电机控制与拖动实验指导书
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电机控制与拖动
实验指导书
浙江大学机械电子控制研究所
2014.12
目录
目录 0
实验一三相异步电动机的起动与调速 (2)
实验二异步电机的M-S曲线测绘 (6)
实验三三相同步电动机 (9)
实验四直流他励电动机 (13)
实验五交流伺服电机实验 (17)
实验六直流伺服电机实验 (21)
实验七步进电动机实验 (25)
实验一三相异步电动机的起动与调速
一．实验目的
1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2．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．了解教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及各种电动机的使用方法。
2．异步电动机的直接起动。
3．异步电动机星形——三角形（Y-△）换接起动。
4．自耦变压器起动。
5．绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。
6．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．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏（含交流电压表）。
2．指针式交流电流表。
3．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。
4．电机起动箱（MEL-09）。
5．鼠笼式异步电动机（M04）。
6．绕线式异步电动机（M09）。
五．实验方法
1．由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法，注意事项。2．三相笼型异步电动机直接起动试验。
按图1-1接线，电机绕组为△接法。
起动前，把转矩转速测量实验箱（MEL-13）中“转矩设定”电位器旋钮逆时针调到底，“转速控制”、“转矩控制”选择开关扳向“转矩控制”，检查电机导轨和MEL-13的连接是否良好。
仪表的选择：交流电压表为数字式或指针式均可，交流电流表则为指针式。
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MEL-13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。）
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。
注：按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值计量。电流表受起动电流冲击，电流表显示的最大值虽不能完全代表起动电流的读数，但用它可和下面几种起动方法的起动电流作定性的比较。 c ．断开三相交流电源，将调压器退到零位。用起子插入测功机堵特孔中，将测功机定转子堵住。 d ．合上三相交流电源，调节调压器，观察电流表，使电机电流达2~3倍额定电流，读取电压值U K 、电流值I K 、转矩值T K ，填入表1-1中，注意试验时，通电时间不应超过10秒，以免绕组过热。 对应于额定电压的起动转矩T ST 和起动电流I 比按下式计算：
K K
ST ST T I I T 2)(= 式中I k ：起动试验时的电流值，A ；
T K ：起动试验时的转矩值，N.m ；
K K
N ST I U U I )(= 式中U K ：起动试验时的电压值，V ；
U N ：电机额定电压，V ；
表1-1
测 量 值
计 算 值 U K （V ）
I K （A ） T K （N.m ） T st (N.m) I st (A)
图3-5 异步电机直接起动实验接线图电源输出
三相交流
主控制屏
图1-1 异步电机直
接起动实验接线图
3．星形——三角形（Y-△）起动
按图1-2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。
4．自耦变压器降压起动
按图1-1接线。电机绕组为 △接法。
a ．先把调压器退到零位，合上电源开关，调节调压器旋钮，使输出电压达110伏，断开电源开关，待电机停转。
b ．待电机完全停转后，再合上电源开关，使电机就自耦变压器，降压起动，观察电流表的瞬间读数值，经一定时间后，调节调压器使输出电机达电机额定电压U N =220伏，整个起动过程结束。
5．绕线式异步电动机转绕组串入可变电阻器起动 实验线路如图1-3，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MEL-09的绕线电机起动电阻（分0，2，5，15，∞五档），MEL-13中“转矩控制”和“转速控制”开关扳
图3-6 异步电机星形-三角形起动
电源输出
三相交流
主控制屏
MEL-05
图1-2 异步电机星
形-三角形起动
图3-7 绕线式异步电机转子绕组串电阻起动实验接线图主控
制屏
交流
电源
输出
图1-3 绕线式异步电机转子
绕组串电阻起动实验接线图
电机与拖动基础实验指导书
目录 实验一认识实验-----------------------------------2 实验二直流并励电动机------------------------------- 6 实验三直流串励电动机-------------------------------10 实验四单相变压器-----------------------------------13 实验五三相变压器-----------------------------------20 实验六三相三绕组变压器-----------------------------27 实验七三相鼠笼异步电动机的工作特性---------------- 30 实验八三相异步电动机的起动与调速（综合性实验）------38 实验九三相同步发电机的运行特性 --------------------42
实验一认识实验 一．实验目的 1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2．认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。 3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。 二．预习要点 1．如何正确选择使用仪器仪表。特别是电压表、电流表的量程。 2．直流他励电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串联起动变阻器？不连接会产生什么严重后果？ 3．直流电动机起动时，励磁回路连接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？若励磁回路断开造成失磁时，会产生什么严重后果？ 4．直流电动机调速及改变转向的方法。 三．实验项目 1．了解MEL系列电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。 2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。 四．实验设备及仪器 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）或电机导轨及校正直流发电机 3．直流并励电动机M03 4．220V直流可调稳压电源（位于实验台主控制屏的下部） 5．电机起动箱（MEL-09）。 6．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。 五．实验说明及操作步骤 1．由实验指导人员讲解电机实验的基本要求，实验台各面板的布置及使用方法，注意事项。 2．在控制屏上按次序悬挂MEL-13、MEL-09组件，并检查MEL-13和涡流测功机的连接。 3．用伏安法测电枢的直流电阻，接线原理图见图1-1 U：可调直流稳压电源 R：3000Ω磁场调节电阻（MEL-09）
题目 1：永磁同步电机双闭环矢量控制系统仿真 一．实验目的 1．加深理解永磁同步电机矢量控制系统的工作原理 2．掌握永磁同步电机驱动系统仿真分析方法 二．实验要求： 1.永磁同步电机双闭环控制系统建模 2.电流控制器设计 3.电流环动态跟随性能仿真实验 4.转速控制器设计 5.转速环抗负载扰动性能仿真实验 6.给出仿真实验结果与理论分析结果的对比及结论 三．预习内容 注：以下所有找不到的器件均可以通过搜索框搜索 Simulink的启动在MATLAB中键入>>Simulink，进入Simulink library，2014 版本的可直接点击MATLAB界面上的 Simulink library，在Simulink界面上选择 File->New->Model 。如图 1 所示： 图 1 Simulink界面 在 Simulink一级标题下点击source 将 step( 阶跃函数 ) 拖入空白文件作为
转速给定，也可用两个ramp 函数相减，使转速缓慢达到预定转速，如图2： 图2 转速给定 在 Simulink一级标题下点击Ports & Subsystems 选择Subsystem 放入空白文件并双击，删除In1 和 Out1 的连线，如图 3： 图3 子函数模块 选择 Simulink>Continuous下的integrator、Simulink>discontinuous下的 Saturation、Simulink>math operation下的gain和Add，连好线后保存并返回，作为 PI 调节器，其中 saturation可设置上下限为100和-100，如图4：
实验报告 一．实验目的 通过空载实验和短路实验测定变压器的变比和稳态阻抗参数。 二．预习要点 1.变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？ 2.在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ 3.如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。 三．实验项目 1.空载实验：测取空载特性U O = f (I O)，P O= f (U O)。 2.短路实验：测取短路特性U K = f (I K)，P K = f (I)。 四．实验设备及仪器 1．交流电压表、交流电流表、功率及功率因数表（NEEL-001B） 2．单相变压器（NMEL-01三相组式变压器） 五．实验方法
2．短路实验 七．实验报告 1.计算变比（空载试验） 由空载实验测取变压器的原、副方电压的三组数据，分别计算出变比，然后取其平均值作为变压器的变比K 。 K=U 1u 1.1u 2／U 2u 1.2u 2 K1 = 253.5/132 = 1.92, K2 = 230.8/120.7 = 1.91, K3 = 210.6/110.7 = 1.90 = (K1 + K2 + K3)/3 = 1.91 2.绘出空载特性曲线和计算激磁参数（空载试验） (1)绘出空载特性曲线 U O = f (I O )； P O = f (U O )； O ?cos = f (U O ) 式中：O o P = ?cos K I0
(2)计算激磁参数 从空载特性曲线上查出对应于Uo=U N 时的I O 和P O 值，并由下式算出激磁参数 2O O m I P r = ；O O I U Zm = ； 2 2m m m r Z X -= = 4.852/0.105^2=440Ω, Zm = 110.7/0.105=1054Ω, Xm = = 958 Ω 3.绘出短路特性曲线和计算短路参数（短路试验） （1）绘出短路特性曲线 U K = f (I K )； P K = f (I K )； K ?cos = f (I K ) m r 440^2-1054^2P0 U0 U0
实验一单相变压器 一、实验目的 1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2、通过负载实验测取变压器的运行特性。 二、预习要点 1、变压器的空载和短路实验有什么特点？实验中电源电压一般加在哪一方较合适？ 2、在空载和短路实验中，各种仪表应怎样联接才能使测量误差最小？ 3、如何用实验方法测定变压器的铁耗及铜耗。 三、实验项目 1、空载实验 测取空载特性U0=f(I0)，P0=f(U0) , cosφ0=f(U0)。 2、短路实验 测取短路特性U K=f(I K)，P K=f(I K), cosφK=f(I K)。 3、负载实验 （1）纯电阻负载 保持U1=U N，cosφ2=1的条件下，测取U2=f(I2)。 （2）阻感性负载 保持U1=U N，cosφ2=0.8的条件下，测取U2=f(I2)。 四、实验方法 1、实验设备
图1-1 空载实验接线图 2、空载实验 1）在三相调压交流电源断电的条件下，按图1-1接线。被测变压器选用三相组式变压器DJ11中的一只作为单相变压器，其额定容量 P N =77W ，U 1N /U 2N =220/55V ，I 1N /I 2N =0.35/1.4A 。变压器的低压线圈a 、x 接电源，高压线圈A 、X 开路。 2）选好所有电表量程。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转到底，即将其调到输出电压为零的位置。 3）合上交流电源总开关，按下“开”按钮，便接通了三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压U 0=1.2U N ，然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2U N 的范围内，测取变压器的U 0、I 0、P 0。 4）测取数据时，U=U N 点必须测，并在该点附近测的点较密，共测取数据7-8组。记录于表1-1中。 5）为了计算变压器的变比，在U N 以下测取原方电压的同时测出副方电压数据也记录于表1-1中。
《电机与拖动基础》 实验指导书
实验要求与注意事项 一：实验之前必须进行充分的预习，初步明确实验的目的、要求、方法和步骤。画出实验线路图，经老师检查合格后才可以到实验室做实验。 二：由于本实验是220伏直流电，交流电，并且都是高速旋转的电机，所以一定要有安全意识，遵守实验室规则，确保人身安全。 三：实验之前应对所实验的电机作一般性的检查，如电机的装配质量，名牌数据，测试中仪表量程的选择等。以便保护设备的完好。爱护实验仪器和设备。 四：实验线路接好之后，同学先自己检查是否接线正确，然后再由老师检查，无误后，方可通电进行实验。 五：实验过程中，调节负载或者改变电阻、电压、转速、等量时，必须先考虑其它量的变化关系，并随时注意转速和电流是否超过额定值。 六：实验中要仔细观察，正确的操作，完整的纪录，深入的分析研究。实验过程中如发生故障，应立即切断电源，分析故障原因，设法排除故障。 七：实验后，要写出实验报告。其内容根据每个实验的要求而定。除了列出实验结果之外，还要有分析和结论。计算内容必须列出所有的公式，并以一组数据为例进行计算，其它可直接列入数据表格中。 目录 实验一：直流电动机的机械特性 (1) 实验二：三相异步电动机的机械特性 (7) 实验三：异步电动机的M-S曲线测绘 (11)
实验一直流电动机的机械特性 一、实验目的 （一）测定直流他激电动机的固有特性和人为特性。 （二）了解直流电动机在各种运行状态下的接线方法、启动方式和运行状况。（三）用理论计算的方法求出所测取的机械特性，并与实验结果作分析比较从而加深对理论知识的理解。 二、预习要点 （一）改变直流他激电动机机械特性有哪些方法？ （二）直流他激电动机在什么情况下，从电动运行状态到回馈制动状态？（三）直流他激电动机回馈制动的能量传递关系、电势平衡方程式及机械特性。（四）直流他激电动机反接制动的能量传递关系、电势平衡方程式及机械特性。 三、实验项目 （一）测定直流他激电动机在电动状态时的固有特性（Ra= 0）。 （二）测定直流他激电动机在电动、反接、再生、能耗、状态下的人为机械特性。 四、实验仪器与设备 （一）MEL系列电机教学实验台主控制屏 （二）电机导轨及测功机、转矩测速测量组件（NMEL-13）、电机 导轨、转速表 （三）直流并励电动机M03、M01、（接成他励方式） （四）直流稳压电源（NMEL-18A） （五）直流电压表、毫安表、安培表（MEL-001E） （六）波形测试及开关板（NMEL-5） （七）三相可调电阻900欧姆（NMEL-3） （八）三相可调电阻90欧姆（NMEL-4） （九）电机启动箱（NMEL-09）
电力电子技术及电机控制实验装置实验指导书(doc 61页)
电力电子技术实验指导书武夷学院机电工程学院
目录 第一章DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置简介 (1) 1-1 控制屏介绍及操作说明 (1) 1-2 DJK01电源控制屏 (1) 1-3 各挂件功能介绍 (4) 第二章电力电子及电机控制实验的基本要求和安全操作说明 (80) 1-1 实验的特点和要求 (81) 1-2 实验前的准备 (82) 1-3 实验实施 (83) 1-4 实验总结 (85) 1-5 实验安全操作规程 (87) 第三章电力电子技术实验 (89) 实验一 SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 (89) 实验二锯齿波同步移相触发电路实验 (95) 实验三单相桥式半控整流电路实验 (100) 实验四直流斩波电路原理实验 (108) 实验五单相交流调压电路实验 (116) 实验六三相半波可控整流电路实验 (124) 1
第一章DJDK-1 型电力电子技术及电机控制实验装置简介 1-1 控制屏介绍及操作说明 一、特点 (1)实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《自动控制系统》、《直流调速系统》、《交流调速系统》、《电机控制》及《控制理论》等课程所开设的主要实验项目。 (2)实验装置占地面积小，节约实验室用地，无需设置电源控制屏、电缆沟、水泥墩等，可减少基建投资；实验装置只需三相四线的电源即可投入使用，实验室建设周期短、见效快。 (3)实验机组容量小，耗电小，配置齐全；装置使用的电机经过特殊设计,其参数特性能模拟3KW 左右的通用实验机组。 (4)装置布局合理，外形美观，面板示意图明确、清晰、直观；实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备， 1
电机系统教学实验台使用说明 概述 ＭEL—Ⅰ型电机系统教学实验台总体外观结构如图1所示。图中序号5为涡流测功机及其导轨,序号8为安装在电机工作台上得被试电机。被试电机可以根据不同得实验内容进行更换。为了实验时机组安装方便与快速得要求,实验台得各类电机均设计成相同得中心高。同时,各电机得底脚采用了与普通电机不同得特殊结构形式。在机组安装时，将各电机之间通过联轴器同轴联结,被试电机得底脚安放在电机工作台得导轨上,只要旋紧两只底脚螺钉，不需做任何调整,就能准确保证各电机之间同心度，达到快速安装得目得。当测量被试电动机输出转矩时,可从序号4得测功机力矩显示窗中直接读取。被试电机得转速就是通过与测功机同轴联接得直流测速发电机来测量得。转速高低可以从图4得转速表直接读取。 图１电机系统教学实验台总体外观 序号2为电源控制屏,通过调压器输出单相或三相连续可调得交流电源。 序号1为仪表屏,根据用户得需要配置指针式与数字式表。
序号3为实验桌,内可放置各种组件及电机,桌面上放置测功机及导轨。 序号６为实验时所需得仪表,可调电阻器,可调电抗器与开关箱等组件。这些组件在 实验台上可任意移动。组件内容可以根据实验要求进行搭配。 第一章主要结构部件 2.电压表。可指示实验台输入得电压与交流电源输出得线电压,通过指针表旁边得开关切换。 3.三相主电源U、Ｖ、W输出。 4．保险丝座。３只3A保险丝分别就是u、v、w三相电源输出得保险丝，进行电源得短路保护,一旦电网电压对称输入,而电源输出不对称,则有可能烧毁保险丝。 5.调压器。 三相调压器得容量为１、5KVＡ,线电压0～４３０V连续可调,为了保证实验者得实验,电网与三相调压器之间接有隔离变压器或漏电保护器。三相调压器可调节单相或三相电压输出。当沿逆时针旋到底输出电压最小，改变旋钮位置,即可调节输出交流电源电压得大小。 6．主电源控制开关。当按下此开关时，红灯灭绿灯亮，主电路接触器闭合,U、V、W输出交流电。
电机及电力拖动技术实验指导书 自动化实验室编 工程大学教务处 （二〇一四年）
目录 实验安全操作规程 0 预备实验直流电机认识实验 (1) 实验一直流电动机 (4) 实验二直流电动机各种运转状态的机械特性测试 (7) 实验三单相变压器实验 (11) 实验四三相异步电动机的起动与调速 (16) 实验安全操作规程 为顺利完成实验任务，确保人身安全与设备安全，实验者要遵守如下规定：1、接线、拆线或多处改接线路时要切断电源。实验中确需带电更改少量线路 时，可用一只手操作，一次拔插一根线，不可双手同时接触线路。任何时候人体都不得接触导线裸漏部分等可能带电的部件。 2、完成接线或改接线路后要经指导教师检查，并使周围同学注意后方可接通 电源。 3、实验中如发生事故，应立即切断电源，并妥善处理。 4、实验室总电源开关的闭合由实验指导人员操作，其他人员允许分闸但不得 合闸。 5、实验中电动机高速旋转，要谨防衣服、围巾和头发等卷入其中造成人身伤 害。
预备实验直流电机认识实验 一、实验目的 (1).进行电机实验的安全教育和明确实验的基本要求。 (2).认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件。 (3).学习他励电机（并励电机接他励方式）的接线、起动、改变电机转向以及调速的方 法。 二、预习要点 (1).直流电动机起动的基本要求。 (2).直流电动机起动时，为什么在电枢回路中需要串接起动变阻器？ (3).直流电动机起动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置？为什么？ 三、实验项目 (1).了解实验装置中电机实验台的直流电机电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、 可调电阻器、智能直流电压电流表RTZN02、电动机RTDJ32的使用方法。 (2).直流他励电动机电枢串电阻起动。 (3).改变串入电枢回路电阻或改变串入励磁回路电阻时，观察电动机转速变化情况。 四、实验设备 (1).RTZN02或JPT01智能直流电压表、安培表，用2只 (2).JPZN12-1智能转矩、转速、功率表 (3).RTDJ09三相可调电阻器（90Ω） (4).RTDJ10三相可调电阻器（900Ω） (5).RTDJ32直流并励电动机 (6).JPDJ45校正过直流电机 (7).JPDJ47-1电机导轨、旋转编码器 (8).RTDJ12波形测试及开关板（可以不用开关，直接插拔实验线） 五、实验说明及操作步骤 1、由实验指导老师讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。 2、仪表和三相可调电阻器的选择 仪表的量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择。 (1).电压量程的选择 如测量电动机两端为220伏的直流电压，选用RTZN02或JPZN01的直流电压表，该电压表量程均为300V量程。 (2).电流量程的选择 因为额定电流为1.25A，测量电枢电流的电流表可选用RTZN02或JPZN01的直流安培表。额定励磁电流小于0.16A，电流表选用直流毫安表。
电机控制实验指导书 广东工业大学信息工程学院 2013.1
实验安全操作规程 为了顺利完成电力电子技术及电机控制实验，确保实验时人身安全与设备可靠运行要严格遵守如下安全操作规程： (1)在实验过程时，绝对不允许实验人员双手同时接到隔离变压器的两个输出端，将人体作为负载使用。 (2)为了提高学生的安全用电常识，任何接线和拆线都必须在切断主电源后方可进行。 (3)为了提高实验过程中的效率，学生独立完成接线或改接线路后，应仔细再次核对线路，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。 (4)如果在实验过程中发生过流告警，应仔细检查线路以及电位器的调节参数，确定无误后方能重新进行实验。 (5)在实验中应注意所接仪表的最大量程，选择合适的负载完成实验，以免损坏仪表、电源或负载。 (6)电源控制屏以及各挂件所用保险丝规格和型号是经我们反复实验选定的，不得私自改变其规格和型号，否则可能会引起不可预料的后果。 (7)在完成电流、转速闭环实验前一定要确保反馈极性是否正确，应构成负反馈，避免出现正反馈，造成过流。 (8)除作阶跃起动试验外，系统起动前负载电阻必须放在最大阻值，给定电位器必须退回至零位后，才允许合闸起动并慢慢增加给定，以免元件和设备过载损坏。 (9)在直流电机启动时，要先开励磁电源，后加电枢电压。在完成实验时，要先关电枢电压，再关励磁电源。
目录 实验安全操作规程........................................................................ 错误!未定义书签。目录............................................................................................ 错误!未定义书签。实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验.... 错误!未定义书签。实验二晶闸管直流调速系统主要单元的调试........................ 错误!未定义书签。实验三单闭环不可逆直流调速系统实验................................ 错误!未定义书签。实验四双闭环不可逆直流调速系统实验.............................. 错误!未定义书签。实验五逻辑无环流可逆直流调速系统实验.......................... 错误!未定义书签。实验六双闭环三相异步电机调压调速系统实验.................... 错误!未定义书签。实验七双闭环三相异步电机串级调速系统实验.................... 错误!未定义书签。
DDSZ-1型电机及电气技术实验装置交流及直流电源操作说明 实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。开启三相交流电源的步骤为： 1）开启电源前，要检查控制屏下面“直流电机电源”的“电枢电源”开关（右下角）及“励磁电源”开关（左下角）都须在“关”断的位置。控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮必须在零位，即必须将它向逆时针方向旋转到底。 2）检查无误后开启“电源总开关”，“关”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。 3）按下“开”按钮，“开”按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔U、V、W及N上已接电。实验电路所需的不同大小的交流电压，都可适当旋转调压器旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得。输出线电压为0-450V（可调）并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当电压表下面左边的“指示切换”开关拨向“三相电网电压”时，它指示三相电网进线的线电压；当“指示切换”开关拨向“三相调压电压”时，它指示三相四线制插孔U、V、W和N输出端的线电压。 4）实验中连接线路时，如果挂件距离较远，必须选择合适的导线，不允许以两条短导线连接。如果需要改接线路，必须按下“关”按钮以切断交流电源，保证实验操作安全。实验完毕，还需关断“电源总开关”，并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋钮调回到零位。将“直流电机电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关拨回到“关”断位置。 开启直流电机电源的操作： 1）直流电源是由交流电源变换而来，开启“直流电机电源”，必须先完成开启交流电源，即开启“电源总开关”并按下“开”按钮。 2）在此之后，接通“励磁电源”开关，可获得约为220V、0.5A不可调的直流电压输出。接通“电枢电源”开关，可获得40～230V、3A可调节的直流电压输出。励磁电源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的1只直流电压表指示。当将该电压表下方的“指示切换”开关拨向“电枢电压”时，指示电枢电源电压，当将它拨向“励磁电压”时，指示励磁电源电压。但在电路上“励磁电源”与“电枢电源”，“直流电机电源”与“交流三相调压电源”都是经过三相多绕组变压器隔离的，可独立使用。 3）“电枢电源”是采用脉宽调制型开关式稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时的保护电路。所以本电源在开机时，从电枢电源开合闸到直流电压输出约有3～4秒钟的延时，这是正常的。 4）电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路。当输出电压出现过压时，会自动切断输出，并告警指示。此时需要恢复电压，必须先将“电压调节”旋钮逆时针旋转调低电压到正常
实验一步进电机基本原理实验 一、实验目的 1、了解步进电动机的基本结构和工作原理。 2、掌握步进电机驱动程序的设计方法。 二、实验原理 步进电动机又称为脉冲电机，是工业过程控制和仪表中一种能够快速启动、反转和 制动的执行元件。其功能是将电脉冲转换为相应的角位移或直线位移。步进电动机的运 转是由电脉冲信号控制的，步进电动机的角位移量或线位移量与脉冲数成正比，每给一 个脉冲，步进电机就转动一个角度（步距角）或前进/倒退一步。步进电机旋转的角度由 输入的电脉冲数确定，所以，也有人称步进电动机为一个数字/角度转换器。 当某一相绕阻通电时，对应的磁极产生磁场，并与转子形成磁路，这时，如果定子 和转子的小齿没有对齐，在磁场的作用下，由于磁通具有力图走磁阻最小路径的特点， 转子将转动一定的角度，使转子与定子的齿相互对齐，由此可见，错齿是促使电机旋转 的原因。 四相步进电动机以四相单四拍、四相双四拍、四相八拍方式工作时的脉冲分配表如 表1，表2和表3 表1 四相单四拍脉冲分配表表2 四相双四拍脉冲分配表 时，若用手旋转它，感觉很难转动。
三、实验步骤： 1.将DRYDC-A型运动控制台的电源线和串行通信接口线连接好。 2.打开DRMU-ME-B综合实验台的电源总开关，开关电源的开关，采集仪开关。 启动硬件设备。 3.打开计算机，从桌面或程序组运行DRLink主程序，然后点击DRLink快捷 工具条上的“联机注册”图标，选择“DRLink采集主卡检测”进行注册。 没有使用信号采集主卡的用户可选择：“局域网服务器”进行注册，此时，必需在对话框中填入DRLink服务器的主机IP地址。 4.点击DRLink快捷工具条上“文件夹”图标，出现文件选择对话框，在实验 目录中选择“步进电机基本原理”实验，并启动该实验。 5.点击该实验脚本中的“开关”按钮，向运动控制卡下载实验程序。 6.本实验中先做步进电机的驱动实验：选择运行方式为“连续驱动”，依次选 择步进电机的工作方式为：四相单四拍、四相双四拍、四相八拍；方向可以是任意的；脉冲间隔参数可用5～10ms。点“电机驱动”按钮，驱动电机工作。观察电机的工作情况。（对于四相八拍的工作方式，脉冲间隔最小可以到2ms）终止电机运行请在运行方式中选择“停止保持”或“停止不保持”。 7.步进电机的自锁实验：运行方式选择“停止保持”，其它参数不变，点“电 机驱动”按钮。可以使步进电机某相通电，处于“自锁”状态。此时，用手转动电机的皮带轮，可以感到转动比较困难。 8.步进电机的步距角演示：运行方式选择“单步驱动”，点“电机驱动”按钮。 每点击一次“电机驱动”按钮，步进电机旋转一个角度，这个角度就是步距角。对于本实验台步距角为1.8o。 除了可以使用DRLink平台下的实验脚本进行本实验外，还可以使用C-51的C语言程序进行本实验。本运动控制平台在内部使用了DRMC-A型运动控制卡，其CPU是ADUC842，关于ADUC842的硬件的详细信息，请参考我们提供的pdf 文档。在DRMC-A型运动控制台，步进电机的端口地址：0x8000，用低4位表示电机的4相，1表示发送脉冲，0表示空。根据步进电机的工作方式的脉冲分配表（表1～3），逐步向端口的低4位写入0和1就可以了。具体的程序请参考StepMotor1.c～StepMotor5.c。在生成执行代码后，按运动控制台的“PRG”+“RST”按钮后，使用Windows Serial Downloader将执行程序下载到单片机内。 四、实验报告要求 1.简述步进电机的工作原理。 2.简述步进电机的四相八拍工作方式的优、缺点。 五、思考题 根据四相双四拍脉冲分配表（表2），参考StepMotor1.c，设计四相双四拍工作
《电机与拖动实验》课程学习要求 一、课程考核形式 本课程的考核形式为离线作业（实验报告），无在线作业和考试。“离线作业及要求”在该课程的“离线作业”模块中下载。 二、离线作业要求 学生需要在平台离线作业中下载“大工18秋《电机与拖动实验》实验报告”，观看实验课件，根据课件中的操作及实验结果来读取实验数据、认真填写“大工18秋《电机与拖动实验》实验报告”，并提交至课程平台，学生提交的实验报告作为本课程考核的依据，未提交者无成绩。 《电机与拖动实验》的实验报告由单相变压器实验、直流发电机实验、三相鼠笼异步电动机实验、三相同步发电机的并联运行实验四个独立的部分构成，学生需要完成实验报告的全部内容。 三、离线作业提交形式及截止时间 学生需要以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M以内），选择已完成的作业，点“上交”即可。如下图所示。 截止时间：2019年3月11日。在此之前，学生可随时提交离线作业，如需修改，可直接上传新文件，平台会自动覆盖原有文件。 四、离线作业批阅 老师会在作业关闭后集中批阅离线作业，在离线作业截止提交前不进行任何形式的批阅。 注意事项：
独立完成实验报告，不准抄袭他人或者请人代做，如有雷同，成绩以零分计！ 大连理工大学网络教育学院 2018年11月附录：实验报告
网络教育学院电机与拖动实验报告 学习中心：奥鹏学习中心 层次：专升本 专业：电气工程及其自动化 学号： 学生： 完成日期：年月日
实验报告一 实验名称： 单相变压器实验 实验目的： 1. 通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2. 通过负载实验测取变压器的运行特性。 实验项目： 1. 空载实验 测取空载特性0000U =f(I ), P =f(U )。 2.短路实验 测取短路特性k k k U =f(I ), P =f(I)。 3.负载实验 保持11N U =U ，2cos 1?=的条件下，测取22U =f(I ) （一）填写实验设备表
《电机与拖动基础》实验报告 姓名：折丽红、林芳芳、岳阳 ：自动化 学号： 指导老师：邹洪波 杭州电子科技大学自动化学院 2014年修订
实验一他励直流电动机机械特性的测定 一.实验目的 1．掌握用实验方法测取他励直流电动机的工作特性和机械特性。 2．掌握他励直流电动机的调速方法。 二.预习要点 1．什么是直流电动机的工作特性和机械特性？ 2．直流电动机调速原理是什么？ 三．实验设备及仪器 1．SMCL电力电子及电气传动教学实验台的主控制屏。 2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（NMEL-13F）。 3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表）。 4．直流电压、毫安、安培表（NMEL-06）。 5. 直流励磁及电源（NMEL－18A）。 6．他励直流电动机M03。 7．开关板（NMEL-05B）。 8．三相可调电阻900Ω（NMEL-03）。 四．实验内容 1．学习起动直流电动机。 2．测定他励直流电动机固有机械特性。 3．测定改变电源电压及串电阻的人为机械特性。 五．实验方法 1 . 他励直流电动机固有机械特性的测定 M03为他励直流电动机U N=220V，I N=1.1A，n N=1600r/min，P N=185W；励磁电压U f=220V，励磁电流I f≤0.080A。 直流电压表V为220V可调直流稳压电源自带；直流电流表mA1、A1分别为220V可调直流稳压电源自带毫安表、安倍表；按图1-1接线，在开启电源前，检查开关、电阻等的设置。 实验步骤： （1）R2电阻位于NMEL-09中间电阻，顺时针调到底（最小）； （2）R1电阻位于NMEL-04最上面电阻，逆时针调到底（最大）； （3）R4电阻位于NMEL－03最上面电阻，逆时针调到底（最大）； （4）NMEL-05B开关S1合向“1”端
安徽工程大学 《控制电机》课程实验指导书 专业：自动化 安徽工程大学电气工程学院 2013年12月
目录 步进电动机使用说明 (2) 实验一步进电动机（2学时） (5) 实验二交流伺服机电动机（2学时） (10)
步进电动机说明 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，它是将电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；其转速与电脉冲的频率成正比。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、计算机外设，数、模变换等数字控制系统中作为元件。 一、使用说明 D54步进电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状况。 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。 因实验装置仅提供三相反应式步进电动机，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（见附录） 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：5Hz～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：390×200×230mm3 3、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”动态自检过程，而 后停显在系统的初态“┤.3”。 (2)控制键盘功能说明 设置键：手动单步运行方式和连续运行各方式的选择。
电机与拖动实验报告 学习中心：江苏南通如皋奥鹏 层次：专升本 专业：电气工程及其自动化 学号： 学生：刘平 完成日期：2015 年3 月9 日 实验报告一 实验名称：单相变压器实验 实验目的：1.通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2.通过负载实验测取变压器的运行特性。 实验项目：1.空载实验测取空载特性OOOOU=f(l),P=f(U) 。 ____________________________ 2. 短路实验测取短路特性kkkU=f(l),P=f(l) 。 3.负载实验保持11NU=U 2cos1的条件下，测取22U=f(l) (一)填写实验设备表
（二）空载实验 1 ?填写空载实验数据表格表1-1
2.Fe m m 表1-2 （三）短路实验
1. 填写短路实验数据表格 表2 室温= °C （四）负载实验 1. 填写负载实验数据表格 表3 cos 2=1 U i=U=110V （五）问题讨论 1. 什么是绕组的同名端 答：两个具有互感的线圈，在某一端通入电流时，两个线圈产生的磁通方向是相同的，
那两个线头就叫“同名端” 2. 为什么每次实验时都要强调将调压器恢复到起始零位时方可合上电源开关或断开电源开关 答：主要是为了防止在高压下合闸产生较大的冲击损坏设备。其次是因为既然 需要调压器对负载进行调压，那么调压器后面的负载情况就是一个不确定因素，就不能事先预料在较高电压下负载可能情况。因此，就需要从低电压慢慢调高电压，观察负载的情况。而断开电源时，如果负载时隔较大的感性负载，那么在高电压状况下突然停电会产生很高的感应电势。 3. 实验的体会和建议 通过实验学会不在实验时应根据需要正确选择各仪表量程保护实验设备，同时通过实验 我对变压器的参数有了进一步的认识和理解，对变压器的特性有了更具体深刻的体会与学
电机学实验指导书 电气信息工程学院 2017年07月
前言 1、电机实验是学习研究电机理论的重要环节，其目的在于通过实验验证和研究电机理论，使学生掌握电机实验的方法和基本技能，培养学生严肃认真事实求是的科学作风。所设置的实验项目均为验证性实验。 2、本实验主要介绍电气自动化和电力系统自动化中常用的直流电机、变压器、异步电机的相关实验和实验原理，学生可以掌握实验方法，学会选择仪表，测取实验数据等基本实验研究技能。通过实验，加深对电机学理论知识的理解。 3、本实验指导书可作为电气工程及其自动化和自动化等强电方向专业的辅助教材和参考书。 4、本次修订工作主要针对电机学教学大纲并结合教仪设备进行了必要的调整。
目录 本实验课程的说明 (2) 实验一他励直流电机的工作特性与调速性能测定(Ⅰ) (3) 实验二他励直流电机的工作特性与调速性能测定(Ⅱ) (9) 实验三单相变压器空载、短路和负载实验 (17) 实验四三相异步电动机工作特性 (24)
本实验课程的说明 1、电机学实验是将课堂上所讲电机理论进一步深化的必备环节，通过实验验证和电机理论相结合，能使学生掌握电机实验的分析方法和基本技能，培养学生解决问题能力。 2、电机实验课是《电机学》和其相近课程的重要组成部分，本实验讲义只侧重于掌握实验方法，并运用课堂上学到的电机理论知识来分析研究实验中的各种问题，得出必要的结论，从而达到培养学生在电机这门学科中具备分析问题和解决问题的初步能力。 3、所设置的实验项目类型均为验证性实验。
实验一他励直流电机的工作特性与调速性能测定(Ⅰ) 一、实验类型 验证性实验 二、实验目的与要求 1．学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。 2．认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等部件及使用方法。 3．熟悉他励电动机（即并励电动机按他励方式）的接线、起动、改变电机方向与调速的方法。 三、实验内容与任务 1．了解电机系统教学实验台中的直流稳压电源、涡流测功机、变阻器、多量程直流电压表、电流表、毫安表及直流电动机的使用方法。 2．用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。 3．直流他励电动机的起动，调速及改变转向。 四、实验条件 1．直流电动机电枢电源（NMEL-18/1） 2．直流电动机励磁电源（NMEL-18/2） 3．可调电阻箱（NMEL-03/4） 4．电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13）
网络教育学院电机与拖动实验报告 学习中心：汕头市知纳培训中心奥鹏学习中心层次：专升本 专业：电气工程及其自动化 学号： 学生： 完成日期： 2020年03 月01 日
实验报告一 实验名称：单项变压器实验 实验目的：1、通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数。 2、通过负载实验测取变压器的运行特性。 实验项目：1、空载实验测取空载特性Uo=F(uo), P=F(uo) 2、短路实验测取短路特性Yk=F(Ik), PK=F（I） 3、负载实验保持U I =U1u1，cosφ2=1的条件下，测取U2=F（I2）（一）填写实验设备表
（二）空载实验 1．填写空载实验数据表格 2. 根据上面所得数据计算得到铁损耗Fe P 、励磁电阻m R 、励磁电抗m X 、电压比k
（三）短路实验 1.填写短路实验数据表格 O （四）负载实验 1. 填写负载实验数据表格 （五）问题讨论 1. 什么是绕组的同名端？ 2. 为什么每次实验时都要强调将调压器恢复到起始零位时方可合上电源开关或断开电源开关？ 尽可能避免因万一连线错误而造成短路，烧毁电源。
3. 实验的体会和建议 体会：通过实验我对变压器的参数有了进一步的认识和理解，对变压器的特性有了更具体深刻的体会，同时学会了在实验室应根据需要正确选择各仪表量程保护实验设备。 建议：数据的处理只用表格来进行了，显得比较粗糙，可以用图表来处理，结果会更直观。
实验报告二 实验名称：直流发电机实验 实验目的：掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性，并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能 实验项目：空载特性外特性调整特性 （一）填写实验设备表
北京科技大学实验报告 学院：自动化学院专业：自动化班级：自175 姓名：向卓学号：41723252 实验一：直流他励电动机在电动及回馈制动状态下的机械特性 一、实验目的 1、了解和测定他励直流电动机在电动及回馈制动状态下的机械特性 二、预习要点 1、图1-1中电阻R1、 R 2、R3及R4的作用 2、什么是电动机的额定状态？实验中如何调电动机的额定工作点？ 3、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励 直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么 情况？ 三、实验项目 1、直流电动机在电动状态下的机械特性 2、直流电动机回馈制动状态下的机械特性 四、实验方法 1
2、接线图 图1 他励直流电动机机械特性测定的实验接线图 按图1-1接线，图中M 用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式)，MG 用编号为DJ23的校正直流测功机，直流电压表V 1 、V 2的量程为1000V ，直流电流表A 1、A 3的量程为200mA ，A 2、A 4的量程为5A 。 R 1选用的1800Ω加上180Ω串联共1980Ω阻值； R 2选用900Ω并联900Ω共450Ω阻值； R 3选用1800Ω加上180Ω共1980Ω阻值； R 4选用1800Ω加上4个90Ω串联共2160Ω。 开关S1、S2选用D51上的双刀双掷开关。 电枢电源
3、电动及回馈制动状态下的机械特性 电动状态下机械特性测取数据范围为从额定工作状态到空载 直流电机上电顺序：先励磁后电枢 直流电机断电顺序：先电枢后励磁 五、实验步骤： (1) 连接实验线路并设置电阻及开关初始状态： R1阻值置最小位置，R2、R3及R4阻值置最大位置。开关S1、S2选用D51挂箱上的对应开关，并将S1合向1电源端，S2合向2'短接端(见图1-1)。(2) 电源通电 开机时需检查控制屏下方左、右两边的“励磁电源”开关及“电枢电源”开关都须在断开的位置，然后按次序先开启控制屏上的“电源总开关”，再按下“启动”按钮，随后接通“励磁电源”开关，最后检查R2阻值确在最大位置时接通“电枢电源”开关，使他励直流电动机M起动运转。 (3) 调节电动机M的额定工作点 调节“电枢电源”电压为 220V；调节R2阻值至零位置，调节R3阻值，使电流表A3为100mA。同时调节电动机M的电阻R1阻值和电机MG 的负载电阻R4阻值（注意：调节负载电阻R4时，先调节D42上1800Ω阻值，调至最小后应用导线短接），使电动机M的电枢电流上升的同时电机转速一直维持在1600r/min， 直到电动机M的n=n N =1600r/min，I N = Ia=1.2A，此时他励直流电动机的励磁电 流I f 为额定励磁电流I fN ，将此值填在表1-1中。 (4)测取电动机从额定点到空载点的机械特性曲线 保持U=U N =220V ，I f =I fN 。增大R4阻值，直至空载(空载点为开关S2 拨至中 间位置),在此区间测取电动机M在额定负载至空载范围的n、Ia数据。共取8-9组数据记录于表1-1中。注意：在增大负载电阻R4过程中先增大90Ω串联部分，Ia=0.5A以后，把D42上短接线拔掉继续增大电阻，直至空载。 (5) 测取电动机回馈制动的机械特性曲线
《电气控制与电机拖动》 实验指导书 王龙宝编写 适用专业：电气自动化 机电一体化 芜湖信息技术职业学院自动化控制系 2010年9 月
实验一三相异步电动机接触器点动控制线路 一、实验目的 1、根据电气原理图绘制电气安装接线图，合理布置电器元件。 2、正确规范的安装电气线路。 3、初步掌握电气识图与分析方法，能够根据电气原理图和故障现象准确分析与判断故 障原因。 二、实验设备和器件 所需实验设备和元器件见表1 表1 实验设备和元器件明细表 三、实验内容和步骤 1．实验的内容与控制要求 图1所示为三相异步电动机单向点动控制实训线路。当合上电源开关QS时，电动机是不会启动运转的，因为这时接触器KM的线圈未通电，它的主触点处在断开状态，电动机M的定子绕组上没有电压。 按下起动按钮SB→KM线圈通电→KM主触点闭合→M启动运转。当松开按钮SB →KM线圈失电→KM主触点分开→电动机M停转。这种只有当按下按钮电动机才会运转，松开按钮即停转的线路，称为点动控制线路。 2．实验的步骤及要求 （1）熟悉电气原理图1，并绘制电气安装接线图如图2所示。三相异步电动机单向点动控制电器元件布置图如图3所示。
（2）检查电气元件，并固定元件。 （3）按电气安装接线图接线，注意接线要牢固，接触要良好，文明操作。 安装动力电路的导线采用黑色，控制电路采用红色，图2中实线表示明配线，虚线表示暗配线，安装后应符合要求。 （4）检测与调试。接线完成后，检查无误，经指导教师检查允许后方可通电。 检查接线无误后，接通交流电源，合上开关QS，此时电动机不转，按下按钮SB，电动机M即可启动，松开按钮电动机即停转。若出现电动机不能点动控制或熔丝熔断等故障，则应分断电源，分析和排除故障后使之正常工作。 图1