机电一体化实验指导书2018.doc

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1、实验一步进电机实验一．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、空载最高连续工作频率的测定4、平均转速和脉冲频率的关系5、矩频特性的测定及最大静力矩特性的测定四.实验线路及操作步骤1、实验设备序号型号名称数量1D54(BSZ-1)步进电机控制箱1台2BSZ-1步进电机实验装置1台3D41三相可调电阻器1件4D31

2、直流电压、毫安、安培表1件5双踪示波器1台2、屏上挂件排列顺序D54、D31、D413、基本实验电路的外部接线13图1步进电机实验接线图4、步进电机组件的使用说明及实验操作步骤（1）单步运行状态接通电源，将控制系统设置于单步运行状态，或复位后，按执行键，步进电机走一步距角，绕组相应的发光管发亮，再不断按执行键，步进电机转子也不断作步进运动。改变电机转向，电机作反向步进运动。（2）角位移和脉冲数的关系控制系统接通电源，设置好预置步数，按执行键，电机运转，观察并记录电机偏转角度，再重设置另一置数值，按

3、执行键，观察并记录电机偏转角度于表1、表2中，并利用公式计算电机偏转角度与实际值是否一致。表1步数=步序号实际电机偏转角度理论电机偏转角度表2步数=步序号实际电机偏转角度理论电机偏转角度13（1）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速度调节旋钮使频率提高，仔细观察电机是否不失步，如不失步，则再缓慢提高频率，直至电机能连续运转的最高频率，则该频率为步进电机空载最高连续工作频率。记为Hz。（2）平均转速和脉冲频率的关系接通电源，将控制系统设置于连续运行状态，再按执行键，电机连续运转

4、，改变速度调节旋钮，测量频率f与对应的转速n，即n=f（f）。记录5-6组于表4中。表4序号f（Hz）n(r/min)五、实验报告经过上述实验后，须对照实验内容写出数据总结并对电机试验加以小结。(1)单步运行状态：步矩角(2)角位移和脉冲数（步数）关系(3)空载最高连续工作频率(4)平均转速和脉冲频率的特性n=f（f）六、思考题1、影响步进电机步距的因素有哪些？对实验用步进电机，采用何种方法步距最小？2、平均转速和脉冲频率的关系怎样？为什么特别强调是平均转速？七、注意事项步进电机驱动系统中控制信号

5、部分电源和功放部分电源是不同的,绝不能将电机绕组接至控制信号部分的端子上,或将控制信号部分端子和电机绕组部分端子以任何形式连接。13实验二直流伺服电动机一、实验目的掌握直流伺服电动机的机械特性和调节特性的测量方法。二、预习要点1、分析掌握直流伺服电动机的运行原理。2、如何测量直流伺服电动机的机电时间常数，并求传递函数。三、实验项目1、测直流伺服电动机的机械特性T=f（n）。2、测直流伺服电动机的调节特性n=f（Ua）。四、实验方法1、实验设备序号型号名称数量备注1DD03导轨、测速发电机及转速表1

6、件2DJ15直流并励电动机(也可用DJ25)1件作直流伺服电动机3DJ23校正直流测功机1件4D31直流电压、毫安、安培表2件5D41三相可调电阻器1件6D44可调电阻器、电容器1件7D42三相可调电阻器1件8D51波形测试及开关板1件9记忆示波器1件另购2、屏上挂件排列顺序D31、D42、D51、D31、D44、D413、用伏安法测直流伺服电动机电枢的直流电阻图7-5测电枢绕组直流电阻接线图(1)按图7-5接线，电阻R用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值，A表选用D31量程选用5A

7、档，开关S选用D51。13(2)经检查无误后接通电枢电源，并调至220V，合上开关S，调节R使电枢电流达到0.2A，迅速测取电机电枢两端电压U和电流I，再将电机轴分别旋转三分之一周和三分之二周。同样测取U、I，记录于表7-14中，取三次的平均值作为实际冷态电阻。表7-14序号U（V）I（A）Ra（Ω）Raref（Ω）(3)计算基准工作温度时的电枢电阻由实验直接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。式中：Raref——换算到基准工作温度

8、时电枢绕组电阻，（Ω）Ra——电枢绕组的实际冷态电阻，（Ω）θref——基准工作温度，对于E级绝缘为75℃θa——实际冷态时电枢绕组温度，（℃）1、测取直流伺服电动机的机械特性图7-6直流伺服电动机接线图（1）按图7-6接线，图中Rf1选用D44上1800Ω阻值，Rf2选用D42上1800Ω阻值，R1选用D41上6只90Ω串联共540Ω阻值，R2选用D44上180Ω阻值采用分压器接法，RL选用D42上1800Ω加上900Ω并联900Ω共2250Ω阻值，开关S1选用D51，S2选用D