机电传动控制实验报告
实验报告
实验一三相异步电动机点动控制和自锁控制实验二三相异步电机联锁正反转控制
实验三变频器报警与保护功能
实验四多段速度选择变频调速
实验五外部端子点动控制
实验六外部模拟量（电压/电流）变频调速实验七时间继电器控制回路
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实验一三相异步电动机点动控制和自锁控制
一、实验目的
1. 通过对三相异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。
2.通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点
二、实验原理
1. 继电─接触控制在各类生产机械中获得广泛地应用，凡是需要进行前后、左右、进退等运动的生产机械，均采用传统的典型的正、反转继电─接触控制。
交流电动机继电─接触控制电路的主要设备是交流接触器，其主要构造为：
(1) 电磁系统─铁心、吸引线圈和短路环。
(2) 触头系统─主触头和辅助触头，还可按吸引线圈得电前后触头的动作状态，分动合（常开）、动断（常闭）两类。
(3) 消弧系统─在切断大电流的触头上装有灭弧罩，以迅速切断电弧。
(4) 接线端子，反作用弹簧等。
2. 在控制回路中常采用接触器的辅助触头来实现自锁和互锁控制。要求接触器线圈得电后能自动保持动作后的状态，这就是自锁，通常用接触器自身的动合触头与起动按钮相并联来实现，以达到电动机的长期运行，这一动合触头称为“自锁触头”。使两个电器不能同时得电动作的控制，称为互锁控制，如为了避免正、反转两个接触器同时得电而造成三相电源短路事故，必须增设互锁控制环节。为操作的方便，也为防止因接触器主触头长期大电流的烧蚀而偶发触头粘连后造成的三相电源短路事故，通常在具有正、反转控制的线路中采用既有接触器的动断辅助触头的电气互锁，又有复合按钮机械互锁的双重互锁的控制环节。
3. 控制按钮通常用以短时通、断小电流的控制回路，以实现近、远距离控制电动机等执行部件的起、停或正、反转控制。按钮是专供人工操作使用。对于复合按钮，其触点的动作规律是：当按下时，其动断触头先断，动合触头后合；当松手时，则动合触头先断，动断触头后合。
4. 在电动机运行过程中，应对可能出现的故障进行保护。
采用熔断器作短路保护，当电动机或电器发生短路时，及时熔断熔体，达到保护线路、保护电源的目的。熔体熔断时间与流过的电流关系称为熔断器的保护特性，这是选择熔体的主要依据。
三、实验设备
三相交流电源、三相鼠笼式异步电动机1台、实验器件台一个、按钮若干、若干导线、电笔一支、螺丝刀二把
四、实验内容及步骤
认识各电器的结构、图形符号、接线方法；
电动机及各电器铭牌数据；检查各电器线圈、触头是否完好。
鼠笼机接成△接法；实验线路电源端接三相电源的U、V、W端。
1. 点动控制
按右图点动控制线路进行安装接线，接线时，先
接主电路，即从三相交流电源的输出端U、V、W开始，经接
触器KM的主触头到电动机M的三个线端A、B、C，用导线
按顺序串联起来。主电路连接完整无误后，再连接控制电
路，即从三相交流电源某输出端(如V)开始，经过常开按钮SB1、接触器KM的线圈到三相交流电源的接地端。显然这是对接触器KM线圈供电的电路。
开启控制屏电源总开关，按起动按钮SB1，对电动机M
进行点动操作。比较按下SB1与松开SB1电动机和接触
器的运行情况。
实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路的三相交
流电源。
2. 自锁控制电路
按右图所示自锁线路进行接线，它与上图
的不同点在于控制电路中多串联一只常闭按钮SB2，
同时在SB1上并联1只接触器KM的常开触头，它起自
锁作用。
（1）按控制屏启动按钮，接通三相交流电源。
（2）按起动按钮SB1，松手后观察电动机M是否继续运转。
（3）按停止按钮SB2，松手后观察电动机M是否停止运转。
（4）按控制屏停止按钮，切断实验线路三相电源，拆除控制回路中自锁触头KM，再接通三相电源，启动电动机，观察电动机及接触器的运转情况。从而验证自锁触头的作用。实验完毕，按控制屏停止按钮，切断实验线路的三相交流电源。
五、实验注意事项
1. 接线时合理安排挂箱位置，接线要求牢靠、整齐、清楚、安全可靠。
2. 操作时要胆大、心细、谨慎，不许用手触及各电器元件的导电部分及电动机的转动部分，以免触电及意外损伤。
3. 通电观察继电器动作情况时,要注意安全,防止碰触带电部位。
六、实验结果
通过实验实现了三相异步电动机点动控制和自锁控制，充分了解了电动机的点动控制和自锁控制的原理
实验二三相异步电机联锁正反转控制
一、实验目的
1. 通过对三相鼠笼式异步电动机连锁正反转控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。
2. 加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。
3. 学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。
二、实验原理
在鼠笼电机正反转控制线路中，通过相序的更换来改变电动机的旋转方向。本实训给出两种不同的正、反转控制线路，具有如下特点：
1.电气互锁
为了避免接触器KM1（正转）、KM2（反转）同时得电吸合造成三相电源短路，在KM1（KM2）线圈支路中串接有KM1（KM2）动断触头，它们保证了线路工作时KM1、KM2不会同时得电（如图6-24-1），以达到电气互锁目的。
三、实验设备
三相交流电源、三相鼠笼式异步电动机1台、实验器件台一个、按钮若干、若干导线、电笔一支、螺丝刀二把
四、实验内容及步骤
认识各电器的结构、图形符号、接线方法；抄录电动机及各电器铭牌数据；并检查各电器线圈、触头是否完好。鼠笼电机接成Δ接法。
接触器联锁的正反转控制线路
在做实验时一定要注意：
1）此电机是正——停——反控制的控制。
2）在按下停止按钮后，一定要等电机完全停稳后才能按另外的按钮。
操作如下
(1) 开启控制屏电源总开关，打开电源。
(2) 按正向起动按钮SB1，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(3) 按反向起动按钮SB2，观察并记录电动机和接触器的运行情况。
(4) 按停止按钮SB3，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(5) 再按SB2，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(6) 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源。
五、实验出现问题及原因
1. 接通电源后，按起动按钮(SB1或SB2)，接触器吸合，但电动机不转且发出“嗡嗡”声响；或者虽能起动，但转速很慢。这种故障大多是主回路一相断线或电源缺相。
2. 接通电源后，按起动按钮(SB1或SB2), 若接触器通断频繁，且发出连续的劈啪声或吸合不牢，发出颤动声，此类故障原因可能是：
(1) 线路接错，将接触器线圈与自身的动断触头串在一条回路上了。
(2) 自锁触头接触不良，时通时断。
(3) 接触器铁心上的短路环脱落或断裂。
(4) 电源电压过低或与接触器线圈电压等级不匹配。
六、实验结果
成功实现了三相异步电机联锁正反转控制，使我充分了解到三相异步电机联锁正反转控制的原理。
实验三变频器报警与保护功能
一、实验目的
1.了解变频器过载，电机过流报警的参数设置方法，学习怎么用变频器对电机进行热保护。
2.观察变频器过载时的现象。
二、控制要求
启动变频器内对电机过载时的电子热保护功能，当变频器检测到电机因过流产生热量，有可能会对电机造成损坏时，切断电源，达到保护负载的功能。三、实验内容
设置变频器的电流过载保护功能。
1.参数设置
P79=0 P9=0.1 P161=1
2.连接线路图
四、实验步骤
1.按照实验线路连接变频器与电机。
2.给变频器供电，按PU键，设定参数．连接实验线路，电机为星形连接方式。将电机X、Y、Z短接，A、B、C接到变频器的U、V、W输出端。按下FWD/REV 运行变频器。按SET键切换变频器显示区，使变频器显示输出电流，旋转M 旋钮调节频率，输出电流将增大。
3.实验现象的观察：
先将变频器的旋钮旋到最小，使变频器输出电流接近0A，慢慢调节M旋钮，使输出电流增大，在达到0.1A ，观察实验现象及电机的运行情况，以及变频器的报警现象，更改P9为不同的参数，重复原来的操作，观察现象（电机空载情况下，在电流达不到0.1A时，变频器不报警）。
4.电子过电流的保护功能在变频器的电源复位及复位信号的输入后恢复到初始状态，所以尽量避免不必要的复位或电源切断。
5.连接多台电机时电子过电流保护功能无效。
五、保护功能的复位
变频器复位，复位时，电子过电流保护内部计算值和再试次数被清零。
方法1：用操作面板，按STOP/RESET键复位变频器。
方法2：重新断电一次，在合闸。
方法3：接通复位信号RES 0.1秒以上。维持RES信号ON时，显示“Err”闪烁。
变频器故障较严重时，请参考使用手册异常显示一览表。
实验四多段速度选择变频调速
一、实验目的
掌握变频器外部控制端子的功能，以及外部运行模式下变频器的操作方法。二、实验要求
变频器的输出最高频率不要超过电机的额定频率，电机为星形连接。通过外部接线端子的控制可以运行在不同的速度上。
通过RH、RM、RL 、REX 的不同组合，进行16段速度调速选择。通过改变不同的参数，可以自由设定，每一段速度。
三、实验内容
1．参数设置
P79=3 P178=60 P179=61 P180=0
P181=1 P182=2 P187=8 P189=8
2.连接线路图
四、实验步骤
1．连接实验线路，电机为星形连接。
2．切换各个钮子开关的通断，观察变频器的输出频率
3．实验现象有误时，请对变频器复位后，重新上述操作。
五、实验结果
同过设定不同的参数，观察输出频率的变化。也可通过设定参数，设定7段速调速等实训。
通过此表格，填写所观察到的频率。
RL RM RH RES 频率RL
1 0 0 0 11
0 1 0 0 49
0 0 1 0 21
0 0 0 1 23
0 0 1 1 39
0 1 0 1 36
0 1 1 0 19
0 1 1 1 44
1 0 0 1 30
1 0 1 0 15
1 0 1 1 41
1 1 0 0 10
1 1 0 1 35
1 1 1 0 19
1 1 1 1 45
实验五外部端子点动控制
一、实验目的
掌握变频器外部控制端子的功能，以及外部运行模式下变频器的操作方法。
二、实验要求
变频器的输出最高频率不要超过电机的额定频率，电机为星形连接。通过外部接线端子的控制可以进行点动。
能够设定点动运行用的频率和加减速时间。能够进行运输机械的位置调整和试运行等。
三、实验内容
1．参数设置
参数号名称初始
值
设定范围内容PR.15 点动频率5HZ 0～400 设定点动时的频率
PR.16 点动加减速时
间0.5S 0～3600/360S* 设定点动运行时的加减速时
间，加减速时间不能分别设
定。
Pr79=2
需变更运行时，请变更Pr.15点动频率。（初始值“5Hz”）
需变更加减速时，请变更Pr.16点动加减速时间。（初始值“0.5S”）
2.实验连接线路
四、实验步骤
1．连接实验线路，电机为星形连接。
2.参数设置步骤
（1）按接线图正确将线连好后，合上电源，准备设置变频器各参数。（2）按下MODE 按键。
（3）旋转M旋钮，找到Pr.CL参数，按下SET按键。
（4）拨动设定用按钮，把当前值增加到1，按下SET按键完成设定值。（5）重复（3）、（4）的步骤设置Pr79=2、Pr15=30、Pr16=5
如果遇到不能清除参数的情况，请将Pr79=3、Pr77=2设到变频器内。
3．点动信号ON时通过启动信号（STF，STR）启动，停止。
请确定接通电源时处于外部运行模式。端子JOG-SD置为ON。
五、实验结果
以PU做为点动运行模式，仅在按下启动按钮时运行。观察实验现象。
改变点动的频率，以及点动加减速的参数，观察实验现象。
实验六外部模拟量（电压/电流）变频调速
1．外部模拟量电压变频调速
一、实验目的
通过改变变频器外部模拟量电压输入值来改变变频器的运行频率。
二、实验要求
变频器的输出最高频率不要超过电机的额定运转频率。1K的可调电位器在电路没接通之前，应旋到阻值最大。通过改变可调电位器的来改阻值变变频器的输出频率，电机的转速随电压的升高而加快。运用电压表对电压输入进行监视。
三、实验内容
1.运行模拟量电压输入方式调速。
2.实验连接线路
3.参数设置
P79=4 P1=50
四、实验步骤
1．连接实验线路，电机为星形连接，将电机X、Y、Z短接，A、B、C接到变频器的U、V、W输出端。
2．将频率设定单元的1K的可调电位器旋到中间，直流电压表选择20V档位。
3．接通电源设置变频器参数。
4．按“REV”正转指令启动变频器，REV指示灯闪烁。
5．调节可调电位器的阻值，加速调节，电位器慢慢向右旋转到最大。显示的频率值逐渐增大显示为50.00HZ。
6．减速调节，电位器慢慢向左旋转到最小，显示为0.00HZ，运行状态指示灯REV闪烁，电机停止，按下STOP键，停止，运行状态显示REV灯灭。7．实验现象有误时，请对变频器复位后，重新上述操作。
五、实验结果
通过调节电压来改变电机的频率，以达到电动机的调速。
2．外部模拟量电流变频调速
一、实验目的
了解频率与变频器与外部模拟量电流之间的关系。
二、实验要求
电机的转速和电源的频率、电机的磁极对数有关。在电机的磁极对数不变的情况下，用变频器输出不同频率的电源接到电机中，从而改变电机的转速。
通过外部端子4电流输入来控制输出不同的频率，从而控制电机的转速。
三、实验内容
1．参数设置
P79=4 P267=0
2．线路连接图
四、实验步骤
1.将DC5V电源接到线路中，1K电位器调到最大。
2.将电流表串入电路中，选择20mA档，测量电流为4～5mA，表示调节正确，此步骤不可缺少。
3.在保证上面2步正确的前提下，按上图连接实验线路。
4.连接实验线路，电机为星形连接，将电机X、Y、Z短接，A、B、C接到变
频器的U、V、W输出端，将AU与SD短接。
5.设置变频器参数。
6.调节可调电位器的阻值，加速调节，电位器慢慢向右旋转的过程中，使电流表的电流逐渐增大：
在电流表显示接近8mA时，输出频率大约为12.5Hz。
在电流表显示接近12mA时，输出频率大约为25.00Hz。
在电流表显示接近16mA时，输出频率大约为37.50Hz，为了避免电流输入过大，对变频器造成损害，在电流表显示大约16mA时，停止调节，
7.减速调节，电位器慢慢向左旋转到最大，显示为0.00HZ，运行状态指示灯REV闪烁，电机停止，按下STOP键，停止，运行状态显示REV灯灭。
8.实验现象有误时，请对变频器复位后，重新上述操作。
五、实验结果
通过调节电流来改变电机的频率，以达到电动机的调速。
实验七时间继电器控制回路
一、实验目的
1. 通过对三相鼠笼式异步电动机时间控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。
2. 加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。
3. 学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。
二、实验原理
时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型等。
在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器,它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。
时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。
空气阻尼型时间继电器的延时范围大(有0.4～60s和0.4～180s两种) ，它结构简单,但准确度较低。
当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的
大小来改变。
吸引线圈断电后，继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。
三、实验设备
三相交流电源、三相鼠笼式异步电动机1台、交流接触器1个、时间继电器1个、电笔一支、螺丝刀二把、按钮二个、导线若干
四、实验内容及其步骤
认识各电器的结构、图形符号、接线方法；抄录电动机及各电器铭牌数据；并检查各电器线圈、触头是否完好。鼠笼电机接成Δ接法。
接触器联锁的正反转控制线路
按图接线，经指导教师检查后，方可进行通电操作。
在做实验时一定要注意：
（1）此电机是时间继电器控制的控制。
（2）当电动机启动后，开始计时，当30秒时间到了以后，看电动机是否停止运转。
（3) 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源
五、实验结果
电动机启动后，正常转动后，在规定的30秒时间后自动停止运转。
机电一体化创新实验报告 机电产品简介 机电一体化是以机械、电子技术为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，是指在机构得主功能、动
力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化技术是建立在机械技术，微电子技术，计算机和信息处理技术，自动控制技术，传感与测试技术，电力电子技术，伺服驱动技术，系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一种高新技术。它是当前机械和电气技术发展的趋势，在不同的设备、装置或系统中，机械、电器、计算机、气动或液压、传动器融为一体是及其常见的。 实验主要内容 本次实验是在德国慧鱼公司生产的示教模型上开展的，实验系统分为五大系列，能组合成数十种自动化工业设备模型，多功能的模拟机械装置，并实现电脑仿真运行。模型由许多形状各异的仿真的机械零部件与电子驱动控制元件组成，它把几何造型、三维拼装和计算机语言有机地结合起来，借助于设置动态变量参数则可设定机构运动方向并建立运动学数学模型。通过系统自带的计算机语言对任务进行编程，使生成的指令数据作用于模型。它是机电一体化的产品，是由一套完整的机械电子系统组成。 实验步骤： 1、了解各种元件的基本组成，分析机械装置的主要结构和部件机构的运动方式，根据装置图来组装“三自由度机械手” 2、按照电路连线图将机械手的电机，计数器，行程开关及限位开关与计算机数据线连接好。 3、用软件(LLwine)对机械手进行自动控制，同时验证编程语言与模型的运动状态的正确性。 4、观摩、测量并绘制机械结构运动简图 5、分析模型的装备设计及传动原理 6、创新设计，写实验报告 三自由度机械手分析 1.机械结构 主要结构： 底座、机械手臂、机械爪等运动机构
《机电传动控制与PLC技术》课程实验教学大纲 课程名称 机电传动控制与PLC技术 课程学时 40 课程学分 2.5 课程属性 专业选修课 适用专业 自动化、电气工程及其自动化专业 课程性质 非独立设置的实验课程 先修课程 电机学、电机与拖动、工厂供电等 一、课程简介 本课程主要介绍常用控制电器的结构、原理、用途及型号 电气控制的基本线路 典型生产设 备电气控制系统 PLC的基本原理 三菱PLC的基本指令及顺序控制指令、功能指令 PLC的通信与 联网技术 PLC正确选用及PLC控制系统的简单设计。 二、课程实验目的 1、进行实验基本技能的训练 2、巩固、加深并扩大所学的基本理论知识 培养解决实际问题的能力 3、培养实事求是、严肃认真细致踏实的科学作风和良好的实验习惯 为将来从事生产和科学实验打 下必要的基础。 三、实验方式及基本要求 电气控制实验要求3-4人一组 按要求完成规定的实验项目 PLC实验要求单人单机实验 按要 求完成规定的实验项目。 要求能独立完成规定的实验项目 学会继电接触器控制线路的分析和设计方法 会观察实验现 象 会设计简单的控制险路 有解决简单控制线路故障的能力 掌握编程器、编程软件的使用 能 阅读和分析实际PLC程序与梯形图 能进行简单的程序设计 运行、调试、维护可编程序控制器系 统。 四、实验报告要求 实验报告是实验工作的全面总结 要用简明的形式将实验结果完整和真实的表达出来 报告要求简明扼要 字迹工整 分析合理。图表整齐清楚 线路图要用铅笔及绘图仪器绘制 不应徒手描 画。报告包括以下几项内容 1、实验名称、专业、班级、姓名、同组者名称、实验台号、实验日期、交报告日期。 2、实验目的 3、实验线路图 4、实验设备
实验一 带传动性能分析实验 一、实验目的 1、了解带传动试验台的结构和工作原理。 2、掌握转矩、转速、转速差的测量方法，熟悉其操作步骤。 3、观察带传动的弹性滑动及打滑现象。 4、了解改变预紧力对带传动能力的影响。 二、实验内容与要求 1、测试带传动转速n 1、n 2和扭矩T 1、T 2。 2、计算输入功率P 1、输出功率P 2、滑动率ε、效率η。 3、绘制滑动率曲线ε—P 2和效率曲线η—P 2。 三、带传动实验台的结构及工作原理 传动实验台是由机械部分、负载和测量系统三部分组成。如图1-1所示。 1直流电机 2主动带轮 3、7力传感器 4轨道 5砝码 6灯泡 8从动轮 9 直流发电机 10皮带 图1-1 带传动实验台结构图 1、机械部分 带传动实验台是一个装有平带的传动装置。主电机1是直流电动机，装在滑座上，可沿滑座滑动，电机轴上装有主动轮2，通过平带10带动从动轮8，从动轮装在直流发电机9的轴上，在直流发电机的输出电路上，并接了八个灯泡，每个40瓦，作为发电机的负载。砝码通过尼龙绳、定滑轮拉紧滑座，从而使带张紧，并保证一定的预拉力。随着负载增大，带的受力增大，两边拉力差也增大，带的弹性滑动逐步增加。当带的有效拉力达到最大有效圆周力时，带开始打滑，当负载继续增加时则完全打滑。 2、测量系统 测量系统由转速测定装置和扭矩测量装置两部分组成。 （1）转速测定装置 用硅整流装置供给电动机电枢以不同的端电压实现无级调速，转动操纵面板上“调速”旋钮，即可实现无级调速，电动机无级调速范围为0～1500r/min ；两电机转速由光电测速装置测出，将转速传感器（红外光电传感器）分别安装在带轮背后的“U ”形糟中，由此可获得转速信号，经电路处理即可得到主、从动轮上的转速n 1、n 2。 （2）扭矩测量装置 电动机输出转矩1T (主动轮转矩)、和发电机输入转矩2T (从动轮转矩)采用平衡电机外壳（定子）的方法来测定。电动机和发电机的外壳支承在支座的滚动轴承中，并可绕转子的轴线摆动。当电动机通过带传动带动发电机转动后，由于受转子转矩的反作用，电动机定子将向转子旋转的相反方向倾倒，发电机的定子将向转子旋转的相同方向倾倒，翻转力的大小可通过力传感器测得，经过计算电路计算可得到作用于电机和发电机定子的转矩，其大小与主、从动轮上的转矩1T 、2T 相等。
《电力电子与变频技术》实验实训指导书 李翔编写 适用专业：电气自动化 机电一体化 安徽国防科技职业学院机电工程系 2011 年 11 月
第一部分电力电子技术实验指导 实验一三相半波可控整流电路的研究 一．实验目的 了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作。 二．实验线路及原理 三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率低。 实验线路见图2-1。 三．实验内容 1．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。 2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作。 四．实验设备及仪表 1．MCL系列教学实验台主控制屏。 2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。 3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ） 4．MEL—03组件（900Ω，0.41A）或自配滑线变阻器. 5．双踪示波器。 6．万用电表。 五．注意事项 1．整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。 2．整流电路的负载电阻不宜过小，应使I d不超过0.8A，同时负载电阻不宜过大，保证I d超过0.1A，避免晶闸管时断时续。 3．正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。 六．实验方法 1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。 （1）打开MCL—18电源开关，给定电压有电压显示。 （2）用示波器观察MCL-33（或MCL-53，以下同）的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲 （3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。 （4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。 2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作 合上主电源，接上电阻性负载，调节主控制屏输出电压U uv、U vw、U wv，从0V调至110V：
实验一三相异步电动机正反转控制实验 专业年级：学号：姓名：评分： 一、实验目的： 1．学习和掌握PLC的实际操作和使用方法； 2．学习和掌握利用PLC控制三相异步电动机正反转的方法。 二、实验内容及步骤： 本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制，其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图2-2 。图中：正向按钮接PLC的输入口X0，反向按钮接PLC的输入口X1，停止按钮接PLC的输入口X2，KM5为正向接触器，KM6反向接触器。继电器KA5、KA6分别接于PLC的输出口Y23、Y24。 其基本工作原理为：合上QF1、QF5， PLC运行。当按下正向按钮，控制程序使Y23有效，继电器KA5线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM5的线圈得电，主触头闭合，电动机正转；当按下反向按钮，控制程序使Y24有效，继电器KA6线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM6的线圈得电，主触头闭合，电动机反转。 实验步骤： 1．在断电的情况下，学生按图2-1和图2-2接线（为安全起见，控制电路的PLC外围继电器KA5、KA6以及接触器KM5、KM6输出线路已接好）； 2．在老师检查合格后，接通断路器QF1、QF5 ； 3．运行PC机上的工具软件FX-WIN，输入PLC梯形图； 4．对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC； 5．运行PLC，操作控制面板上的相应开关及按钮，实现电动机的正反转控制。在PC 机上对运行状况进行监控，同时观察继电器KA5、KA6和接触器KM5 、KM6的动作及变化情况，调试并修改程序直至正确； 6。记录运行结果。 图 2-1 主控电路 ～3～
图 2-2 控制电路接线图 三．实验说明及注意事项 1．本实验中，继电器KA5、KA6的线圈控制电压为24V DC，其触点5A 220V AC（或5A 30V DC）；接触器KM5、KM6的线圈控制电压为220V AC，其主触点25A 380V AC。 2．三相异步电动机的正、反转控制是通过正、反向接触器KM5、KM6改变定子绕组的相序来实现的。其中一个很重要的问题就是必须保证任何时候、任何条件下正反向接触器KM5、KM6都不能同时接通，否则会造成电源相间瞬时短路。为此，在梯形图中应采用正反转互锁，以保证系统工作安全可靠。 3．本实验中，主控电路的电压为380V DC，请注意安全！ 四．实验用仪器工具 PC 机 1台 PLC 1台 编程电缆线 1根 三相异步电动机 1台 断路器（QF1、QF5） 2个 接触器（KM5、KM6） 2个 继电器（KA5、KA6） 2个 按钮 3个 实验导线若干 五．思考题 1．试比较继电器和接触器的结构及工作原理的异同点； 答：接触器有灭弧装置，而继电器没有。 接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路.继电器主要是传递信号,根据输入的信号到达不同的控制目的. 2．能否将接触器KM5，KM6的线圈直接接至PLC的输出端Y23、Y24（注：本实验所用
实验项目三三相异步电动机的起动与制动 实验地点：实验楼0121电气传动实验室同组人员：肖斌尹佶叶超彦刘晶晶吴华全一、实验目的 熟悉三相异步电动机的基本结构和接线方法，掌握三相异步电动机的起动、制动方法和原理，了解不同起动、制动条件下的特点，学会应用电机的基本方法。 二、实验项目 1.三相异步电动机绕组的测定。 2.三相异步电动机的起动。 3.三相异步电动机的制动。 三、实验设备仪表 实验设备仪器应根据实验要求及具体内容进行选择。本实验使用DDSZ-1型电机及电气技术实验装置电源控制屏，三相可调交流电源0~450V，10A；可调直流电源40~230V、3A；三相笼型异步电动机额定数据为：100W，220V（Δ），0.5A， 1420r/min 。主要仪器设备名称及规格数量参照下表选用。 表3-1 主要实验设备 其中，钳形表DT266是一种由标准9V电池驱动，LCD显示的数字万用表，可在不中断
被测电路的情况下，用于起动电流的测量，其外形及说明如图3-1所示。 屏上挂件排列顺序：D38、D37、D31、D44、D51 四、实验原理（条件） 1、三相异步电动机起动与制动的最基本要求是：要产生足够大的电磁转矩，而电流必须限制在一定得许可范围。 2、起动性能： （1）起动过程：初始瞬间n=0,s=1。 （2）起动电流st I ：N st I I )74(—=，甚至N st I I )128(—=。对于经常起动的电动机，过大的起动电流将造成电动机的发热，影响电动机的寿命；过大的起动电流，会使线路压降增大，造成电网电压显著下降而影响接在同一电网的其他异步电动机的工作，有时甚至使它们停下来或无法带负载起动。 （3）起动转矩st T ：虽然起动电流st I 很大，但?cos 很小，st T 并不大，一般 N st T T ).220.1(—=。 （4）起动的方法： ① 鼠笼式异步电动机的起动方法：直接起动、降压起动和软起动。 【1】直接起动：方法简单，需要满足]3[41111N N N st P S I I K +≤=；（其中N S 为电源总容量A KV ?,N P 为起动电动机容量A KV ?）。 【2】 降压起动的四种方法： A 、电阻减压或电抗减压起动： 起动过程中，在定子电路串联电阻或电抗，起动电流在电阻或电抗上将产生压降，降低了电动机定子绕组上的电压，起动电流也从而得到减小。 电阻减压或电抗减压起动具有起动平稳、运行可靠、构造简单等优点。 B 、自耦减压起动：
实验一四节传送带控制 一、实验目的 1.掌握传送指令的使用及编程 2.掌握四节传送带控制系统的接线、调试、操作 三、面板图 四、控制要求 1.总体控制要求：如面板图所示，系统由传动电机M1、M2、M3、M4，故障设置开关A、 B、C、D组成，完成物料的运送、故障停止等功能。 2.闭合“启动”开关，首先启动最末一条传送带（电机M4），每经过1秒延时，依次启动一条传送带（电机M3、M2、M1）。 3.当某条传送带发生故障时，该传送带及其前面的传送带立即停止，而该传送带以后的待运完货物后方可停止。例如M2存在故障，则M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。 4.排出故障，打开“启动”开关，系统重新启动。 5.关闭“启动”开关，先停止最前一条传送带（电机M1），待料运送完毕后再依次停止M2、M3及M4电机。
五、功能指令使用及程序流程图 1.传送指令使用 X0000为ON时，将源容向目标容传送，X0000为OFF时，数据不变化。 2.程序流程图 六、端口分配及接线图 序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端 子） 功能说明 1X00 SD 启动（SD） 2X01 A 传送带A故障模拟3X02 B 传送带B故障模拟4X03 C 传送带C故障模拟5X04 D 传送带D故障模拟6Y00 M1 电机M1 7Y01 M2 电机M2 8Y02 M3 电机M3 9Y03 M4 电机M4 10主机COM、面板COM接电源GND 电源地端 11主机COM0、COM1、COM2、COM3、COM4、COM5、 接电源GND 电源地端 12面板V+接电源+24V 电源正端2.PLC外部接线图
《机电传动控制》实验报告 天津理工大学机械工程学院 2014年9月
实验一 直流他励电动机调速实验 一、实验目的 1.深入了解直流他励电动机的调速性能； 2.进一步学习PLC 控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。 二、实验原理 1.直流他励电动机的调速原理、调速方法 电动机的调速就是在一定的负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速。 从直流他励电动机机械特性方程式 T K K R R K U n t e ad a e 2φφ+-= 可知，改变串入电枢回路的电阻Rad ，电枢供电电压U 或主磁通Φ，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可以改变电动机的转速，以达到速度调节的要求，故直流电动机调速的方法有以下三种。 （1）改变电枢回路外串电阻Rad 如图7.1所示为串电阻调速的特性曲线，从图中可看出，在一定的负载转矩T L 下，串入不同的电阻可以得到不同的转速，如在电阻分别为R a 、R 3、R 2、R 1的情况下，可以得到对应于A 、C 、D 和E 点的转速n A 、n C 、n D 和n E 。在不考虑电枢回路的电感时，电动机调速时的机电过程（如降低转速）见图中沿A →B →C 的箭头方向所示，即从稳定转速n A 调至新的稳定转速n C 。这种调速方法存在不少缺点，如机械特性较软，电阻愈大则特性愈软，稳定度愈低；在空载或轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；在调速电阻上消耗大量电能等。
图7.1 电枢回路串电阻调速的特性曲线 （2）改变电动机电枢供电电压U 改变电枢供电电压U可得到人为机械特性，如图7.2所示，从图中可看出，在一定负载转矩T L下，加上不同的电压U N、U1、U2、U3、…，可以得到不同的转速n a、n b、n c、n d、…，即改变电枢电压可以达到调速的目的。 这种调速方法的特点是： ①当电源电压连续变化时，转速可平滑无级调节，一般只能在额定转速以下调节； ②调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大； ③当T L=常数时，稳定运行状态下的电枢电流Ia与电压U无关，且Φ=ΦN，故电动机转矩T=KtΦN Ia不变，属于恒转矩调速，适合于对恒转矩型负载进行调速； ④可以靠调节电枢电压来启动电动机，而不用其他启动设备。 图7.2 改变电枢供电电压调速的特性
目录 实验基本内容 (1) 一．实验名称..................................... 错误！未定义书签。 二．实验内容..................................... 错误！未定义书签。实验条件.. (1) 一．主要设备仪器 (1) 二．小组人员分工 (2) 实验过程描述 (3) 实验记录及数据处理 (6) Multisim仿真 (6) 误差分析 (7) 心得体会 (7) 附：实验原始数据记录单
实验基本内容 一．实验名称 半桥型开关稳压电源的性能研究 二．实验内容 1.熟悉PWM专用芯片SG3525的基本功能和应用特色，测试其典型功能端波形； 2.测试和分析半桥型开关电源在开环和闭环两种模式下的输出性能 实验条件 一．主要设备仪器 1.电力电子及电气传动教学实验台 名称——电力电子及电气传动教学实验台 型号——MCL-III型 包括：降压变压器、MCL-35、两组晶闸管阵列，电力二极管阵列，大功率滑动变阻器，可调电感、导线若干。
厂商——浙江大学求是公司 2.Tektronix示波器 名称——Tektronix示波器 型号——TDS2012 主要参数——带宽：100MHz 最高采样频率：1GS/s 记录长度：2.5K 3.数字万用表 名称——数字万用表 型号——GDM-8145 二．小组人员分工 实验操作分工 数据记录及计算赵莉 实验拍照苏芬 调整控制仪器唐红川陈可
仪器接线陈可苏芬 监督及全局调控唐红川赵莉 实验报告分工 Matlab 拟合及相关分析唐红川 实验过程描述苏芬 实验基本内容及条件陈可 实验讨论及评估、排版整合赵莉 实验数据处理唐红川 心得体会赵莉陈可唐红川苏芬 实验过程描述 i.PWM控制芯片SG3525的特性测试 连接：选择SG3525工作于“半桥电源”模式，短接误差调节器PI参数反馈端（屏蔽PI调节）。 测试：接通SG3525工作电源。用示波器分别观察锯齿波振荡器观测点和A（或B）路PWM信号的波形，并记录波形的频率和幅值，调节“脉冲宽度调节”电位器，记录其占空比可调范围(最大、最小占空比)。 最大占空比最小占空比
机电一体化实验报告 一体化系统设计实验报告学院专业班级学号姓名指导教师xx 年1 月12 日实验一机电一体化系统的组成实验目的：以XY简易数控工作台为例，说明机电一体化系统的基本组成和各模块的特点。实验设备：l 台式PC机一台l 标准XY工作台一套l 运动控制卡一块l 游标卡尺一把实验内容：XY简易数控工作台是一典型的机电一体化系统，是许多数控加工设备和电子加工设备的基本部件，XY数控工作台主要由运动控制卡、DC24V 开关电源、步进电机及其驱动器、XY向运动平台、光栅尺和霍尔限位开关组成，其之间的关系如图 1、1所示。工作原理大致为：运动控制卡接受PC机发出的位置和轨迹指令，进行规划处理（插补运算），转化成步进电机驱动器可以接受的指令格式（速度脉冲和方向信号）发给驱动器，由驱动器进行脉冲环行分配和功率放大从而驱动步进电机，步进电机经过联轴器、滚动丝杠推动工作台按指定的速度和位移运动。实验步骤：（1）在XY数控工作台系统中分别找到上述各个模块，并指出各模块在机电一体化系统中实现哪一模块的功能。 ①运动控制卡：运动控制卡是PCL、CPCL、PXL等总线形成的板卡，通俗地讲我们可以把它看成一个单片机，有自己的算法，可以通过V C、V
B、labview、BCB等语言实现其功能，数控系统即通过运动控制卡来实现对机床运动轨迹的控制。②DC24V开关电源：对供电要求质量比较高的控制设备提供纯净、稳定、没有杂波的直流电源。③步进电机及其驱动器：步进电机用于驱动数控工作台的X、Y两个方向的移动；步进电机通过驱动器细分，可减小步距角，从而提高步进电机的精确率，实现脉冲分配和功率驱动放大，此外还可以消除电机的低频振荡、提高电机的输出转矩。④XY向运动平台：分别传输X、Y两个方向的运动。⑤光栅尺：光栅尺是一种位移传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。⑥霍尔限位开关：用于限制工作台的运动超出导轨的有效长度。（2）使用卡尺测量，计算其平均导程P=10 ；观察其循环器，可知其循环方式为内循环；预紧方式是螺纹调隙式。（3）观察导轨截面，并查阅《机电一体化技术手册》，可知其属于GGA，GGB，GGC，GGF中哪类？ GGB 。 其适用场合机械加工中心、NC车床、搬运装置、电火花加工机、木工机械、激光加工机、精密测试仪器、包装机械、食品机械、医疗器械、工具磨床、平面磨床等。（4）查阅《DMC3000硬件手册》可知系统中的运动控制卡可实现四 轴的联动，并具有16 个数字量输入和16 个数字量输出控制。（5）记录步进电机型号，网上查阅其详细技术参数，可知
机电传动控制 实 验 报 告 姓名：张泽超 学院：机电工程学院 班级：机械1301 学号： 0801130313 日期： 2016.6.15
一交流电机的点动与自动控制 1、电路原理图如下： 2、实验步骤: 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果
3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 该实验原理和操作都很简单，我们小组十分钟就做完了，运行也是正确的，给我们下面做实验也打好了基础，包括基本连线和基本设备，以及安全事项。
二、交流电机的能耗制动 1、电路原理图 2、实验步骤 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果
3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 能耗制动这个实验的原理接线图有一点复杂，所以我们组采取两个人分别接线主电路和控制电路。第一次接完运行后发现机器运行不了。证明我们接线有错误了。排查之后又重新连线，发现控制电路连错了。然后纠正后才能有正确的实验现象。总之，实验要认真的做，细心排查。
电气传动实验报告 Revised as of 23 November 2020
电气传动课程设计 摘要： 本课题主要内容为双闭环调速系统调试与测试的过程及结果，其中包括了实验设计过程，原始设备参数的测量，参数设计，实验仿真和系统的实际调试结果等内容，最终得到符合要求的双闭环调速系统。 本报告开始部分明确了课程设计任务，随后是对本课题的发展现状及背景的一些研究情况，之后介绍了所用设备以及实验台的具体情况。接下去详细说明了电机各个参数的测试过程及结果，并在其基础上进行调节器参数计算设置，给出了计算机仿真过程和结果。最后部分是现场调试的过程及说明并给出结论。 直流电动机具有优良的起动，制动和调速性能。直至今日，直流电动机仍然是大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制首选。因为它具有良好的线性特性，优异的控制性能，高效率等优点。而双闭环调速系统则可以在保证系统稳定性的基础上实现转速无静差，且有良好的动态特性特别是启动特性，能有效地控制电机，提高其运行性能，应用广泛，值得加以研究，对国民经济具有十分重要的现实意义。 关键字： 双闭环调速直流电机MATLAB仿真
目录 1、课程设计任务书 内容：设计并调试直流双闭环调速系统。 硬件结构：电流环与转速环（两个PI调节器）。 驱动装置：晶闸管整流装置。 执行机构：直流电机。 性能指标：稳态：无静差。 动态：电流超调量小于5%；空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。2、课题的发展状况研究意义 调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。在50年代末晶闸管出现，晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。晶闸管－电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统，广泛应用于世界各国。 近几年，交流调速飞速发展，逐渐有赶超并代替直流调速的趋势。直流调速理论基础是经典控制理论，而交流调速主要依靠现代控制理论。不过最近研制成功的直流调速器，具有和交流变频器同等性能的高精度、高稳定性、高可靠性、高智能化特点。同时直流电机的低速特性，大大优于交流鼠笼式异步电机，为直流调速系统展现了无限前景。单闭环直流调速系统对于运行性能要求很高的机床还存在着很多不足，快速性还不够好。而基于电流和转速的双闭环直流调速系统静动态特性都很理想。
《机电传动控制》教学大纲 大纲说明 课程代码：3335030 总学时：48学时(讲课42学时，实验6学时) 总学分：3 课程类别：专业模块选修课 适用专业：机械设计制造及其自动化 预修要求：《电工技术》、《电子技术》、《自动控制原理》 一、课程的性质、目的、任务： 1．性质 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的专业方向模块选修课。 2．目的 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课，属专业技术基础课，其目的是培养机械设计制造及其自动化专业的学生掌握机电传动控制技术，掌握实际的工程应用能力，学会解决工业电气控制中实际问题的能力。增强学生的就业竞争能力。 3．任务 二、本课程的主要任务是使学生： 1．掌握用系统的观点如何分析机电传动控制系统。 2．具备分析、设计机电传动控制系统的能力。 3．正确运用理论解决实际问题的能力。 三、课程教学的基本要求： 本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业、实验和考试等。通过各个教学环节重点培养学生分析 1．教学方法和教学手段的建议： 本课程教学环节包括：课堂讲授、工程应用实例讨论、课外作业和实验等。通过各个教学环节的教学重点培养学生的自学能力、理论联系实际的能力和解决实际工程问题的能力。采用启发式教学，鼓励学生开展课堂讨论，提出不同方法。采用电子教案、多媒体教室；适当引入计算机辅助电子设计软件；使学生建立机算机仿真在概念。实验是本课程的重要教学环节，通过实验，深化和扩展对课程内容的理解，培养实际动手的能力。 2．实验要求: 实验是《机电传动控制》课程的重要教学环节，通过实验，加深学对课程内容的理解，掌握对机电传动控制的实际运用能力。 实验要求学生实验前认真准备，完成实验预习报告（对设计性实验需提交实验方案）；实验时积极思考，多动手，学会正确使用常用的机床电器和电动机等电器的使用方法，能正确联接电路，了解机电传动中常见的传动方式，学会电动机传动系统的参数调整方法；实验后要对实验现象和实验数据认真整理分析，编写出整洁的实验报告。 3．课程习题要求
本科生实验报告 实验课程电力系统分析 学院名称核技术与自动化工程学院 专业名称电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师顾民 实验地点6C901 实验成绩
二〇一五年十月——二〇一五年十二月 实验一MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例 一、简介 Matlab在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块(Power System Blockset 简称PSB)来完成。Power System Block是由TEQSIM公司和魁北克水电站开发的。PSB是在Simulink环境下使用的模块,采用变步长积分法,可以对非线性、刚性和非连续系统进行精确的仿真，并精确地检测出断点和开关发生时刻。PSB程序库涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统仿真模型。通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。PSB程序块程序库中的测量程序和控制源起到电信号与Simulink程序之间连接作用。PSB程序库含有代表电力网络中一般部件和设备的Simulink程序块，通过PSB 可以迅速建立模型，并立即仿真。 1)字段baseMVA是一个标量，用来设置基准容量，如100MVA。 2)字段bus是一个矩阵，用来设置电网中各母线参数。 ①bus_i用来设置母线编号(正整数)。 ②type用来设置母线类型, 1为PQ节点母线, 2为PV节点母线, 3为平衡(参考)节点母线，4为孤立节点母线。 ③Pd和Qd用来设置母线注入负荷的有功功率和无功功率。 ④Gs、Bs用来设置与母线并联电导和电纳。 ⑤baseKV用来设置该母线基准电压。 ⑥Vm和Va用来设置母线电压的幅值、相位初值。 ⑦Vmax和Vmin用来设置工作时母线最高、最低电压幅值。 ⑧area和zone用来设置电网断面号和分区号，一般都设置为1，前者可设置范围为1～100，后者可设置范围为1～999。 3)字段gen为一个矩阵，用来设置接入电网中的发电机(电源)参数。 ①bus用来设置接入发电机(电源)的母线编号。 ②Pg和Qg用来设置接入发电机(电源)的有功功率和无功功率。 ③Pmax和Pmin用来设置接入发电机(电源)的有功功率最大、最小允许值。 ④Qmax和Qmin用来设置接入发电机(电源)的无功功率最大、最小允许值。 ⑤Vg用来设置接入发电机(电源)的工作电压。 1.发电机模型 2.变压器模型 3.线路模型 4.负荷模型 5.母线模型 二、电力系统模型 电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路、动力系统、电力系统和电力网简单示意如图
机电一体化实验报告 学院：核技术与自动化工程学院专业：电气工程及其自动化 指导老师：康东 姓名：许新 学号：200706050209 日期：2010-10-27
实验一:基于PC的传感器与数据采集实验 一,实验目的 了解传感器,USB2009便携式数据采集器的工作原理和数据采集原理和香农采样定律,连接系统实现实时采集传感器信号,完成对采样数据的时域波形显示和存储. 二,实验内容: 1,了解传感器工作原理. 2,了解USB2009便携式数据采集器的工作原理,功能和使用方法. 3,了解数据采集原理和香农采样定律. 4,实时采集传感器信号,进行时域波形显示并存储实验数据. 三,实验设备: 主要实验设备包括: 1,USB2009采集卡和配有上位机软件的计算机; 2,FESTO气动综合实验台一套. 下图为USB2009采集卡.它包含14Bit分辨率A/D转换器,可以提供16路单端模拟信号输入,8路双端模拟输入通道,4路DA输出功能,1组计数器.提供了内外时钟和内外触发工作方式.A/D转换器输入信号范围为:±5V(USB2009),±10V(AD7899-1).硬增益范围:1,2,4,8(N6为PGA203时),1,10,100,10000(N6为PGA202时). 图1.1 USB2009采集卡 四,实验原理 将USB2009采集卡与FESTO气动综合实验台上传感器连接在一起,而后通过USB连接到计算机上.利用LabVIEW软件搭建数据采集系统,实时采集传感器信号,进行时域波形显示并存储实验数据. 五,实验步骤 1,由实验教师讲解FESTO气动综合实验台上传感器工作原理; 2,由实验教师讲解USB2009采集卡的工作原理和使用方法; 3,由实验教师讲解数据采集原理和香农采样定律; 4,在实验教师的指导下,由学生完成实验电路连接; 5,在实验电路检查无误后,由学生利用LabVIEW软件搭建数据采集系统; 5,打开设备电源,观察数据采集系统运行状况,纠正错误; 6,利用LabVIEW实时采集传感器信号,进行时域波形显示并存储实验数据; 7,将实验过程中形成的正确的接线方式,数据采集系统的搭建方法以及自己在实验中观察到的现象和思考的问题综合起来,写实验报告.
实验二 带传动的滑动率和效率测定 一、实验目的 1．了解实验台的结构及工作原理，了解机械的转矩、转速等机械参数的测量手段。 2．观察带传动的弹性滑动和打滑现象，加深对带传动工作原理和设计准则的理解。 3．通过对滑动曲线（ε —F 曲线）和效率曲线（η—F 曲线）的测定和分析，深刻认识带传动特性、承载能力、效率及其影响因素。 二、实验的理论依据 带传动是靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的。因此，带传动需以一定的预紧力F 0紧套在两个带轮上，使带与带轮的接触面上产生正压力。工作时，由于带与轮面间的摩擦力作用，使带传动的紧边拉力F 1和松边拉力 F 2不等，两者之差F =F 1-F 2, 即为带的有效拉力，它等于带沿带轮的接触弧上摩擦力的总和F f 。在一定条件下，摩擦力有一极限值，如果工作载荷超过极限值，带就在轮面上打滑，传动不能正常工作。预紧力F 0愈大，带传动的传动能力愈大。 由于带是弹性体，受力不同时带的弹性变形不等。紧边拉力大，相应的伸长变形量也大。在主动轮上，当带从紧边转到松边时，拉力逐渐降低，带的弹性变形逐渐变小而回缩，带的运动滞后于带轮。也就是说，带与带轮之间产生了相对滑动。而在从动轮上，带从松边转到紧边时，带所受到的拉力逐渐增加，带的弹性变形量也随之增大，带微微向前伸长，带的运动超前于带轮。带与带轮间同样也发生相对滑动。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮之间的滑动，称为弹性滑动。这种弹性滑动在带传动中是不可避免的，其结果是使从动带轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使传动比不准确，并引起带传动效率的降低以及带本身的磨损。 带传动中滑动的程度用滑动率表示，其表达式为 %100)1(1 122121?-=-= n D n D v v v ε （1） 式中 v 1、v 2——分别为主动轮、从动轮的圆周速度，单位：m/s ； n 1、n 2——分别为主动轮、从动轮的转速，r/min ； D 1、D 2——分别为主动轮、从动轮的直径，mm 。 如图2-1所示，带传动的滑动（曲线1）随着带的有效拉力F 的增大而增大，表示这种关系的曲线称为滑动曲线。当有效拉力F 小于临界点F '点时，滑动率与有效拉力F 成线性关系，带处于弹 性滑动工作状态；当有效拉力F 超过临界点F '点以后，滑动率急剧上升，带处于弹性滑动与打滑同时存在的工作状态。当有效拉力等于F max 时，滑动率近于直线上升，带处于完全打滑的工作状态。图中曲线2为带传动的效率曲线，即表示带传动效率η与有效拉力F 之间关系的曲线。当有效拉力增加时，传动效率逐渐提高，当有效拉力F 超过临界点F '点以后，传动效率急剧下降。 带传动最合理的状态，应使有效拉力F 等于或稍小于临界点F '，这时带传动的效率最高，滑动率ε =1% ~ 2%， 并且还有余力负担短时间（如启动时）的过载。 三、实验台的结构与工作原理 本实验的设备是PC —A 型带传动实验台。该实验 1-滑动曲线 2-效率曲线 图2-1 带传动的滑动曲线和效率曲
实验五三相异步电动机的起动与调速 一．实验目的 通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。 二．预习要点 1．复习异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。 2．复习异步电动机的调速方法。 三．实验项目 1．异步电动机的直接起动。 2．异步电动机星形——三角形（Y-△）换接起动。 3．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。 4．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。 四．实验设备及仪器 1．SMEL 电力电子及电气传动教学实验台主控制屏。 2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（NMEL-13F ）。 3．电机起动箱（NMEL-09）。 5．鼠笼式异步电动机（M04）。 6．绕线式异步电动机（M09）。 7．开关板（NMEL-0B5）。 五．实验方法 1．三相笼型异步电动机直接起动试验。 按图5-1接线，电机绕组为△接法。 起动前，把转矩转速测量实验箱（NMEL-13F ） 中“转矩设定”电位器旋钮逆时针调到底，“转速控 制”、“转矩控制”选择“转矩控制”，检查电机导轨 和NMEL-13F 的连接是否良好。 a ．把三相交流电源调节旋钮逆时针调到底，合 上绿色“闭合”按钮开关。调节调压器，使输出电 压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转。（电机 起动后，观察NMEL-13F 中的转速表，如出现电机转向不符合要求，则须切断电源，调整次序，再重新起动电机。） 图5-1 异步电动机直接启动接线图
b ．断开三相交流电源，待电动机完全停止旋转后，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值，读取电压值U K 、电流值I K 、转矩值T K ，填入表5-1中。 U N ：电机额定电压，V ； 表5-1 图5-3 绕线式异步电动机转子绕组串电阻启动接线图 2．星形——三角形（Y-△）起动 按图5-2接线，电压表、电流表的选择 同前，开关S 选用MEL-05。 a ．起动前，把三相调压器退到零位， 三刀双掷开关合向右边（Y ）接法。合上电 源开关，逐渐调节调压器，使输出电压升高 至电机额定电压U N =220V ，断开电源开关， 待电机停转。 b ．待电机完全停转后，合上电源开关， 观察起动瞬间的电流，然后把S 合向左边（△ 接法），电机进入正常运行，整个起动过程结束，观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定性比较。 3．绕线式异步电动机绕组串入可变 电阻器调速 实验线路如图5-3，电机定子绕组Y 形 接法。转子串入的电阻由刷形开关来调节， 调节电阻采用NMEL-09的绕线电机起动电 阻（分0，2，5，15，∞五档） 实验线路同前。NMEL-13F 中“转矩控 制”和“转速控制”选择开关扳向“转矩控 制”，“转矩设定”电位器逆时针到底MEL-09 “绕线电机起动电阻”调节到零。 a ．合上电源开关，调节调压器输出电压至U N =220伏，使电机空载起动。 b ．调节“转矩设定”电位器调节旋钮，使电动机输出功率接近额定功率并保持输出转矩T 2不变，改变转子附加电阻，分别测出对应的转速，记录于表5-2中。 图5-2 异步电动机星-三角启动 图5-3 绕线式异步电动机转子串电阻起动
学院实验报告 学院：专业：班级：成绩： 姓名：学号：组别：组员： 实验地点：实验日期：指导教师签名： 实验（2）项目名称：加速度传感器、速度传感器振动测量实验和悬臂梁固有频率测量实验 1.实验项目名称 加速度传感器、速度传感器振动测量实验和悬臂梁固有频率测量实验 2.实验目的和要求 （1）了解并掌握机械振动信号测量的基本方法 （2）掌握用瞬态激振方式，进行机械阻抗测试的仪器组合及使用方法，了解瞬态激振时的数据处理方法 （3）测出悬臂梁的固有频率 3.实验原理 （1）振动测量原理 机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。 机械振动在大多数情况下是有害的，振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至造成事故。机械振动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。另一方面，振动也被利用来完成有益的工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必须正确选择振动参数，充分发挥振动机械的性能。 在现代企业管理制度中，除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外，还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断，对工作环境进行控制。为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械结构的振动分析和振动设计。这些都离不开振动测试。 振动测试包括两种方式：一是测量机械或结构在工作状态下的振动，如振动位移、速度、加速度、频率和相位等，了解被测对象的振动状态，评定等级和寻找振源，对设备进行监测、分析、诊断和预测。二是对机械设备或结构施加某种激励，测量其受迫振
动，以便求得被测对象的振动力学参量或动态性能，如固有频率、阻尼、刚度、频率响应和模态等。 振动的幅值、频率和相位是振动的三个基本参数，称为振动三要素。 幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。 频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源，通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，从而寻找振源，采取响应的措施。 相位：振动信号的相位信息十分重要，如利用相位关系确定共振点、测量振型、旋转件动平衡、有源振动控制、降噪等。对于复杂振动的波形分析，各谐波的相位关系是不可缺少的。 在振动测量时，应合理选择测量参数，如振动位移是研究强度和变形的重要依据；振动加速度与作用力或载荷成正比，是研究动力强度和疲劳的重要依据；振动速度决定了噪声的高低，人对机械振动的敏感程度在很大频率范围内是由速度决定的。速度又与能量和功率有关，并决定动量的大小。 （2）YD-37加速度传感器简介 压电传感器的力学模型可简化为一个单自由度质量——弹簧系统。根据压电效应的原理，当晶体上受到振动作用力时后，将产生电荷量，该电荷量与作用力成正比，这就是压电传感器完成机电转换的工作原理。压电式加速度传感器在振动测试领域中应用广泛，可以测量各种环境中的振动量。YD-37加速度传感器与DRBS-12-A型简易电荷放大器的综合灵敏度约是6080mV/m.s-2。 (3)CD-21速度传感器简介 CD-21振动速度传感器的基本原理是基于一个惯性质量（线圈组件）和壳体，壳体中固定有磁铁，惯性质量用弹性元件悬挂在壳体上工作时，将传感器壳体固定在振动体上，这样当振动体振动时，在传感器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动，切割磁力线，在线圈内产生感应电压，该电压值正比于振动速度值，这就是振动速度传感器的工作原理。CD-21振动速度传感器的测量范围是10~1000Hz，灵敏度约是200mv/cm.s-2。 （4）悬臂梁试验台架由底座、悬臂梁、加速度传感器、激振捶等构成。悬臂梁结构总体尺寸为120*110*150mm（长*宽*高）。可进行悬臂梁固有频率和阻尼系数的测量。 实验时通过激振捶敲击悬臂梁，产生脉冲激振，通过安装在悬臂梁上的加速度传感器获取悬臂梁受瞬态激励后输出的振动信号波形（信号触发采样方式），经信号调理设备处理后，通过数据采集仪输入计算机中，从悬臂梁脉冲响应信号波形或信号功率谱就