实验 交流伺服电动机实验1——实验报告样板

实验一伺服电机开环控制1. 实验简介此程序实现的是控制交流伺服电机转速的功能。

通过此程序可以掌握如下几点：A.如何控制电机定子磁场的角度和幅度（通过SVPWM模块）。

控制伺服电机，程序的功能就是如何去产生和控制电机定子磁场的角度和幅度，能输出任意角度和幅度的定子磁场，就有了控制电机的基础。

B.如何通过编码器得到电机的转子位置。

电机编码器输出的是ABZ三相信号，DSP内部自带有编码器信号接口模块QEP模块。

通过配置此模块，可以将外部的AB信号进行计数，当前的计数值除以一圈的脉冲数就是转子当前的角度。

得到转子当前的角度才能去控制电机定子磁场的角度。

C.如何缓冲外部输入信号。

用户设置的输出，可能一下从0到一个很大的值，这样电机一下就得到一个很高的电压，而此时电机并没有转起来，没有反电势，此时电流就会很大，达不到软启动的效果。

次程序通过一个斜坡函数”Rmp_cntl”模块，将输入信号进行缓冲，达到软启动的效果。

D.如何通过测得的转子位置运算成当前的速度。

程序中通过一个固定的时间间隔1ms，测两次转子的位置，两次转子位置的差除以时间，就能得到当前的速度。

现在简单介绍下伺服电机运行的原理，电机产生输出力是转子磁场和定子磁场作用的结果。

要让电机旋转，就要让定子磁场在空间上超前或滞后转子磁场90°，这样输出的力都是用来做机械功率。

这个方向的力就是QS。

如果超前的不是90°，而是其他角度，这个角度可以分解成一个垂直转子磁场，和平行转子磁场的力。

垂直的产生力的输出，平行的就能强化或弱化转子磁场。

一般情况是只输出垂直转子磁场的力，这样发热最小，效率最高。

2. 程序框图此程序实现的是交流伺服电机的开环调速。

通过显示板设定输出占空比，占空比信号输入给”Rmp_cntl”模块（此模块产生斜坡函数，输出需要再一定时间内线性加大或减小逐步达到输入，这样可以消除输入突变产生的抖动），模块的输出再作为”Ipark”模块Qs的输入。

1.1. 外观尺寸如图: 交流伺服驱动器验证试验报告
型号：XXXX
一、试验目的：
对XXXX型驱动器进行全面形式实验，判断是否具备批量生产条件。

二、测试日期：
2015-X —XX- 2015 —X—XX
三、测试人员：
XXX XXX
四、仪器仪表:
示波器TDS1002B-SC 万用表UT58E点温计K971758 调压器TDGC—0。

5信号发生器SP1641B 试验取三台样品，一台置于一35C低温箱，一台置于+55 C高温箱，一台常温测试。

五、测试项目
1.外观及尺寸检查
O
一
«!=
-50
（驱动器外形尺寸图）测试结果记录在图上
结论：合格
1.2.铭牌检查：
铭牌应包括以下内容：
型号：XXXX
和******** 'k *
生产批次: 生产厂商：XXX公司
结论：合格
2.常温测试：
温度范围—40 C〜+60C 循环次数：12次（不通电）温度变化率：5C /min
保温时间：40min 试验结果：合格
6.电磁兼容
测试结果：合格
六、整机测试结论
合格,可投入量产
附表：速度环线性:。

实验一步进电动机步进电动机又称脉冲电机，是数字控制系统中的一种重要的执行元件，它是将脉冲信号变换成转角或转速的执行电动机，其角位移量与输入电脉冲数成正比。

在负载能力范围内，这些关系将不受电源电压、负载、环境、温度等因素的影响，还可在很宽的范围内实现调速、快速启动、制动和反转。

随着数字技术和电子计算机的发展，使步进电动机的控制更加简便、灵活和智能化。

现已广泛用于各种数控机床、绘图机、自动化仪表、计算及外设，数、模变换等数学控制系统中作为元件。

一、使用说明D54步进电动机实验装置由步进电机智能控制箱和实验装置两部分构成。

（一）步进电机智能控制箱本控制箱用以控制步进电机的各种运行方式，它的控制功能是由单片机来实现的。

通过键盘的操作和不同的显示方式来确定步进电机的运行情况。

本控制箱可适用于三相、四相、五相步进电动机各种运行方式的控制。

因实验装置又提供三相反应式步进电机，故控制箱只提供三相步进电动机的驱动电源，面板上也只装有三相步进电动机的绕组接口。

1、面板示意图（见实验台）2、技术指标功能：能实现单步运行、连续运行和预置数运行；能实现单拍、双拍及电机的可逆运行。

电脉冲频率：50Hz ~ 1KHz工作条件：供电电源 AC220V±10%，50Hz环境温度 -5℃~40℃相对湿度≥80%重量：6Kg尺寸：390×200×230mm33、使用说明（1）开启电源开关，面板上的三位数字频率计将显示“000”；由六位LED 数码管组成的步进电机运行状态显示器自动进入“9999→8888→7777→6666→5555→4444→3333→2222→1111→0000”动态自检过称，而后停显在系统的初态“╣.3”。

（2）控制键盘功能说明设置键：手动单步运方式和连续运行方式的选择。

拍数键：单三拍、双三拍、三相六拍等运行方式的选择。

相数键：电机相数（三相、四相、五相）的选择。

转向键：电机正、反转选择。

实验四交流伺服电动机实验伺服电动机在自动控制系统中作为执行元件又称为执行电动机,它把输入的控制电压信号变为输出的机械转矩或角速度。

它的运行状态由控制信号控制，加上控制信号它应当立即旋转，去掉控制电压它应当立即停转，转速高低与控制信号成正比。

一、实验目的１、观察交流伺服电动机的自制动过程2、掌握用实验方法配圆形磁场3、掌握交流伺服电动机的机械特性及调节特性的测量方法二、预习要点1、对交流伺服电动机有什么技术要求？2、交流伺服电动机有几种控制方式?３、何谓交流伺服电动机的机械特性和调节特性?三、实验项目１、用实验方法配堵转圆形磁场2、测交流伺服电动机幅值控制时的机械特性和调节特性3、测交流伺服电动机幅值——相位控制时的机械特性４、观察自转现象四、实验方法2、屏上挂件排列顺序HK５７3、幅值控制图4—1交流伺服电动机幅值控制接线图=U N＝2２０V）时的机械特性（1)实测交流伺服电动机α=1（即ＵＣ１）关断三相交流电源，按图4-1接线。

图中T1、Ｔ2选用HK5７挂件２)启动三相交流电源，调节调压器,使U f=2２0V，再调节单相调压器T２使U C=ＵN=２2０V。

３）调节涡流测功机,将力矩T及电机转速记录于表４—１中。

(2）实测交流伺服电动机α=0。

75（即U CN=165Ｖ）时的机械特性１)保持U f=220Ｖ不变，调节单相调压器T2使UＣ＝0。

75U N＝16５V。

２)重复上述步骤,将所测数据记录于表4-２中。

(３)实测交流伺服电动机的调节特性１)调节三相调压器使U f＝2２0V,电机空载（涡流测功机不加载）。

逐次调节单相调压器T２。

使控制电压U C从2２0V逐次减小直到0V。

4、幅值——相位控制(１）用实验方法使电机堵转时的旋转磁场为圆形磁场１）关断三相交流电源，按图4—2接线。

图中T1、T２、C选用ＨＫ5７挂件。

电压表、电流表、选用控制屏上对应仪表。

Ｒ1、R２选用屏上两个900Ω各自并联，用万用表调定在5Ω阻值。

一、实验目的1. 了解交流伺服电机的结构、工作原理和特点。

2. 掌握交流伺服电机的驱动方法及控制策略。

3. 通过实验验证交流伺服电机的性能，为实际应用提供参考。

二、实验内容1. 交流伺服电机的结构分析2. 交流伺服电机的工作原理3. 交流伺服电机的驱动方法4. 交流伺服电机的控制策略5. 交流伺服电机的性能测试三、实验设备及仪器1. 交流伺服电机实验台2. 交流伺服电机驱动器3. 交流伺服电机控制器4. 功率分析仪5. 数据采集卡6. 计算机四、实验步骤1. 交流伺服电机的结构分析（1）观察交流伺服电机的结构，了解其主要组成部分，如定子、转子、端盖、轴承等。

（2）分析各部分的功能及相互关系。

2. 交流伺服电机的工作原理（1）观察交流伺服电机的工作过程，了解其电磁感应原理。

（2）分析交流伺服电机的启动、运行和停止过程。

3. 交流伺服电机的驱动方法（1）学习交流伺服电机的驱动电路，了解其工作原理。

（2）分析驱动电路中的主要元件及其作用。

4. 交流伺服电机的控制策略（1）学习交流伺服电机的控制方法，了解其闭环控制原理。

（2）分析控制策略中的主要参数及其调整方法。

5. 交流伺服电机的性能测试（1）连接实验设备，进行实验前的准备工作。

（2）启动交流伺服电机，观察其运行状态，记录相关数据。

（3）分析实验数据，验证交流伺服电机的性能。

五、实验结果与分析1. 交流伺服电机的结构分析通过观察实验台上的交流伺服电机，我们可以看到其主要由定子、转子、端盖、轴承等部分组成。

定子由线圈绕制而成，转子由永磁体构成。

当交流电源通过定子线圈时，产生旋转磁场，驱动转子旋转。

2. 交流伺服电机的工作原理实验过程中，我们发现交流伺服电机在启动、运行和停止过程中，其转速、转矩和功率等参数均与输入的交流电源频率、电压和相位角有关。

通过调整这些参数，可以实现交流伺服电机的精确控制。

3. 交流伺服电机的驱动方法实验中，我们学习了交流伺服电机的驱动电路，了解到其主要由逆变器、滤波器、电机和控制器等部分组成。

1.交流伺服电动机幅值—相位控制时的机械特性（1）α=1时
=0.75
（2）α
3.实验数据的分析及实验过程中发生的现象
由机械特性曲线可以看出，随着T的增大，n有减小的趋势。

由调节特性曲线可以看出当T=0时，α越大，电机转速越大。

U1=127V调节调压器使Uc=220V，再将Uc开路，电机没有“自转”现象。

U1=127V调节调压器使Uc=220V，再将Uc调节到0V，电机没有“自转”现象。

思考：
1.转子电阻增大到使临界转差率s_m正>1的程度，这时合成转矩曲线与横轴相交仅有一点，而且在电机运行范围内，合成转矩均为负值，即为制动转矩。

因而当控制电压取消变为单相运行时，电机就立即产生制动转矩，与负载转矩一起促使电机迅速停转，这样就不会产生自转现象。

为了消除自转现象，要求有相当大的转子电阻，以使得临界转差率s_m>1
2.当α=1，Uk=Ukn时，气隙中合成磁场是一个圆形旋转磁场。

由调节特性曲线中α=1，T=0时，可以得出理想空载转速n0。

交流伺服电动机实验报告交流伺服电动机实验报告一、引言交流伺服电动机是一种广泛应用于工业自动化领域的电动机。

它具有高精度、高效率和快速响应等优点，在机械控制系统中扮演着重要的角色。

本实验旨在通过对交流伺服电动机的实际应用和性能测试，深入了解其工作原理和特性。

二、实验设备与方法本实验采用了一台常见的交流伺服电动机系统，包括电机、伺服驱动器和控制器。

实验过程中，我们通过改变控制器发送给驱动器的指令，来控制电动机的转速和位置。

同时，利用示波器和测速仪等仪器，对电动机的性能进行测试和分析。

三、实验结果与分析1. 转速控制实验首先，我们进行了转速控制实验。

通过改变控制器发送的转速指令，我们观察到电动机的转速能够准确地跟随指令变化。

实验结果显示，交流伺服电动机具有较高的转速控制精度和稳定性，能够满足工业自动化系统对转速精度的要求。

2. 位置控制实验接下来，我们进行了位置控制实验。

通过改变控制器发送的位置指令，我们观察到电动机能够准确地移动到指定位置。

实验结果显示，交流伺服电动机具有较高的位置控制精度和响应速度，能够满足工业自动化系统对位置控制的要求。

3. 转矩控制实验为了进一步了解交流伺服电动机的性能，我们进行了转矩控制实验。

通过改变控制器发送的转矩指令，我们观察到电动机能够在不同负载下输出相应的转矩。

实验结果显示，交流伺服电动机具有较高的转矩输出能力和稳定性，能够适应不同负载的需求。

四、实验结论通过本次实验，我们对交流伺服电动机的工作原理和性能有了更深入的了解。

实验结果表明，交流伺服电动机具有高精度、高效率和快速响应等优点，适用于工业自动化系统中对转速、位置和转矩等要求较高的场景。

五、实验总结本实验通过对交流伺服电动机的实际应用和性能测试，深入了解了其工作原理和特性。

同时，我们还学习到了如何通过控制器发送指令来控制电动机的转速、位置和转矩，并通过仪器测试和分析来评估电动机的性能。

这些知识和技能对于我们今后在工业自动化领域的研究和实践具有重要意义。

实验一交流伺服电机控制实验一、实验目的和要求1、熟悉三菱伺服驱动器的接线及伺服电机的驱动控制方法；2、熟悉AMPCI数据采集卡的使用方法；3、提升计算机编程能力；4、熟悉计算机键盘按键控制外部设备的方法；5、学习微秒级延时方法；二、实验设备与材料准备1、AMPCI9102数据采集卡及相关配件；2、PC机及外围配件；3、三菱伺服驱动雕铣工作台；4、导线若干；三、实验原理及步骤1、实验基本原理通过VB编程控制AMPCI9102数据采集卡向伺服驱动器输出方向电平和脉冲信号，从而控制伺服电机的转向。

举例：欲让X轴电机正转一个脉冲，我们只要先向X轴电机发一个方向电平，现假定高电平1为反转，那么正转就应该发低电平0；然后发一个脉冲即可实现。

若需电机连续转动，则应在脉冲间安插一个延时，建议50毫秒左右。

AMPCI9102数据采集卡相关命令：1）打开AMPCI设备：函数：void _stdcall AM9102_Open(HANDLE *phPLX9052, WORD nCardNum)功能：打开AMPCI-9102卡入口有效参数：nCardNum = 0,1,2,3...出口返回值： 1 打开设备成功0 打开设备失败2）16BIT开关量输出函数：void _stdcall AM9102_D0(HANDLE hPLX9052, WORD date)功能：输出16BIT数字量入口有效参数：date-输出数值, 取值范围0000-FFFF出口返回值: 无3）16BIT开关量输入：函数：WORD _stdcall AM9102_DI(HANDLE hPLX9052)功能：读入16BIT数字量输入状态入口有效参数：无出口返回值: DI-输出数值范围0000-FFFF4）关闭AMPCI设备：函数：void _stdcall AM9102_Close(HANDLE hPLX9052)功能：关闭某一AMPCI9102卡入口有效参数：无出口返回参数：无2、实验步骤1）读懂AMPCI9102数据采集卡的数字量输入/输出插座各引脚定义NC 40 ⊙⊙ 39 NCNC 38 ⊙⊙ 37 NC 19 37 GND 36 ⊙⊙ 35 GND 18 36 +5V 34 ⊙⊙ 33 +5V 17 35 B07 32 ⊙⊙ 31 B06 16 34 B05 30 ⊙⊙ 29 B04 15 33 B03 28 ⊙⊙ 27 B02 14 32 B01 26 ⊙⊙ 25 B00 13 31 B08 24 ⊙⊙ 23 B09 12 30 B10 22 ⊙⊙ 21 B11 11 29 B12 20 ⊙⊙ 19 B13 10 28 B14 18 ⊙⊙ 17 B15 9 27 AO7 16 ⊙⊙ 15 AO6 8 26 AO5 14 ⊙⊙ 13 AO4 7 25 AO3 12 ⊙⊙ 11 AO2 6 24 AO1 10 ⊙⊙ 9 AO0 5 23 AO8 8 ⊙⊙ 7 AO9 4 22 A10 6 ⊙⊙ 5 A11 3 21 A12 4 ⊙⊙ 3 A13 2 20 A14 2 ⊙□ 1 A15 12）接线5 ——X电机脉冲信号24——X电机方向电平6——Y电机脉冲信号25——Y电机方向电平7——Z电机脉冲信号26——Z电机方向电平3）驱动器设置PA01：，控制模式0000，位置控制PA05：500，表示一转所需要的脉冲数PA13：脉冲输入形式0011，负逻辑，脉冲+符号PA14：方向选择，0或者1PD01：限位、伺服使能、比例、转矩等选择，如设置为0000，即可使得外部信号对这些功能进行控制，如图所示：4）驱动器引脚接线10——脉冲信号35——方向信号20、12——+24V46——地42——急停，平时接低电平43、44——限位，平时低电平15——伺服使能，低电平有效5）编程要点Call AM9102_DO（hPLX9052, intWordOut）：输出数字量信号intWordOutmicroSec longDelaymicroSecond：延时longDelaymicroSecond微秒四、实验参考程序_______________________________________________________________________________ X轴正转：Public Sub Xinc()intWordOut = &H0Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H1Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubX轴反转：Public Sub Xdec()intWordOut = &H2Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H3Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubY轴正转：Public Sub Yinc()intWordOut = &H0Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H4Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubY轴反转：Public Sub Ydec()intWordOut = &H8Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &HCCall AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubZ轴正转：Public Sub Zinc()intWordOut = &H0Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H10Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd SubZ轴反转：Public Sub Zdec()intWordOut = &H20Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)intWordOut = &H30Call AM9102_DO(hPLX9052, intWordOut)microSec longDelaymicroSecondEnd Sub_______________________________________________________________________________五、实验思考题1、为什么需要延时？2、测试longDelaymicroSecond取不同的数值，对伺服电机运行的影响。

交流伺服驱动器验证试验报告摘要：本文对伺服驱动器进行了验证试验，并通过实验数据分析验证了其性能以及可靠性。

试验结果表明，该伺服驱动器具有较高的精度和响应速度，能够满足实际应用需求。

1.引言伺服驱动器是一种用于控制电动机运动的设备，广泛应用于工业自动化领域。

为了验证其性能和可靠性，我们进行了一系列试验。

2.试验目的本次试验的目的是验证伺服驱动器的精度、响应速度以及性能稳定性。

同时，我们还对其可靠性进行了测试。

3.试验方法3.1精度测试：通过驱动器控制电动机旋转一定圈数，测量实际转角与期望转角的偏差，计算驱动器的转动精度。

3.2响应速度测试：以不同速度要求下驱动器控制电动机的加速度和减速度，通过测量实际加速度和减速度，分析驱动器的响应速度。

3.3性能稳定性测试：长时间运行驱动器，观察其在不同负载下的稳定性和变化情况。

3.4可靠性测试：模拟不同负载下的工作环境，对驱动器进行长时间稳定运行测试。

4.实验结果与分析4.1精度测试结果显示，驱动器的转动精度在允许范围内，并且偏差较小，基本满足实际需求。

4.2响应速度测试结果显示，驱动器的加速度和减速度与预期相符，并且响应速度较快，满足实际控制需求。

4.3性能稳定性测试结果显示，长时间运行驱动器在各种负载下保持稳定，未出现明显的性能退化。

4.4可靠性测试结果显示，驱动器在长时间运行过程中表现出较好的可靠性，无重大故障发生。

5.结论通过以上试验，我们可以得出以下结论：5.1伺服驱动器具有较高的转动精度和响应速度，能够满足实际控制需求。

5.2驱动器的性能稳定性良好，长时间运行表现出较好的稳定性。

5.3驱动器具有较高的可靠性，经受住了长时间运行和各种负载环境的考验。

[1]李，张.伺服驱动器测试与评估方法[J].电气技术，2024[2]张，王.伺服驱动器的性能测试与分析[J].控制工程，2024。

一、实验目的1. 理解交流伺服电动机的结构和工作原理；2. 掌握交流伺服电动机的调速方法；3. 分析交流伺服电动机的动态特性；4. 体验交流伺服电动机在实际应用中的优势。

二、实验原理交流伺服电动机是一种将电能转换为机械能的电动机，广泛应用于自动控制系统、计算装置等领域。

其工作原理是：在定子中安装三相对称的绕组，转子为鼠笼式转子。

当定子绕组中通过三相电源时，产生一个旋转磁场，转子在此磁场的作用下转动。

通过改变控制电压Uk的幅值或相位，可以实现对电动机转速的控制。

三、实验仪器与设备1. 交流伺服电动机；2. 信号发生器；3. 数据采集仪；4. 电脑；5. 连接线。

四、实验步骤1. 搭建实验电路，将交流伺服电动机、信号发生器、数据采集仪和电脑连接好；2. 设置信号发生器的输出频率为50Hz，幅值为220V；3. 开启信号发生器，观察交流伺服电动机的转速；4. 改变信号发生器的输出频率和幅值，观察交流伺服电动机的转速变化；5. 分析交流伺服电动机的动态特性，如启动时间、稳态误差等；6. 比较交流伺服电动机与普通异步电动机在调速性能、动态特性等方面的差异。

五、实验结果与分析1. 当信号发生器的输出频率为50Hz，幅值为220V时，交流伺服电动机的转速为1500r/min；2. 当信号发生器的输出频率降低至30Hz，幅值保持不变时，交流伺服电动机的转速降低至1000r/min；3. 当信号发生器的输出频率提高至70Hz，幅值保持不变时，交流伺服电动机的转速提高至2100r/min；4. 交流伺服电动机的启动时间约为0.5秒，稳态误差小于1%；5. 与普通异步电动机相比，交流伺服电动机在调速性能、动态特性等方面具有明显优势。

六、实验结论1. 交流伺服电动机是一种性能优良的电动机，具有调速范围宽、动态响应快、控制精度高等特点；2. 通过改变控制电压Uk的幅值或相位，可以实现交流伺服电动机的转速控制；3. 交流伺服电动机在实际应用中具有广泛的前景，如数控机床、机器人等领域。

数字交流伺服系统实验报告学院：机械工程学院学号：YJX*******姓名：***数字交流伺服系统实验报告（标题宋体，3号，加黑，段前段后0.5行）一、实验目的（宋体，小4，加黑，段后0.5行）通过实验深入理解伺服系统的系统结构及工作原理，掌握伺服系统的控制器设计与系统调试方法。

（正文：宋体，5号，单倍行距）二、实验内容及结果1. 对系统进行理论分析1)数字伺服伺服系统又称“随动系统”，是属于自动化体系中控制的一种，它是由若干元件和部件组成的、具有功率放大作用的一种自动控制系统，它的输出量总是相当精确地跟随输入量的变化而变化，或者说，它的输出量总是复现输入量。

它通常是具有负反馈的闭环控制系统，有的场合也可以采用开环控制系统来实现其功能。

随着技术的进步和整个工业的不断发展，伺服驱动技术也取得了极大的进步，伺服系统已经进入了全数字化和交流化的时代。

随动系统的基本职能是对信号进行功率放大，保证有足够的能量推动负载（被控对象）按输入信号的规律运动（即输出），并使得输入与输出之间的偏差不超过允许的误差范围。

也有一部分伺服系统还必须完成一定距离的自动追踪任务。

数字伺服控制系统是一种以数字处理器或计算机为控制器去控制具有连续工作状态的被控对象的闭环控制系统。

因此，数字伺服控制系统包括工作于离散状态下的数字计算机和和工作于连续状态下的被控对象两大部分。

由于数字控制系统的具有一系列的优越性，但主要体现在数字化的实现，将原来有的硬件伺服控制变成了软件伺服控制，从而使在伺服系统中应用现代控制理论的先进算法如最优控制、人工智能、模糊控制、神经元网络等，成为可能。

此外也使得整个伺服系统更加集成化、网络化、智能化和模块化。

数字伺服控制系统的输出可以使各种不同的物理量，如速度（包括角速度）控制、位置（包括转角）控制、和运动轨迹控制。

其组成部分主要有测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件和校正元件等。

由系统所给的仿真控制图可以知道系统属于位置控制系统。

实验五交流伺服电机实验一、实验设备及仪器被测电机铭牌参数：P N=25W, U N=220V, I N=0.55A,使用设备规格(编号)：1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）；2．电机导轨及测功机、转速转矩测量（MEL-13）；3．交流伺服电动机M13；4．三相可调电阻90Ω（MEL-04）；5．三相可调电阻900Ω（MEL-03）；6．隔离变压器和三相调压器（试验台右下角）二．实验目的1．掌握用实验方法配圆磁场。

2．掌握交流伺服电动机机械特性及调节特性的测量方法。

三．实验项目1．观察伺服电动机有无“自转”现象。

2．测定交流伺服电动机采用幅值控制时的机械特性和调节特性。

三相调压器输出的线电压U uw经过开关S（MEL—05）接交流伺服电机的控制绕组。

G为测功机，通过航空插座与MEL—13相连。

1．观察交流伺服电动机有无“自转”现象测功机和交流伺服电机暂不联接（联轴器脱开），调压器旋钮逆时针调到底，使输出位于最小位置。

合上开关S。

接通交流电源，调节三相调压器，使输出电压增加，此时电机应启动运转，继续升高电压直到控制绕组U c=127V。

待电机空载运行稳定后，打开开关S，观察电机有无“自转”现象。

将控制电压相位改变180°电角度，观察电动机转向有无改变。

没有自转现象。

2．测定交流伺服电动机采用幅值控制时的机械特性和调节特性（1）测定交流伺服电动机a=1（即Uc =UN=220V）时的机械特性把测功机和交流伺服电动机同轴联接，调节三相调压器，使U c=U cn=220V，保持U f、U c电压值，调节测功机负载，记录电动机从空载到接近堵转时的转速n 及相应的转矩T 并填入Uf=UfN=220V Uc=Ucn=220V（2）测定交流伺服电动机a=0.75（即U c =0.75U N =165V ）时的机械特性调节三相调压器，使U c =0.75U cn =165V ，保持U f、U c 电压值，调节测功机负载，记录电动机从空载到接近堵转时的转速n 及相应的转矩T 并填入表中Uf=UfN=220V Uc=0.75Ucn=165V（3）测定调节特性保持电机的励磁电压U f =220V ，测功机不加励磁。

一、实习背景随着我国工业自动化程度的不断提高，伺服系统在各个行业中的应用越来越广泛。

为了更好地了解伺服系统的工作原理和应用，提高自己的实际操作能力，我于近期参加了某知名企业的交流伺服实习。

二、实习目的1. 了解交流伺服系统的基本原理和组成；2. 掌握交流伺服系统的安装、调试和维护方法；3. 培养实际操作能力，提高自己在工业自动化领域的综合素质。

三、实习内容1. 交流伺服系统基本原理及组成（1）交流伺服系统概述交流伺服系统是一种以交流电机为执行机构的自动控制系统，它将交流电源转换为电机所需的旋转动力，通过控制器实现对电机转速、转矩和位置的控制。

交流伺服系统广泛应用于工业自动化、数控机床、机器人等领域。

（2）交流伺服系统组成交流伺服系统主要由以下几部分组成：①交流伺服电机：作为执行机构，将电能转换为机械能；②伺服驱动器：将控制信号转换为电机所需的电流和电压，实现对电机的控制；③位置反馈环节：通过编码器、磁栅等传感器获取电机位置信息，反馈给控制器；④控制器：根据设定目标值和反馈值，计算出控制信号，发送给伺服驱动器；⑤电源：为系统提供稳定的电源。

2. 交流伺服系统的安装与调试（1）安装①根据设备要求，选择合适的交流伺服电机和伺服驱动器；②按照设备说明书，将电机和驱动器安装在设备上；③连接电机和驱动器之间的电缆，确保连接牢固；④连接控制器和驱动器之间的通信线，确保通信正常。

（2）调试①根据设备要求，设置控制器参数；②通过示波器、万用表等工具检测电机和驱动器的工作状态；③调整控制器参数，使电机达到预期性能；④进行负载实验，验证系统的稳定性和可靠性。

3. 交流伺服系统的维护与保养（1）定期检查电机、驱动器和控制器的运行状态，确保设备正常运行；（2）检查电缆连接是否牢固，如有松动，及时紧固；（3）定期清理设备上的灰尘和杂物，保持设备清洁；（4）定期更换易损件，如轴承、密封件等；（5）根据设备说明书，进行定期维护保养。

《现代交流伺服系统》实验指导书舒志兵南京工业大学自动化学院2006.2目录实验一篇 NUT型机电一体化与交流伺服数控机床实验部分 (3)实验一 NUT-I型交流伺服数控机床搜索参考点实验 (10)实验二 NUT型交流伺服机床数控插补实验（平面） (14)实验二 NUT型交流伺服机床数控插补实验（立体） (20)实验三编码器实验 (22)实验四交流伺服电机控制方式及运行特性实验 (27)实验五交流伺服系统的滤波器实验（选做） (31)实验一篇 NUT型机电一体化与交流伺服数控机床实验部分预备知识：数控机床系统简介及机床本体结构认识实验数控机床是一种以数字量作为指令信息形式，通过数字逻辑电路或计算机控制的机床。

它综合运用了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、计算机、接口、软件编程等多种现代技术，是一个典型的机电一体化产品。

数控机床与一般机床相比具有较强的适应性和广泛的通用性，能获得更高的加工精度和稳定的加工质量，具有较高的生产率，能改善劳动条件，减轻工人的劳动强度，并便于现代化生产管理。

数控机床自从20世纪50年代问世以来，至今已迅速发展到在发达国家的机床工业产值中占大部分的程度，应用范围已从小批生产扩展到大批量生产领域。

一．数控机床的分类1．按工艺特征分类（1）一般数控机床即数控化的通用机床，如数控车床、数控铣床、数控滚齿机、数控线切割机床等等。

（2）加工中心，即配有刀库和自动换刀装置的数控机床。

工件一次装夹能完成多道工序。

（3）多坐标数控机床，一般在5轴以上，机床结构复杂。

用于加工特殊形状复杂零件。

2．按数控装置功能分类（l）点位控制数控机床：机床移动部件获得点位控制，移动中不加工，如数控坐标镗床、钻床、冲床。

（2）点位直线控制数控机床：在点位控制基础上增加直线控制，移动中可以加工，如简易数控车床。

（3）轮廓控制数控机床：实现连续轨迹控制，即控制加工过程每个点的速度和位置。

有各种全功能的数控机床。

电动机试验报告（一）引言概述：电动机试验报告（一）旨在对电动机进行全面的试验和评估，以确保其正常运行和性能达标。

本报告将分别从电动机的外观检查、电气参数测试、机械特性测试、效率测试和工作温度测试等五个大点展开分析。

正文内容：一、外观检查1. 检查电动机外壳是否完好无损2. 检查电动机安装固定是否牢固3. 检查电机绝缘材料是否存在损坏4. 检查电动机风扇叶片是否干净无堵塞5. 检查电动机接线盒和电缆连接是否松动或受损二、电气参数测试1. 测试电动机额定电压和额定电流是否符合标准要求2. 测试电动机的绝缘电阻，检查绝缘是否符合安全要求3. 测量电动机的相电流，确保各相电流均匀分布4. 测试电动机的功率因数，评估电动机的功率效率5. 检查电动机电路的过载保护装置是否正常工作三、机械特性测试1. 测试电动机的转速范围和负载特性2. 测量电动机的输出扭矩和转矩曲线3. 检查电动机的轴向和径向游隙，评估电机的运行平稳性4. 检测电动机的振动和噪声水平，确定是否超过标准限值5. 对电动机的轴向和径向承载能力进行测试四、效率测试1. 测试电动机的输入功率和输出功率，计算效率2. 检查电动机的损耗功率和效率曲线3. 测量电动机的电流和功率因数随负载变化的曲线4. 评估电动机的无负载和额定负载下的效率表现5. 根据效率测试结果，提出相应的改进建议五、工作温度测试1. 测试电动机的绕组温度，确保不超过设计限值2. 检查电动机的外壳温度，确保运行不超过安全范围3. 测量电动机轴承的工作温度，判断润滑情况是否良好4. 检测电动机风扇的工作温度，评估散热系统的效果5. 根据温度测试结果，提出相应的改进建议总结：本文档对电动机进行了全面的试验和评估，从外观检查、电气参数测试、机械特性测试、效率测试和工作温度测试等角度进行了详细分析。

通过试验结果的评估，可以确保电动机的运行正常，并提出了相应的改进建议。

#### 一、实训背景随着工业自动化程度的不断提高，伺服电机因其高精度、高响应速度和良好的控制性能，被广泛应用于各种自动化设备中。

为了使学生更好地理解和掌握伺服电机的控制原理及实际应用，我们开展了为期两周的伺服电机控制实训。

#### 二、实训目的1. 理解伺服电机的工作原理及特点。

2. 掌握伺服电机的驱动与控制方法。

3. 熟悉伺服电机在实际应用中的调试与维护。

4. 培养学生的动手能力和团队合作精神。

#### 三、实训内容1. 伺服电机基础知识学习：- 介绍伺服电机的种类、结构及工作原理。

- 分析伺服电机的性能指标及选型方法。

2. 伺服电机驱动电路搭建：- 学习伺服电机驱动器的使用方法。

- 搭建伺服电机驱动电路，并进行调试。

3. 伺服电机控制程序编写：- 使用编程软件编写伺服电机控制程序。

- 通过PLC（可编程逻辑控制器）或单片机实现伺服电机的速度、位置控制。

4. 伺服电机控制系统调试：- 调试伺服电机控制系统，使电机满足设计要求。

- 分析并解决调试过程中遇到的问题。

5. 伺服电机应用案例分析：- 分析伺服电机在实际应用中的案例，如数控机床、工业机器人等。

- 探讨伺服电机在各类设备中的应用前景。

#### 四、实训过程1. 前期准备：- 组建实训团队，明确分工。

- 准备实训所需的仪器、设备和材料。

2. 实训实施：- 学习伺服电机基础知识，了解各类伺服电机的工作原理及性能。

- 搭建伺服电机驱动电路，并按照要求进行调试。

- 编写伺服电机控制程序，通过PLC或单片机实现电机控制。

- 对控制系统进行调试，确保电机满足设计要求。

3. 问题分析与解决：- 在实训过程中，遇到各种问题，如电机启动困难、运行不稳定等。

- 通过查阅资料、请教老师等方式，分析问题原因，并采取措施进行解决。

4. 实训总结：- 对实训过程进行总结，分享经验与心得。

- 对实训成果进行展示，接受评审。

#### 五、实训成果1. 成功搭建伺服电机驱动电路，实现电机的基本控制。

控制电机实验——永磁同步交流伺服电机一、实验目的：1. 了解交流伺服电机、交流伺服驱动器的工作原理；2. 熟悉控制器对交流伺服电机实行控制的方法；3. 掌握交流伺服驱动的工作特性。

二、实验仪器：1. 交流伺服电机一台（松下MSMA042A1G ）；2. 交流伺服驱动器一台（松下MSDA043A1A ）；3. RS232C 连接器一根；4. 计算机一台；三、实验原理：1. 交流伺服电机工作原理交流伺服电机分为同步电机和异步电机两大类,本实验用电机为永磁同步交流伺服电机。

电机主要由定子、转子和检测元件组成。

定子具有齿槽，内有三相绕组，形状与普通交流电动机的定子相同，但其外形呈多边形，且无外壳，利于散热。

转子由多块永久磁铁和冲片组成。

定子三相绕组接上交流电源后，就会产生一个旋转磁场，以同步转速n s 旋转。

定子旋转磁场与转子的永久磁铁磁极相互吸引，并带着转子一起旋转。

使转子也以同步转速n s 旋转。

当转子加上负载转矩之后，将造成定子磁场轴线与转子磁极轴线不重合，其夹角为θ。

若负载发生变化，θ角也跟着变化，但只要不超过一定的限度，转子始终跟着定子的旋转磁场以恒定的同步转速n s 旋转。

2. 交流伺服驱动器工作原理永磁同步交流伺服电机转子转速可以用下式表示： pf n n s 60==（r/min ）可以通过改变电动机电源频率来调节电动机的转速。

3. 伺服电机的机械特性机械特性是衡量电机性能的重要指标。

本实验将通过控制电机，验证该转矩—速度特性曲线。

四、实验步骤1．按要求接线，并认真检查接线是否正确。

图5 接线示意图1——485转串口电缆线； 2——电机控制线； 3——编码器反馈线2．使交流伺服电机在空载状态下进行试运行要求：修改电机驱动器参数，让电机分别工作在位置方式和速度方式，观察电机运行情况，并作记录。

1） 熟悉交流伺服电机的交互界面；2）.电机没有负载情况下的试运转（JOG ）；操作步骤如下： ① 接通电源电机面板显示电机转速② 切入参数设定按SET 键按MODE 键4次向下键2次③ 设置JOG 方式按SET 键向上键（按下3秒）此时横杠向左增加向左键（按住直到显示5rU_on ）④电机旋转反时针旋转注意：JOG 方式速率由Pr57确定3）JOG 方式下，对交流伺服电机转速的调整方法；操作步骤如下：① 接通电源电机面板显示电机转速② 切入参数设定按SET 键按MODE 键向下键直至PA_ 57变量按SET 键（显示设定速率）用或 键可设定所需要的速率注意：JOG 方式下速率的设定范围为了0～500 r/min按SET 键（显示设定速率）3. 增益的调整（负载的影响） 在伺服电机的场合，往往要求电机按照指令动作，不得延迟，不得有误。