机械工程基础实验——机电控制基础系列实验直流电动机调速原理及调节特性实验指导书重庆工学院汽车学院汽车及机械制造实验室2011年4月学生实验守则1．学生应按照实验教学计划和约定的时间，准时上实验课，不得迟到早退。2．实验前认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。3．进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。4．做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，服从实验教师和技术人员指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。5．实验中要细心观察，认真记录各种试验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。6．实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。7．实验完毕，应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。8．实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间内交指导教师批改。9．在实验过程中，由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者，应写出损坏情况报告，并接受检查，由领导根据情况进行处理。10．凡违反操作规程，擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的，肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度，按学院有关规定予以赔偿。重庆理工大学说明1.同学可以登录学校的“HYPERLINK"http://dgdz.dz.cqut.edu.cn/"\t"_blank"电子技术实验中心”（http://dgdz.dz.cqut.edu.cn/），自己进行实验项目的选择。希望同学们能在每个实验项目开放的时间内尽早进行实验预约（预约时间必须比实验上课时间提前3天），因为学生数量比较多，如果某实验项目开放的时间内同学未能进行实验预约，则错过该实验项目的实验机会，可能会出现在本学期内无法完成规定的实验项目个数，结果是该课程考核不及格的情况。如有什么问题，同学可以拨打电话62563127联系李鑫老师。实验五直流电动机调速原理及调节特性一、实验目的1、了解直流传动控制系统的组成，掌握调速和稳速的方法；2、通过实验认识调速范围和速度降落的关系。二、实验设备1、可调直流稳压电源一台；2、示波器一台；3、配套仪器、仪表。三、实验原理直流伺服电动机是满足伺服系统要求的直流电动机，分为有刷DC伺服和无刷DC伺服。在传统有刷DC伺服中，整流子和电刷一起起着回转开关的作用，随着功率半导体器件技术的发展，霍尔元件和大功率晶体管代替了整流子和碳刷的作用，就产生了无刷DC伺服。与普通电动机相比，DC伺服具有工作精度高，调速性能好，带负载能力强，响应速度快，稳定可靠等特点。虽然其工作原理与普通直流电动机基本相同，但为了减小体积和提高散热，DC伺服电动机通常采用永久磁铁励磁。直流伺服电动机主要有如下基本特点：1、机械特性：在输入的电枢电压保持不变时，电动机的转速n随电磁转矩M变化而线形变化的规律，称直流电动机的机械特性。机械特性的关系可用下式表示；(1.1)式中：——电枢电压——电枢电阻——电势系数，（）——磁通——力矩系数，M—电动机输出的电磁转矩机械特性曲线如图1-1所示。图中，为理想空载转速，称为堵转转矩。斜率K表示电磁转矩变化引起转速变化的程度。K越大，电磁转矩变化引起转速变化越大，电动机的机械特性越软；K越小，电磁转矩变化引起转速变化越小，电动机的机械特性越硬。图1-1直流伺服电机机械特性曲线在直流伺服系统中，希望电动机的机械特性硬一些。当负载发生变化时引起的转速变化小，有利于提高直流电机的速度稳定性和运动精度。且由式（1.1）可知，K与电枢电阻成正比，电枢回路中串入的电阻或功率放大器的输出电阻增大，会使直流电机特性变软，功耗增大。2、调节特性：直流电机在一定的电磁转矩M（或负载转矩）下，电机的稳定转速n随电枢的控制电压变化而线性变化的规律为直流电机的调节特性。调节特性的关系可用下式表示：（1.2）式中：——电枢电压——电枢电阻——电势系数，（）——磁通——力矩系数，M—电动机输出的电磁转矩调节特性曲线如图1-2所示。图中，为启动电压，为电动机处于待转动而没转动的临界状态的控制电压。与电磁转矩(负载转矩)成正比。M越大，越大。电动机启动时，在0～范围内，电动机不转，该区域称为电动机的死区。斜率K表示转速n随电枢的控制电压变化而变化的快慢程度。其值与负载无关，仅决定于电动机本身的结构与参数。图1-2