拖动与控制
实验指导书
哈尔滨理工大学自动化学院
自动化系实验室
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。 5．预习附录测功机组件的使用方法。
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．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．直流仪表、转速表和变阻器的选择。
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直流仪表、转速表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，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联，并联或串并联的接法。
（1）电压量程的选择
如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为300V量程档。 （2）电流量程的选择。
因为直流并励电动机的额定电流为1.1A，测量电枢电流的电表可选用2A量程档，额定励磁电流小于0.16A，测量励磁电流的毫安表选用200mA量程档。
（3）电机额定转速为1600r/min，若采用指针表和测速发电机，则选用1800r/min量程档。若采用光电编码器，则不需要量程选择。
（4）变阻器的选择
变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定。在本实验中，电枢回路调节电阻选用MEL-09组件的100Ω/1.22A电阻，磁场回路调节选用MEL-09的3000Ω/200mA可调电阻。 4．直流电动机的起动 R1：电枢调节电阻（MEL-09） Rf：磁场调节电阻（MEL-09） M：直流并励电动机M03： G：涡流测功机 IS：电流源，位于MEL-13，由“转矩设定”电位器进行调节。实验开始时，将MEL-13“转速控制”和“转矩控制”选择开关板向“转矩控制”，“转矩设定”电位器逆时针旋到底。 U1：可调直流稳压电源 图1-2 直流他励电动机接线图电压表 V2：直流电压表，量程为300V档，位于MEL-06 A：可调直流稳压电源自带电流表 mA：毫安表，位于直流电机励磁电源部。
U2：直流电机励磁电源 V1：可调直流稳压电源自带（1）按图1-2接线，检查M、G之间是否用联轴器联接好，电机导轨和MEL-13的连接线是否接好，电动机励磁回路接线是否牢靠，仪表的量程，极性是否正确选择。
（2）将电机电枢调节电阻R1调至最大，磁场调节电阻调至最小，转矩设定电位器（位
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于MEL-13）逆时针调到底。
（3）开启控制屏的总电源控制钥匙开关至“开”位置，按次序按下绿色“闭合”按钮开关，打开励磁电源船形开关和可调直流电源船形开关，按下复位按钮，此时，直流电源的绿色工作发光二极管亮，指示直流电压已建立，旋转电压调节电位器，使可调直流稳压电源输出220V电压。
（4）减小R1电阻至最小。 5．调节他励电动机的转速。
（1）分别改变串入电动机M电枢回路的调节电阻R1和励磁回路的调节电阻Rf （2）调节转矩设定电位器，注意转矩不要超过1.1N.m，以上两种情况可分别观察转速变化情况
6．改变电动机的转向
将电枢回路调节电阻R1调至最大值，“转矩设定”电位器逆时针调到零，先断开可调直流电源的船形开关，再断开励磁电源的开关，使他励电动机停机，将电枢或励磁回路的两端接线对调后，再按前述起动电机，观察电动机的转向及转速表的读数。
六．注意事项
1．直流他励电动机起动时，须将励磁回路串联的电阻Rf调到最小，先接通励磁电源，使励磁电流最大，同时必须将电枢串联起动电阻R1调至最大，然后方可接通电源，使电动机正常起动，起动后，将起动电阻R1调至最小，使电机正常工作。
2．直流他励电机停机时，必须先切断电枢电源，然后断开励磁电源。同时，必须将电枢串联电阻R1调回最大值，励磁回路串联的电阻Rf调到最小值，给下次起动作好准备。
3．测量前注意仪表的量程及极性，接法。
七．实验报告
1.画出直流并励电动机电枢串电阻起动的接线图。说明电动机起动时，起动电阻R1 和磁场调节电阻Rf 应调到什么位置？为什么？
2.增大电枢回路的调节电阻，电机的转速如何变化？增大励磁回路的调节电阻，转速又如何变化？
3.用什么方法可以改变直流电动机的转向？
4.为什么要求直流并励电动机磁场回路的接线要牢靠？
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实验二 直流并励电动机特性研究
一.实验目的
1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2.掌握直流并励电动机的调速方法。
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.实验项目
1.工作特性和机械特性
保持U=UN 和If =IfN 不变，测取n、T2 、n=f(Ia)及n=f(T2)。 2.调速特性
(1)改变电枢电压调速
保持U=UN 、If=IfN =常数，T2 =常数，测取n=f(Ua)。 (2)改变励磁电流调速
保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。 (3)观察能耗制动过程
四．实验设备及仪器
1．MEL系列电机教学实验台的主控制屏（MEL-I、MEL-IIA、B）。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）或电机导轨及编码器、转速表。 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（MEL-06）。 5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板（MEL-05）。 7．三相可调电阻900Ω（MEL-03）。
五．实验方法
1．并励电动机的工作特性和机械特性。
实验线路如图1-6所示 U1：可调直流稳压电源
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电机与拖动实验指导书2015汇总
