控制电机实验指导书.doc

控制电机实验 实验一 步进电动机实验 一．实验目的 1.加深了解步进电动机的驱动电源和电机的工作情况。 2.步进电动机基本特性的测定。 二．预习要点 1.了解步进电动机的驱动电源和工作情况 2. 步进电动机有基本特性？怎样测定？ 三．实验项目 1．单步运行状态 2．角位移和脉冲数的关系 3．空载实跳频率的测定 4．空载最高连续工作频率的测定 5．转子振荡状态的观察 6．定子绕组中电流和频率的关系 7．平均转速和脉冲频率的关系 8．矩频特性的测定及最大静力矩特性的测定 四．实验设备及仪器 1．MEL系列电机教学实验台主控制屏 2．电机导轨及测功机（MEL-B、MEL-14） 3．步机电机驱动电源（MEL-10） 4．步进电机M10 5．双踪示波器 6．直流电流表（MEL-06或含在主控制屏） 五．实验方法及步骤 1．驱动波形观察 a．合上控制电源船形开关，分别按下“连续”控制开关和“正转/反转”、“三拍/六拍”，“启动/停止”开关，使电机处于三拍正转连续运行状态。 b．用示波器观察电脉冲信号输出波形（CP波形），改变“调频”电位器旋钮，频率变化范围应不小于5HZ~1KHZ，可从频率计上读出此频率。 c．用示波器观察环形分配器输出的三相A、B、C波形之间的相序及其与CP脉冲波形之间的关系。 d．改变电机运行方式，使电机处于正转、六拍运行状态，重复C的实验。（注意，每次改变电机运行，均需先弹出“启动/停止”开关，再按下“复位”按钮，再重新起动。） e．再次改变电机运行方式，使电机处于反转状态，重复C的实验。 2．步进电机特性的测定和动态观察。 按图6-1接线，注意接线不可接错，测功机和步进电机脱开，且接线时需断开控制电源。 a．单步运行状态 接通电源，按下述步骤操作：按下“单步”琴键开关，“复位”按钮，“清零”按钮，最后按下“单步”按钮。 每按一次“单步”按钮，步进电机将走一步距角，绕组相应的发光管发亮，不断按下“单步”按钮，电机转子也不断作步进运行，改变电机转向，电机作反向步进运动。 b．角位移和脉冲数的关系 按下“置数”琴键开关，给拔码开关预置步数，分别按下“复位”、“清零”按钮（操作以上步骤须让电机处于停止状态），记录电机所处位置。 按下“启动/停止”开关，电机运转，观察并记录电机偏转角度，填入表6-1。 再重新预置步数，重复观察并记录电机偏转角度，填入表6-1，并利用公式计算电机偏转角度与实际值是否一致。 表6-1 序 号 预置步数 实际转子偏转角度 理论电机偏转角度 1 2 进行上述实验时，若电机处于失步状态，则数据无法读出，须调节“调频”电位器，寻找合适的电机运转速度，使电机处于正常工作状态。 c．空载突跳频率的测定 电机处于连续运行状态，按下“启动/停止”开关，调节“调频”电位器旋钮使频率逐渐提高。 弹出“启动/停止”开关，电机停转，再重新起动电机，观察电机能否运行正常，如正常，则继续提高频率，直至电机不失步启动的最高频率，则该频率为步进电机的空载突跳频率，记为 HZ。 d．空载最高连续工作频率的测定。 步进电机空载连续运转后，缓慢调节“调频”电位器旋钮，使电机转速升高，仔细观察电机是否不失步，如不失步，则继续缓慢提高频率，直至电机停转，则该频率为步进电机最高连续工作频率，记为为 HZ。 e．转子振荡状态的观察。 步进电机脉冲频率从最低开始逐步上升，观察电机的运行情况，有无出现电机声音异常或电机转子来回偏转，即出现步进电机的振荡状态。 f．定子绕组中电流和频率的关系。 电机在空载状态下连续运行，用示波器观察取样电阻R波形，即为控制绕组电流波形，改变频率，观察波形的变化。 在停机条件下，将测功机和步进电机同轴联接，起动步进电机，并调节MEL-13的“转矩设定”电位器，观察定子绕组电流波形。 g．平均转速和脉冲频率的关系 电机处于连续运行状态，改变“调频”旋钮，测量频率f（由频率计读出）与对应的转速n，则n=f(f)，填入表6-2中。 表6-2 序 号 f（HZ） n(r/min) 1 2 3 4 5 h．矩频特性的测定。 电机处于连续空载运行状态，缓慢顺时针调节“转矩设定”旋钮，对电机逐渐增大负载，直至电机失步，读出此时的转矩值。 改变频率，重复上述过程得到一组与频率f对应的转矩T值，即为步进电机的矩频特性T=f(f)，记录于表6-3中。 表6-3 序 号 f（HZ） T（N.m） 1 2 3 4 5 i．静力矩特性T=f（I） 断开电源，将直流安培表（5A量程档）串入控制绕组回路中，将“单步”控制琴键开关和“三拍/六拍”开关按下，用起子将测功机堵住。 合上