(jī)加載控制位于NMEL-13，由“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，將NMEL-13“轉(zhuǎn)速控制”和“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)板向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針旋到底，以使電機(jī)的負(fù)載為零，使電機(jī)一開始處于空載狀態(tài)。2直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，首先要先將電機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻R調(diào)至最大，磁場調(diào)節(jié)電阻Rf調(diào)至最小。問：為什么開始要將電機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻R調(diào)至最大，磁場調(diào)節(jié)電阻Rf調(diào)至最小？ 答：合上控制屏的漏電保護(hù)器，按次序按下綠色“閉合”按鈕開關(guān)，先打開勵(lì)磁電源船形開

7、關(guān)、再打開可調(diào)直流電源船形開關(guān)，按下復(fù)位按鈕，此時(shí)，直流電源的綠色工作發(fā)光二極管亮，指示直流電壓已建立，旋轉(zhuǎn)電壓調(diào)節(jié)電位器，使可調(diào)直流穩(wěn)壓電源輸出220V電壓。啟動(dòng)后，將電樞電阻R調(diào)至最小，使電機(jī)正常工作。注意：如果需要直流他勵(lì)電機(jī)停機(jī)時(shí)，必須先切斷電樞電源，然后斷開勵(lì)磁電源。同時(shí)，必須將電樞串聯(lián)電阻R調(diào)回最大值，勵(lì)磁回路串聯(lián)的電阻Rf調(diào)到最小值，給下次起動(dòng)作好準(zhǔn)備。3他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性（1）改變串入電動(dòng)機(jī)M03電樞回路的調(diào)節(jié)電阻R，觀察轉(zhuǎn)速的變化情況；問題：當(dāng)改變電樞回路調(diào)節(jié)電阻R時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生怎么的變化？為什么？（2）改變串入電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf 觀察轉(zhuǎn)速的變化情況；問題：當(dāng)

8、改變勵(lì)磁回路調(diào)節(jié)電阻Rf時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生怎么的變化？為什么？（3）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩設(shè)定電位器，使電機(jī)在不同的載荷下運(yùn)行，注意轉(zhuǎn)矩不要超過1.1N.m，觀察轉(zhuǎn)速變化情況填寫表1-1。表1-1 轉(zhuǎn)矩從0 N.m到1.1 N.m平均取六組值序號(hào)123456轉(zhuǎn)矩（N.m）轉(zhuǎn)速（r/min）并用描點(diǎn)法繪制出直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線：4改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)㈦姌谢芈氛{(diào)節(jié)電阻R1調(diào)至最大值，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針調(diào)到零，先斷開可調(diào)直流電源的船形開關(guān)，再斷開勵(lì)磁電源的開關(guān)，使他勵(lì)電動(dòng)機(jī)停機(jī)。將電樞或勵(lì)磁回路的兩端接線對調(diào)后，再按前述起動(dòng)電機(jī)，觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表的讀數(shù)。問：如果先斷開勵(lì)磁電源再斷開電樞電源，會(huì)

9、發(fā)生什么狀況？從理論上來講，是一種什么現(xiàn)象？請解釋其原因。實(shí)驗(yàn)二 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和機(jī)械特性一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性。2熟悉并更好地理解三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。3測繪三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)本身有哪些特性？2 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)有哪些啟動(dòng)方法？每種方法的各有什么特點(diǎn)？3 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有哪些？4 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n-T曲線測繪方法？三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)。2鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)星形三角形（Y-）換接啟動(dòng)。3自耦變壓器啟動(dòng)。4鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線繪制。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備

10、及儀器1實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（NMEL-13、NMEL-14）3交流電壓表、電流表4旋轉(zhuǎn)指示燈及開關(guān)板（NMEL-05）。5三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M04。五實(shí)驗(yàn)方法及步驟1三相籠型異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。首先按圖2-1接線，電機(jī)繞組為接法。注意：電壓表要并聯(lián)，電流表要串聯(lián)，不要接錯(cuò)！圖2-1 異步電機(jī)直接啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線圖確定接好線之后，啟動(dòng)前，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)箱（NMEL-13）中“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，“轉(zhuǎn)速控制”、“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，檢查電機(jī)導(dǎo)軌和NMEL-13的連接是否良好。a先把三相交流電源調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，合上綠色“閉合”按鈕

11、開關(guān)。調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓達(dá)電機(jī)額定電壓220伏，使電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)。（電機(jī)起動(dòng)后，觀察NMEL-13中的轉(zhuǎn)速表，如出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)向不符合要求，則須切斷電源，調(diào)整次序，再重新起動(dòng)電機(jī)。）b斷開三相交流電源，待電動(dòng)機(jī)完全停止旋轉(zhuǎn)后，接通三相交流電源，使電機(jī)全壓起動(dòng)，觀察電機(jī)起動(dòng)瞬間電流值。問：能不能觀察得到電機(jī)啟動(dòng)瞬間電流值？思考為什么？c斷開三相交流電源，將調(diào)壓器退到零位。用起子插入測功機(jī)堵轉(zhuǎn)孔中，將測功機(jī)定轉(zhuǎn)子堵住，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，觀察電流表的讀數(shù)，使電機(jī)電流達(dá)23倍額定電流。注意實(shí)驗(yàn)時(shí)，通電時(shí)間不應(yīng)超過10秒，以免繞組過熱。2自耦變壓器降壓起動(dòng)按圖2-1接線。電機(jī)繞組為 接法，同直接啟動(dòng)的連接方式一

12、樣。先把調(diào)壓器退到零位，合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使輸出電壓達(dá)110伏，斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)后，再接通三相交流電源，使電機(jī)處于自耦變壓器降壓啟動(dòng)狀態(tài)（在110V啟動(dòng)），觀察電機(jī)啟動(dòng)瞬間的電流值。再將電壓調(diào)到150V，用同樣的方法測量電機(jī)在150V和190V啟動(dòng)時(shí)，觀察電機(jī)啟動(dòng)瞬間的電流值。將觀察到的數(shù)值填入下表2-1并按以下公式算出啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)電流。對應(yīng)于額定電壓的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST和起動(dòng)電流Ist按下式計(jì)算：式中Ik：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電流值，A； TK：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩值，N.m；式中UK：起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的電壓值，V； UN：電機(jī)額定電壓，V；表2-1測 量 值計(jì) 算 值UK（V）IK（A）T

13、K（N.m）Tst(N.m)Ist(A)110150190從上表的數(shù)據(jù)可以得出什么結(jié)論？思考為什么降壓后可以觀察到啟動(dòng)電流的值？3星形三角形（Y-）起動(dòng)圖2-2 異步電機(jī)星形-三角形啟動(dòng)按圖2-2接線，電壓表、電流表的選擇同前，開關(guān)S選用NMEL-05。注意三刀雙擲開關(guān)和電機(jī)的連接方式！將開關(guān)合向右邊接為Y接法，開關(guān)合向左邊接為接法。起動(dòng)前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開關(guān)合向右邊（Y）接法。合上電源開關(guān)，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出電壓升高至電機(jī)額定電壓UN=220V，斷開電源開關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，合上電源開關(guān)，觀察起動(dòng)瞬間的電流，然后把S合向左邊（接法），電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行，整個(gè)起

14、動(dòng)過程結(jié)束，觀察起動(dòng)瞬間電流表的顯示值以與其它起動(dòng)方法作定性比較。再分別測出輸出電壓升高至110V、150V和190V時(shí)，采用Y啟動(dòng)和啟動(dòng)的時(shí)的啟動(dòng)電流瞬時(shí)值，將觀察到的數(shù)據(jù)填入表2-2。表2-2啟動(dòng)電壓110V150V190V220VY啟動(dòng)啟動(dòng) 從上表可以得出什么結(jié)論？4. 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線測繪電機(jī)為三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)M04，接法。G為渦流測功機(jī)，與M04電機(jī)同軸安裝。起動(dòng)電機(jī)前，將三相調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底，并將NMEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”圖2-3 鼠龍式異步電機(jī)的M-S測繪接線圖選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，并將“轉(zhuǎn)矩控制”調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到底。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）

15、按下綠色“閉合”按鈕開關(guān)，調(diào)節(jié)交流電源輸出調(diào)節(jié)旋鈕，使電壓輸出為220V，起動(dòng)交流電機(jī)。觀察電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，是否符合要求。（2）順時(shí)針緩慢調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩控制”， 在空載轉(zhuǎn)速至200轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)，測取89組數(shù)據(jù)，其中在最大轉(zhuǎn)矩附近多測幾點(diǎn)，填入表2-3，并繪制n-T機(jī)械特性曲線圖。（注意：轉(zhuǎn)速低于200轉(zhuǎn)/分時(shí)，有可能造成電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定。）表2-3UN=220V接法序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)矩（n.M）00.20.40.60.81.01.21.41.5轉(zhuǎn)速（r/min）實(shí)驗(yàn)三 線繞式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和機(jī)械特性一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性。2熟悉并更好地理解三相線繞式異步電

16、動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。3測繪三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1 線繞式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)本身有哪些特性？2 線繞式異步電動(dòng)機(jī)有哪些啟動(dòng)方法？每種方法的各有什么特點(diǎn)？3 線繞式異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有哪些？4 線繞式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性n-T曲線測繪方法？三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1線繞式異步電動(dòng)機(jī)電樞繞組串入可變電阻器啟動(dòng)。 2繞線式異步電動(dòng)機(jī)電樞繞組串入可變電阻器調(diào)速。3線繞式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線繪制。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2電機(jī)導(dǎo)軌及測功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量（NMEL-13、NMEL-14）3交流電壓表、電流表4三相可調(diào)電阻器90（NMEL-04）。6電機(jī)起動(dòng)箱（NMEL-09）7繞線式異步

17、電動(dòng)機(jī)M09。五實(shí)驗(yàn)方法及步驟1繞線式異步電動(dòng)機(jī)電樞轉(zhuǎn)繞組串入可變電阻器起動(dòng)。圖3-1 繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線圖按圖3-1連接實(shí)驗(yàn)線路，電機(jī)定子繞組Y形接法。起動(dòng)電源前，把調(diào)壓器退至零位，起動(dòng)電阻調(diào)節(jié)為零。注意：試驗(yàn)時(shí)通電時(shí)間不應(yīng)超過20秒的以免繞組過熱。a 轉(zhuǎn)子串入的電阻由刷形開關(guān)來調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電阻采用NMEL-09的繞線電機(jī)起動(dòng)電阻（分0，2，5，15，五檔），首先將啟動(dòng)電阻調(diào)到0；b NMEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器到底，即轉(zhuǎn)矩調(diào)到最低；c合上交流電源，調(diào)節(jié)交流電源使電機(jī)起動(dòng)。注意電機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合要求。當(dāng)調(diào)節(jié)電壓

18、到180伏時(shí)，把電源斷開；加載到0.3N.m附近。d再把電源合上，觀察此時(shí)的瞬間啟動(dòng)電流值和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩值并填入表3-1。e用刷形開關(guān)切換起動(dòng)電阻，（注意：切換啟動(dòng)電阻時(shí)，要斷開電源切換電阻），按以上同樣的方法分別讀出起動(dòng)電阻為2、5、15的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst和起動(dòng)電流Ist，填入表3-1中。表3-1 U=180伏Rst（）02515Tst（N.m）Ist（A）2繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞組串入可變電阻器調(diào)速。實(shí)驗(yàn)線路同前。NMEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針到底。NMEL-09“繞線電機(jī)起動(dòng)電阻”調(diào)節(jié)到零。a合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓至UN=22

19、0伏，使電機(jī)空載起動(dòng)。b調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器調(diào)節(jié)旋鈕，使電動(dòng)機(jī)輸出功率接近額定功率并保持輸出轉(zhuǎn)矩T2不變，此時(shí)保持輸出轉(zhuǎn)矩值為額定轉(zhuǎn)矩值0.7 N.m不變，改變轉(zhuǎn)子附加電阻，分別測出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，記錄于表3-2中。表3-2 U=220伏 T2=0.7 N.mRst（）02515n（r/min）3繞線式異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線測繪電機(jī)采用三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)M09，Y接法。按圖3-2接法，電壓表和電流表的選擇同前，轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻采用NMEL-04中2只90電阻相并聯(lián)。NMEL-13的開關(guān)和旋鈕的設(shè)置同前，調(diào)壓器退至零位。圖3-2 繞線式異步電機(jī)的M-S測繪接線圖（1）繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到零（

20、三只旋鈕順時(shí)針到底），順時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使電壓升至180V，電機(jī)開始起動(dòng)至空載轉(zhuǎn)速。扳向“轉(zhuǎn)速控制”，將“轉(zhuǎn)速控制”順時(shí)針到底，再逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”旋鈕，M09的負(fù)載隨之增加，電機(jī)轉(zhuǎn)速開始下降，繼續(xù)逆時(shí)針調(diào)節(jié)該旋鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降至1000轉(zhuǎn)/分左右。在空載轉(zhuǎn)速至1000轉(zhuǎn)/分范圍時(shí)，讀取89組繞線電機(jī)轉(zhuǎn)矩T、轉(zhuǎn)速n記錄于表3-3，并繪制出對應(yīng)各轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻時(shí)的n-T機(jī)械特性曲線。表3-3U=180VY接法RS=0序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)矩（N.M）（2）繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到2（須斷開電源，用萬用表測量，三相需對稱），重復(fù)以上步驟，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。表3-4U=18

21、0VY接法RS=2序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)矩（N.M）（3）繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子調(diào)節(jié)電阻調(diào)到5（須斷開電源，用萬用表測量，三相需對稱），重復(fù)以上步驟，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。表3-5U=180VY接法RS=5序 號(hào)123456789轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)矩（N.M）實(shí)驗(yàn)四 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理及工作情況。2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)基本特性的測定。注意：因?yàn)殡姍C(jī)要高速旋轉(zhuǎn)，所以開機(jī)前先檢查聯(lián)軸器是否聯(lián)接可靠，電機(jī)是否固定可靠，導(dǎo)線是否可能與電機(jī)軸出現(xiàn)纏繞現(xiàn)象。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理是什么？2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)三相三拍和三相六拍的通電順序是什么，它們的步距角有何區(qū)別？三

22、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2電機(jī)導(dǎo)軌及測速表3步機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源（NMEL-10）4步進(jìn)電機(jī)M10 三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1單步運(yùn)行狀態(tài)2角位移和脈沖數(shù)的關(guān)系3電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖頻率的關(guān)系4電機(jī)脈沖頻率偏低及偏高時(shí)，電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)四實(shí)驗(yàn)方法及步驟1接線按圖4-1所示接線，注意線不可接錯(cuò)，且接線時(shí)需斷開控制電源。接好線后，請實(shí)驗(yàn)教師檢查后方可通電。圖4-1 步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線圖2單步運(yùn)行狀態(tài)接通電源，按下“單步”鍵開關(guān)，“復(fù)位”按鈕，“清零”按鈕。每按一次“單步”按鈕，步進(jìn)電機(jī)將走一步距角，繞組相應(yīng)的發(fā)光管發(fā)亮，不斷按下“單步”按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)子也不斷作步進(jìn)運(yùn)行。分別進(jìn)行電機(jī)在正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、三拍、六拍的不同工作狀

23、態(tài)下，各相繞組的通電順序及步距角，填入表4-1中。表4-1運(yùn)行狀態(tài)步距角第一步通電相第二步通電相第三步通電相第四步通電相第五步通電相第六步通電相第七步通電相正轉(zhuǎn)三拍六拍反轉(zhuǎn)三拍六拍問：正轉(zhuǎn)三拍，六拍及反轉(zhuǎn)三拍，六拍的各相的通電順序是什么？三拍與六拍的步距角各為多少？3. 角位移和脈沖數(shù)的關(guān)系按下“置數(shù)”鍵開關(guān)，給拔碼開關(guān)預(yù)置步數(shù)，分別按下“復(fù)位”、“清零”按鈕（注意：操作以上步驟須將控制板上的“啟動(dòng)/停止”開關(guān)置于“停止”的位置，讓電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)），記錄電機(jī)所處位置。按下“啟動(dòng)/停止”開關(guān)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，觀察并記錄電機(jī)偏轉(zhuǎn)角度，填入表4-2中。重復(fù)觀察并記錄電機(jī)偏轉(zhuǎn)角度，并利用公式計(jì)算電機(jī)偏轉(zhuǎn)角

24、度與實(shí)際值是否一致。表4-2序 號(hào)預(yù)置步數(shù)狀態(tài)實(shí)際轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)角度理論電機(jī)偏轉(zhuǎn)角度160正轉(zhuǎn)/三拍2正轉(zhuǎn)/六拍3反轉(zhuǎn)/三拍4反轉(zhuǎn)/六拍5120正轉(zhuǎn)/三拍6正轉(zhuǎn)/六拍7反轉(zhuǎn)/三拍8反轉(zhuǎn)/六拍進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，若電機(jī)處于失步狀態(tài)，則數(shù)據(jù)無法讀出，須調(diào)節(jié)“調(diào)頻”電位器，尋找合適的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度（可觀察電機(jī)是否能正常實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)），使電機(jī)處于正常工作狀態(tài)。建議，頻率可選300HZ左右。問：電機(jī)處于三拍和六拍狀態(tài)時(shí)，控制電機(jī)的頻率不變時(shí)，經(jīng)過同樣的步數(shù)，理論上電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度關(guān)系如何？電機(jī)的轉(zhuǎn)速如何變化？4平均轉(zhuǎn)速和脈沖頻率的關(guān)系將控制面板的“連續(xù)”鍵按下，使其進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，改變“調(diào)頻”旋鈕，測量頻率f（由頻率

25、計(jì)讀出）與對應(yīng)的轉(zhuǎn)速n，填入下表中。表4-3序 號(hào)f（Hz）n(r/min)1300三拍六拍2400三拍六拍3500三拍六拍4600三拍六拍5700三拍六拍5 觀察脈沖頻率很低及很高時(shí)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，其聲音有何變化？（注：為了保護(hù)電機(jī)，最高轉(zhuǎn)速不能超過1500轉(zhuǎn)）實(shí)驗(yàn)五 交流伺服電機(jī)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握交流伺服電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性2 掌握幅值控制時(shí)的電機(jī)調(diào)速特性二預(yù)習(xí)要點(diǎn)1二相交流伺服電機(jī)的工作原理是什么？為什么三相調(diào)壓器輸出的線電壓Uuw與相電壓Uvn在相位上相差90？2交流伺服電機(jī)的特點(diǎn)是什么？。4交流伺服電動(dòng)機(jī)有幾種控制方式？哪種方法最常用？三實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2電機(jī)導(dǎo)軌及測功

26、機(jī)、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量（NMEL-13）3交流伺服電機(jī)M134三相可調(diào)電阻900（NMEL-03）5交流伺服電機(jī)電源（NMEL-21）6電源控制屏（MEL-002）四實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1通過改變控制繞組的極性改變交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。2 測定交流伺服電動(dòng)機(jī)控制電壓為0.8UN時(shí)的機(jī)械特性。3 測定交流伺服電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的控制電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系4 測定交流伺服電機(jī)加載運(yùn)行時(shí)的控制電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系五實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)線路見下圖5-1所示。圖5-1 交流伺服電機(jī)幅值控制接線圖圖中，交流伺服電機(jī)采用M13，額定功率PN=25W, 額定控制電壓UN=220V，額定激磁電壓UN=220V，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩M=0.3Nm，空載轉(zhuǎn)速=27

27、00 r/min。三相調(diào)壓器輸出的線電壓Uuw（NMEL05）接交流伺服電機(jī)的控制繞組。G為測功機(jī)，通過航空插座與NMEL13相連。六 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 1 按圖中的接線圖接線，先將交流電壓表并聯(lián)到勵(lì)磁繞組的兩端，并通過調(diào)整旋鈕，調(diào)整圖中A3觸點(diǎn)的位置，使勵(lì)磁繞組上的電壓為220V，并且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中保持不變。 2 將交流電壓表并聯(lián)到控制繞組上，以觀察控制繞組上的電壓值，將此電壓值調(diào)整到220V。（注意，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中控制繞組上的電壓不能超過額定值220V） 3 將轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速顯示儀表調(diào)零。 4 將NMEL-13板上的“轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩”控制轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“轉(zhuǎn)矩控制”。將“突加負(fù)載/突減負(fù)載”控制轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“突加負(fù)載”，將“轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)”旋鈕，逆時(shí)針擰到頭，也就是說，電機(jī)上加的負(fù)載為零。七 實(shí)驗(yàn)過程1通過改變控制繞組的極性，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速 將控制繞組上的兩個(gè)接線端對調(diào)，在轉(zhuǎn)速表上觀察轉(zhuǎn)速的變化，將現(xiàn)象寫到