最小機電系統(tǒng)控制實驗報告

實驗一電機控制實驗報告一、步進電機測試平臺實驗目的掌握步進電機測試平臺的面板操作；掌握通過觸摸屏對步進電機進行監(jiān)控的方法；了解步進電機測試平臺各部件的功能。實驗設備步進電機測試平臺一套。實驗原理（1）步進電機測試平臺系統(tǒng)結構a步進電機測試平臺是最小機電系統(tǒng)控制實訓平臺的一部分。其實物構造圖如REF_Ref320190776\h圖1-1-1和REF_Ref320190968\h圖1-1-2所示，該平臺由監(jiān)控臺及步進電機本體組成，可用于對步進電機的性能進行測試。其系統(tǒng)結構圖如REF_Ref320191042\h圖1-1-3所示。其各部件主要功能如下：圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC1步進電機測試監(jiān)控臺圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC2步進電機本體圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC3步進電機測試平臺系統(tǒng)結構圖（2）步進電機測試平臺監(jiān)控面板步進測試平臺的監(jiān)控面板如REF_Ref320191069\h圖1-1-4所示，在面板上有電源開關、停止按鈕、電源指示燈、報警指示燈、正轉按鈕、反轉按鈕和勵磁電流表。圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC4步進電機測試平臺監(jiān)控面板（3）觸摸屏監(jiān)控界面觸摸屏的監(jiān)控主界面如REF_Ref320191087\h圖1-1-5所示。通過該界面可以進行電機的連續(xù)正反轉控制及停止控制。并且可以對運行狀態(tài)及電機參數(shù)進行監(jiān)測。圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC5觸摸屏監(jiān)控主界面實驗步驟將步進電機測試平臺電源插頭連接220V交流電源，打開“電源開關”；電源指示燈亮，觸摸屏開機啟動；觸摸屏開機完成后，顯示界面如REF_Ref320191087\h圖1-1-5所示；按下操作面板上的“正轉”按鈕或觸摸屏上的“正轉”按鈕，電機正向轉動，面板上正轉指示燈亮，觸摸屏上正轉指示燈亮，如REF_Ref320191130\h圖1-1-6及REF_Ref320191135\h圖1-1-7所示；圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC6操作面板正轉指示燈圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC7觸摸屏正轉指示燈電機正轉時，觀察交流電流表和交流電壓表的指針指示值。可讀取電機運轉時的電流值和電壓值；在電機轉動的同時，可以看到數(shù)據(jù)監(jiān)測欄中“轉速”100轉/分基本不變，“加載轉矩”不變，“脈沖計數(shù)”在時刻變化著；在首頁點擊“轉速曲線”按鈕，打開“轉速曲線”窗口，可以看到轉速的變化規(guī)律如REF_Ref327346253\h圖1-1-8所示；在“轉速曲線”窗口按下“返回主頁”，在主界面可以對加載轉矩進行監(jiān)測，如需改變加載轉矩，則在主界面按下“加載調節(jié)”按鈕，切換至“加載實驗”窗口，對加載轉矩進行調節(jié)，如REF_Ref320195686\h圖1-1-9所示；在“加載實驗”窗口點擊“返回主頁”按鈕，“脈沖計數(shù)”用于檢測電機旋轉的脈沖數(shù)。按下“脈沖計數(shù)”后的清零按鈕，可對脈沖計數(shù)進行清零，如REF_Ref320195709\h圖1-1-10所示；電機運行時，按下操作面板的“停止”按鈕，或按下觸摸屏上的“停止”按鈕，電機停止運行，觸摸屏監(jiān)控主界面“正轉指示燈”滅，“停止狀態(tài)指示燈”亮，如REF_Ref320195744\h圖1-1-11所示；在觸摸屏上按下“轉速曲線”，切換至“轉速曲線”窗口，從啟動到停止的轉速曲線如REF_Ref320195768\h圖1-1-12所示；圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC8步進電機“啟動—恒速”轉速曲線圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC9加載轉矩調節(jié)圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC10步進電機相電壓曲線圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC11停止狀態(tài)電機處于停止狀態(tài)后，按下操作面板上的“反轉”按鈕或觸摸屏監(jiān)控主界面的“反轉”按鈕，電機反向旋轉。面板反轉指示燈亮，觸摸屏上反轉指示燈亮，如REF_Ref320195837\h圖1-1-13及REF_Ref320195856\h圖1-1-14所示；電機反轉時，觀察交流電流表和交流電壓表的指針指示值?？勺x取電機運轉時的相電流值和相電壓值；圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC12步進電機轉速曲線圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC13操作面板反轉指示燈圖1-1-SEQ圖1-1-\*ARABIC14觸摸屏反轉指示燈實驗過程

二、伺服電機測試平臺實驗目的掌握伺服電機測試平臺的基本操作；掌握通過多功能電機測試平臺軟件對伺服電機進行監(jiān)控的方法；了解伺服電機測試平臺各部件的功能。實驗設備伺服電機測試平臺一套。實驗原理（1）伺服電機測試平臺系統(tǒng)結構伺服電機測試平臺是多功能電機測試平臺的一部分。其實物構造圖如REF_Ref333933270\h圖2-1-1和REF_Ref333933271\h圖2-1-2。所示，該平臺由伺服電機控制系統(tǒng)及伺服電機本體組成，可用于對伺服電機的性能進行測試。其系統(tǒng)結構圖如REF_Ref333564547\h圖2-1-3所示。圖2-1-SEQ圖_2-1-\*ARABIC1伺服電機測試控制臺圖2-1-SEQ圖_2-1-\*ARABIC2伺服電機本體圖2-1-SEQ圖_2-1-\*ARABIC3伺服電機測試平臺系統(tǒng)結構圖（2）伺服電機測試平臺監(jiān)控面板伺服電機測試平臺的監(jiān)控面板如REF_Ref333564579\h圖2-1-4所示，在面板上有電源開關、電源指示燈、報警指示燈和勵磁電流表。圖2-1-SEQ圖_2-1-\*ARABIC4伺服電機測試平臺監(jiān)控面板（3）多功能電機測試平臺軟件界面–伺服測試界面多功能電機測試平臺軟件界面如REF_Ref333564654\h圖2-1-5所示。通過該界面可以進行電機的連續(xù)正反轉控制、位置模式及停止控制。并且可以對運行狀態(tài)及電機參數(shù)進行監(jiān)測。圖2-1-SEQ圖_2-1-\*ARABIC5多功能電機測試平臺軟件主界面實驗步驟將伺服電機測試平臺電源插頭連接220V交流電源，打開“電源開關”；電源指示燈亮，啟動多功能電機測試平臺軟件配套的計算機；計算機開機完成后，啟動多功能電機測試平臺軟件顯示界面如REF_Ref333564654\h圖2-1-5所示；按下多功能電機測試平臺軟件上的“啟動”按鈕，電機正向轉動。按下“實時顯示”按鈕，在多功能電機測試平臺軟件中顯示當前的運動曲線。圖2-1-SEQ圖_2-1-\*ARABIC6伺服測試界面運動參數(shù)曲線電機正轉時，觀察運動的速度、位置、力矩等曲線，可讀取電機運轉時的各項參數(shù)值；在電機轉動的過程中，可以看到運動曲線欄中轉速值在設定的時間內達到設定的速度后維持不變，同時輸出轉矩和輸出電流也會達到一個穩(wěn)定值后維持不變；在伺服測試測試界面下在改變負載信號中可以改變負載轉矩，如需改變轉矩，則在主界面按下設定負載信號后按下“設定”按鈕，可以對負載轉矩進行調節(jié)，可以通過勵磁電流表看到轉矩的變化，同時在軟件界面上看到隨著負載轉矩的變化對應的電機運行速度有一個小的波動之后會維持原來的數(shù)據(jù)值，而輸出電流和輸出轉矩則會相應的變化，以驅動伺服系統(tǒng)調節(jié)目標–轉速–維持恒定。如REF_Ref333565150\h圖2-1-7所示；電機運行時，按軟件界面上的“停止”按鈕，電機減速停止，軟件界面上顯示會顯示電機在給定的時間內速度減小到零，如REF_Ref333565200\h圖2-1-8所示；在軟件界面上可以看到?！凹铀佟闼佟獪p速”形成了電機的梯形運行過程；圖2-1-SEQ圖_2-1-\*ARABIC7伺服電機帶負載轉速曲線圖2-1-SEQ圖_2-1-\*ARABIC8伺服電機帶負載轉速曲線圖2-1-SEQ圖_2-1-\*ARABIC9停止狀態(tài)電機處于停止狀態(tài)后，按下軟件界面主界面的“反向”按鈕，再按正點啟動電機反向旋轉；電機反轉過程中，觀察并讀取電機運轉時的轉速、輸出電流、輸出轉矩等參數(shù)；反轉時電機的“轉速曲線”仍然是一個“加速—恒速—減速”的梯形曲線。通過改變加減速時間可以改變梯形曲線的斜坡傾斜度。此內容將在以后的實驗中加以驗證；實驗結果

三、直流電機測試平臺實驗目的掌握直流電機測試平臺的基本操作；掌握通過多功能電機測試平臺軟件對直流電機進行監(jiān)控的方法；了解直流電機測試平臺各部件的功能。實驗設備1．直流電機測試平臺一套。實驗原理直流電機測試平臺系統(tǒng)結構直流電機測試平臺是多功能電機測試平臺的一部分。其實物構造圖如REF_Ref333565870\h圖3-1-1和REF_Ref333565919\h圖3-1-2所示，該平臺由直流電機驅動系統(tǒng)及直流電機本體組成，可用于對直流電機的性能進行測試。其系統(tǒng)結構圖如REF_Ref333565936\h圖3-1-3所示。圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC1直流電機測試監(jiān)控臺圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC2直流電機本體圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC3直流電機測試平臺系統(tǒng)結構圖直流線性電源直流線性電源如REF_Ref333565971\h圖3-1-5所示，其主要功能為：220V交流輸入接頭：為直流線性電源模塊提供220V交流電；電源開關：打開關閉直流線性電源，按下時為打開，彈起時為關閉直流線性電源；電流AD輸入：它的輸出電壓由外部的輸入量給定。圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC4直流線性電源正面直流電機測試平臺控制面板直流測試平臺的控制面板如REF_Ref333565971\h圖3-1-5所示，在面板上有電源開關、停止按鈕、電源指示燈、報警指示燈、正轉按鈕、反轉按鈕和勵磁電流表。圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC5直流電機測試平臺監(jiān)控面板多功能電機測試平臺測試系統(tǒng)–直流測試界面直流測試界面如REF_Ref333566002\h圖3-1-6所示。通過該界面可以進行電機的連續(xù)正反轉運行狀態(tài)下，電機的轉速、輸出電流、輸出電壓及轉速數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC6直流交流測試界面實驗步驟將直流電機測試平臺電源插頭連接220V交流電源，打開“電源開關”,打開直流電源的開關，將直流線性電源接通220V電源并打開開關；電源指示燈亮，線性電源啟動，測試系統(tǒng)計算機開機啟動；測試系統(tǒng)計算機開機完成后，顯示界面如REF_Ref333566002\h圖3-1-6所示；打開“實時顯示”，設定好輸出轉速，按下操作面板上的“正轉”按鈕，面板上正轉指示燈亮，電機正向轉動，操作面板指示燈，如REF_Ref333566054\h圖3-1-7所示；圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC7操作面板正轉指示燈電機正轉時，觀察測試曲線中電壓、電流及轉速的指針指示值?？勺x取電機運轉時直流調速盒的輸出電流值和電壓值以及電機的轉速，如REF_Ref333566064\h圖3-1-8所示；在電機轉動的同時，從曲線可以看到電機轉速迅速上升到直流調速器的輸出值，曲線的上升快慢由電機的電氣特性決定；電機運行時，按下操作面板的“停止”按鈕，電機迅速減速停止；直流電機的加速比較快，這一點從直流電機的實時電壓、電流及轉速曲線上可以看出，在加減速時比較小，且隨電機特性而變；圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC8直流電機轉速曲線電機處于停止狀態(tài)后，按下操作面板上的“反轉”按鈕，電機反向旋轉。面板反轉指示燈亮，如REF_Ref333566077\h圖3-1-9及REF_Ref333566098\h圖3-1-10圖像后半段所示；電機反轉時，觀察測試曲線中電壓、電流及轉速的指針指示值?？勺x取電機運轉時直流調速盒的輸出電流值和電壓值及電機的轉速；圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC9操作面板反轉指示燈圖3-1-SEQ圖_3-1-\*ARABIC10測試系統(tǒng)反轉曲線實驗結果

四、交流電機測試平臺實驗目的掌握交流電機測試平臺的基本操作；掌握通過多功能電機測試平臺軟件對交流電機進行監(jiān)控的方法；了解交流電機測試平臺各部件的功能。實驗設備交流電機測試平臺一套。實驗原理交流電機測試平臺系統(tǒng)結構交流電機測試平臺是多功能電機測試平臺的一部分。其實物構造圖如REF_Ref333566884\h圖4-1-1和REF_Ref333566898\h圖4-1-2所示，該平臺由交流電機驅動系統(tǒng)及交流電機本體組成，可用于對交流電機的性能進行測試。其系統(tǒng)結構圖如REF_Ref333566907\h圖4-1-3所示。圖4-1-SEQ圖_4-1-\*ARABIC1交流電機測試監(jiān)控臺圖4-1-SEQ圖_4-1-\*ARABIC2交流電機本體圖4-1-SEQ圖_4-1-\*ARABIC3交流電機測試平臺系統(tǒng)結構圖交流電機測試平臺監(jiān)控面板交流測試平臺的監(jiān)控面板如REF_Ref333566960\h圖4-1-4所示，在面板上有電源開關、停止按鈕、電源指示燈、報警指示燈、正轉按鈕、反轉按鈕和勵磁電流表。圖4-1-SEQ圖_4-1-\*ARABIC4交流電機測試平臺監(jiān)控面板多功能電機測試平臺測試系統(tǒng)–交流電機測試界面交流測試界面如REF_Ref333566988\h圖4-1-5所示。通過該界面可以進行電機的連續(xù)正反轉運行狀態(tài)輸出電流、輸出電壓及轉速數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。圖4-1-SEQ圖_4-1-\*ARABIC5交流電機測試界面實驗步驟將交流電機測試平臺電源插頭連接220V交流電源，打開“電源開關”；電源指示燈亮，測試系統(tǒng)計算機開機啟動；測試系統(tǒng)計算機開機完成后，顯示界面如REF_Ref333566988\h圖4-1-5所示；打開“實時顯示”設定輸出轉速，按下操作面板上的“正轉”按鈕，電機正向轉動，面板上正轉指