直流伺服电机实验报告.doc

直流电机的特性测试 一、实验要求 在实验台上测试直流电机机械特性、工作特性、调速特性（空载）和动态特性，其中测试机械特性时分别测试电压、电流、转速和扭矩四个参数，根据测试结果拟合转速—转矩特性（机械特性），并以X轴为电流，拟合电流—电压特性、电流—转速特性、电流—转矩特性，绘制电机输入功率、输出功率和效率曲线，即绘制电机综合特性曲线。然后在空载情况下测试电机的调速特性，即最低稳定转速和额定电压下的最高转速，即调速特性；最后测试不同负载和不同转速阶跃下电机的动态特性。 二、实验原理图 三、实验操作步骤 1、测量直流电机的机械特性和动态特性 = 1 \* GB3 ① 首先将负载旋钮逆时针拧至最小，然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压和电枢电流信号引出，分别接至计算机的采集数据端口上，打开计算机中的测试软件，进入测试界面，设定每个通道的测量范围。 = 2 \* GB3 ② 系统上电。 = 3 \* GB3 ③ 用计算机给定电机的电枢电压信号，逐渐增加负载（顺时针转动负载旋钮），选择记录下此过程中的20组数据，每组数据包括测量电枢电压、测量电枢电流、电机转速和电磁转矩值。 = 4 \* GB3 ④计算机停止给定电机的电枢电压信号，系统电源关闭。 2、测量直流电机的调速特性 本实验要求测量的是空载下的调速特性，测量额定电压下的最高转速和最低稳定转速。步骤如下： = 1 \* GB3 ① 首先将负载旋钮逆时针拧至最小，然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压信号引出，接至计算机的采集数据端口上，打开计算机中的测试软件，进入测试界面，设定通道的测量范围。 = 2 \* GB3 ② 利用式（1-7）计算电机额定电压（3V）对应的测量电压值，为5.16V。 电机实际电压=（前面板测量电压-0.76）*2.75-0.1 = 3 \* GB3 ③ 系统上电。 = 4 \* GB3 ④ 不断改变计算机输出的电机电压信号，直至测量电压信号的值为5.16V。记录下此时的转速值，即为额定电压下的最高稳定转速。 = 5 \* GB3 ⑤ 不断减小计算机输出地电机电压信号，观察转速逐渐减小和稳定的情况，记录下最低稳定转速值。 = 6 \* GB3 ⑥ 计算机停止给定电机的电枢电压信号，系统电源关闭。 3、测量直流电机的动态特性 按照测量在不同负载和不同输入电枢电压（阶跃信号）下电机的动态特性的要求，本实验测量了在计算机给定电压信号（阶跃信号）为5V时，3个不同负载大小下电机的动态特性。 = 1 \* GB3 ① 首先将负载旋钮逆时针拧至最小，然后将实验设备面板上的电机转速信号引出，接至计算机的采集数据端口上，打开计算机中的测试软件，进入测试界面，设定通道的测量范围。 = 2 \* GB3 ② 系统上电。 = 3 \* GB3 ③将负载旋钮旋至最小后，将计算机给定电压信号（阶跃信号）设为5V，记录在3个不同负载下，电机转速的动态响应曲线。 = 4 \* GB3 ④计算机停止给定电机的电枢电压信号，系统电源关闭。 四、实验测试结果及数据处理 1、直流电机的机械特性和动态特性 根据上述操作步骤，测量得到的20组数据如表1所示： 序号 电磁转矩T（N·m） 转速n（r/min） 测量电压（V） 测量电流I(A) 1 0.4 106 4.85 0.55 2 0.6 103 4.85 0.62 3 0.7 99 4.85 0.6 4 0.9 95 4.84 0.75 5 0.9 94 4.85 0.86 6 1 90 4.84 0.84 7 1.1 88 4.84 0.97 8 1.2 83 4.83 0.94 9 1.3 82 4.83 1.03 10 1.3 80 4.84 1.05 11 1.5 77 4.83 1.17 12 1.5 75 4.83 1.05 13 1.7 72 4.82 1.22 14 2 63 4.82 1.4 15 2.1 60 4.82 1.44 16 2.2 60 4.82 1.52 17 2.3 55 4.8 1.54 18 2.6 47 4.81 1.8 19 2.8 43 4.81 1.89 20 3.1 33 4.81 2.05 表1 测量数据 根据前面板测量值与电机实际值的换算公式： 电机实际电压=（前面板测量电压-0.76）*2.75-0.1 电机实际电流=（前面板测量电流-0.032）*2 计算电机的实际电枢电压和电枢电流值，如表2所示： 序号 电磁转矩T（N·m） 转速n（r/min） 实际电压U(V) 实际电流I(A) 1 0.4 106 11.175 1.036 2 0.6 103 11.175 1.176 3 0.7 99 11.175 1.136 4 0.9 95 1