電動輪椅電機測試實驗報告二_20140627

1、電動輪椅電機測試實驗報告二 模擬負載實驗一實驗概述通過改變磁粉測功機的勵磁電流為電動輪椅電機施加可控的模擬負載，在本次實驗中所施加的勵磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A，通過不同的模擬負載，觀察電動輪椅電機在配套控制器作用下轉(zhuǎn)矩和功率負載特性曲線的變化情況。二. 實驗內(nèi)容及分析1、 實驗1實驗步驟：電機朝某個方向全速轉(zhuǎn)動，然后突然按下控制器開關(guān)按鈕，使控制系統(tǒng)關(guān)閉，觀察此時電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實驗并記錄數(shù)據(jù)和圖像。圖1-圖5所顯示的曲線分別為勵磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A時電機特性曲線，其中橫坐標為轉(zhuǎn)速，紫色曲線為轉(zhuǎn)矩，粉色曲線為功率（下

2、同）；圖6-圖10分別為勵磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；表1為采樣數(shù)據(jù)；表2為電機在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)；表3為電機在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)；表4為電機在最高效率點的數(shù)據(jù)。圖1 勵磁電流為20A情況下的電機負載特性曲線圖2 勵磁電流為40A情況下的電機負載特性曲線圖3 勵磁電流為60A情況下的電機負載特性曲線圖4 勵磁電流為80A情況下的電機負載特性曲線圖5 勵磁電流為100A情況下的電機負載特性曲線表1 電機實驗數(shù)據(jù)圖6 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A）圖7 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A）圖8 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速

3、隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A）圖9 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A）圖10 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A）表2 電機在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)表3 電機在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)表4 電機在最高效率點的數(shù)據(jù)曲線分析：（1）通過曲線可以看出，在這五種負載情況下，通過手柄驅(qū)動電機朝某個方向全速轉(zhuǎn)動至平穩(wěn)時，打開軟件進行測試，轉(zhuǎn)矩和功率曲線驟然上升。當突然按下控制器開關(guān)按鈕，使控制系統(tǒng)關(guān)閉時，轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的減小以極小的斜率減小，功率隨著轉(zhuǎn)速的減小而呈線性減小。（2）通過五種負載的縱向比較，發(fā)現(xiàn)隨著電機模擬負載的增加，在最大轉(zhuǎn)矩點和最大輸出功率點上，電機的轉(zhuǎn)矩和

4、輸出功率增大，而轉(zhuǎn)速基本保持不變；在最高效率點上，電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和輸出功率基本不變。2、 實驗2實驗步驟：將手柄緩慢推至前進方向到電機開始轉(zhuǎn)動，觀察此時電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實驗并記錄數(shù)據(jù)和圖像。圖11-圖15所顯示的曲線分別為勵磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率等參數(shù)的變化；圖16-圖20分別為勵磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；表5為采樣數(shù)據(jù)；表6為電機在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)；表7為電機在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)；表8為電機在最高效率點的數(shù)據(jù)。圖11 勵磁電流為20A情況下的電機負載特性曲線圖12 勵磁電

5、流為40A情況下的電機負載特性曲線圖13 勵磁電流為60A情況下的電機負載特性曲線圖14 勵磁電流為80A情況下的電機負載特性曲線圖15 勵磁電流為100A情況下的電機負載特性曲線表5 電機實驗數(shù)據(jù)圖16 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A）圖17 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A）圖18 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A）圖19 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A）圖20 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A）表6 電機在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)表7 電機在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)表8 電機在最高效率點的數(shù)據(jù)曲線分析：（

6、1） 通過曲線可看出，五種負載情況下，將手柄緩慢推至前進方向到電機開始轉(zhuǎn)動，功率均為隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大，轉(zhuǎn)矩總體呈上升且階段性平穩(wěn)趨勢；（2） 縱向比較五種負載的特性曲線，由于每次實驗推動手柄速度的存在差異，轉(zhuǎn)速變化情況也存在差異，因而轉(zhuǎn)速的變化略有不同。在最大轉(zhuǎn)矩點、最高效率點、最大輸出功率點上，隨著電機模擬負載的增加，電機的轉(zhuǎn)矩增大。3、 實驗3實驗步驟：通過手柄驅(qū)動電機朝某個方向全速轉(zhuǎn)動，然后馬上釋放手柄，觀察此時電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實驗并記錄數(shù)據(jù)和圖像。圖21-圖25所顯示的曲線分別為勵磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率等參數(shù)的變化；

7、圖26-圖30分別為勵磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；表9為采樣數(shù)據(jù)。表10為電機在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)；表11為電機在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)；表12為電機在最高效率點的數(shù)據(jù)。圖21 勵磁電流為20A情況下的電機負載特性曲線圖22 勵磁電流為40A情況下的電機負載特性曲線圖23 勵磁電流為60A情況下的電機負載特性曲線圖24 勵磁電流為80A情況下的電機負載特性曲線圖25 勵磁電流為100A情況下的電機負載特性曲線表9 電機實驗數(shù)據(jù)圖26 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A）圖27 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A）圖2

8、8 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A）圖29 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A）圖30 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A）表10 電機在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)表11 電機在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)表12 電機在最高效率點的數(shù)據(jù)曲線分析：（1）通過曲線可以看出，在這五種負載情況下，通過手柄驅(qū)動電機朝某個方向全速轉(zhuǎn)動至平穩(wěn)時，打開軟件進行測試，轉(zhuǎn)矩和功率曲線驟然上升。當突然釋放手柄時，轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的減小以極小的斜率減小，功率隨著轉(zhuǎn)速的減小而呈線性減小。（2）通過五種負載的縱向比較，在最大轉(zhuǎn)矩點和最大輸出功率點上，隨著勵磁電流的增大（即電機負載的增加），

9、電機的轉(zhuǎn)矩和輸出功率增大，而轉(zhuǎn)速基本保持不變；在最高效率點上，電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和輸出功率基本不變。4、 實驗4實驗步驟：控制器上電時，將手柄推至最大位置在運動過程中依次切換檔位，觀察此時電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實驗并記錄數(shù)據(jù)和圖像。具體操作步驟如下：（1） 設置勵磁電流為20A的情況下，控制器調(diào)至1檔時手柄推到最大位置，維持一段時間不變后，從1檔調(diào)至2檔，此時手柄一直維持在最大位置，依次增加到5檔；（2） 在相同的負載情況下，手柄推到最大位置，維持一段時間不變后，將控制器從5檔調(diào)至4檔，此時手柄一直維持在最大位置，依次減少到1檔；（3） 依次改變勵磁電流大小為40A、60A、80A、

10、100A的負載情況，重復步驟（1）、（2），分析曲線特性。圖31和圖32為勵磁電流為20A時加檔和減檔操作所獲得的電機負載特性曲線；圖33和圖34為勵磁電流為40A時加檔和減檔操作所獲得的電機負載特性曲線；圖35和圖36為勵磁電流為60A時加檔和減檔操作所獲得的電機負載特性曲線；圖37和圖38為勵磁電流為80A時加檔和減檔操作所獲得的電機負載特性曲線；圖39和圖40為勵磁電流為100A時加檔和減檔操作所獲得的電機負載特性曲線；圖41-圖45分別為加檔時勵磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；圖46-圖50分別為減檔時勵磁電流為20A、40A、60A、8

11、0A、100A時的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；表13和表17為加檔和減檔時對應的采樣數(shù)據(jù)；表14-表16為加檔情況下電機在最大轉(zhuǎn)矩點、最大輸出功率點、最高效率點的數(shù)據(jù)；表18-表20為減檔情況下電機在最大轉(zhuǎn)矩點、最大輸出功率點、最高效率點的數(shù)據(jù)。圖31 勵磁電流為20A情況下的電機負載特性曲線（1檔-5檔）圖32勵磁電流為20A情況下的電機負載特性曲線（5檔-1檔）圖33 勵磁電流為40A情況下的電機負載特性曲線（1檔-5檔）圖34 勵磁電流為40A情況下的電機負載特性曲線（5檔-1檔）圖35 勵磁電流為60A情況下的電機負載特性曲線（1檔-5檔）圖36 勵磁電流為60A情況下的電機負載特性曲

12、線（5檔-1檔）圖37 勵磁電流為80A情況下的電機負載特性曲線（1檔-5檔）圖38 勵磁電流為80A情況下的電機負載特性曲線（5檔-1檔）圖39 勵磁電流為100A情況下的電機負載特性曲線（1檔-5檔）圖40 勵磁電流為100A情況下的電機負載特性曲線（5檔-1檔）表13 電機實驗數(shù)據(jù)（1檔-5檔）圖41 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A/1檔-5檔）圖42 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A/1檔-5檔）圖43 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A/1檔-5檔）圖44 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A/1檔-5檔）圖45 電

13、機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A/1檔-5檔）表14 電機在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)（1檔-5檔）表15 電機在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)（1檔-5檔）表16 電機在最高效率點的數(shù)據(jù)（1檔-5檔）表17 電機實驗數(shù)據(jù)（5檔-1檔）圖46 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A/5檔-1檔）圖47 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A/5檔-1檔）圖48 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A/5檔-1檔）圖49 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A/5檔-1檔）圖50 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A/5檔-1檔）表18 電機在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)（5檔-1檔）表19 電機在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)（5檔-1檔）表20 電機在最高效率點的數(shù)據(jù)（5檔-1檔）曲線分析：（1）檔位由1檔升為5檔的情況下，由于一開始在控制器1檔時，先讓電機全速運轉(zhuǎn)至穩(wěn)定，再打開軟件進行測試，所以一開始轉(zhuǎn)矩和功率的曲線驟然上升，依次增加檔位時功率呈線性上升