直流伺服电机实验报告材料.doc

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1、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

2、械特性和动态特性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围。②系统上电。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

3、低稳定转速。步骤如下：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，设定通道的测量围。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）*2.75-0.1③系统上电。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

4、况，记录下最低稳定转速值。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，设定通道的测量围。②系统上电。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

5、，电机转速的动态响应曲线。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)10.41064.850.5520.61034.850.6230.7994.850.640.9954.840.7550.9944.850.8661904.840.8471.1884.840.9781.2834.830.9491.3824.831.03101.

6、3804.841.05111.5774.831.17121.5754.831.05131.7724.821.22142634.821.4152.1604.821.44162.2604.821.52172.3554.81.54182.6474.811.8192.8434.811.89203.1334.812.05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

7、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)10.410611.1751.03620.610311.1751.17630.79911.1751.13640.99511.14751.43650.99411.1751.656619011.14751.61671.18811.14751.87681.28311.121.81691.38211.121.996101.38011.14752.036111.57711.122.276121.57511.122.036131.77211.0

8、9252.3761426311.09252.736152.16011.09252.816162.26011.09252.976172.35511.03753.016182.64711.0653.536192.84311.0653.716203.13311.0654.036表2实际数据根据实验原理和上述数据，利用matlab工具，选用最小二乘法中的多项式拟合方法拟合电机的机械特性曲线、电