《控制系统电机》实验指导书
《控制电机》
实验指导书
适用专业: 信息、测控
课程代码: 8401630
总学时: 56 总学分: 3.5
编写单位:电气信息学院
编写人:伟
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审批人:
批准时间:年月日
目录
实验一直流伺服电动机实验 (1)
实验二单相变压器实验 (3)
实验三旋转变压器实验 (7)
实验四步进电动机实验.................................................................................................注释 (25)
主要参考文献 (26)
实验一直流伺服电动机实验
一、实验目的和任务
1、掌握用实验方法测取直流伺服电动机的机械特性；
二、实验容
1、测取直流伺服电动机的固有机械特性；
2、测取直流伺服电动机的人为机械特性；
三、实验仪器、设备及材料
1、DZSZ-1型实验装置主控制屏；
2、DD03导轨、测速发电机及转速表；
3、DJ23校正直流测功机，DJ15直流并励电动机；
4、挂件D31（直流电压、毫安电流表）、D41（三相可调电阻器）、D42（三相可调电阻器）、D52-2
（智能转矩、转速、输出功率测试），D51（波形测试及开关板）。
四、实验步骤
1、直流伺服电动机机械特性测定：
励磁电源
220V
f1f2
2
图1-1 直流伺服电动机接线图
1)按图1-1接线，校正直流测功机MG按他励发电机连接，在此作为直流电动机M的负载，
用于测量电动机的转矩和输出功率。R f1、R f2分别选用D42的900Ω串联900Ω共1800Ω
阻值。R1用D41的90Ω与90Ω串联阻值。R2为发电机的负载电阻，选用D42的900Ω与
900Ω变阻器串联，加上D41的90Ω与90Ω串联变阻器4只，阻值最大2160Ω。当负
载电流大于0.4A时用D41的90Ω与90Ω串联变阻器4只，而将D42的900Ω与900Ω
变阻器串联部分阻值调到最小并用导线短接。
2)将直流他励电动机M的磁场调节电阻R f1调至最小值，电枢串联起动电阻R1调至最大值，
接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动，其旋转方向符合转速表正向旋转的要
求。
3)M起动正常后，将其电枢串联电阻R1调至零，并用导线将其短接。调节电枢电源的电压
为220V，调节校正直流测功机的励磁电流使其等于校正值100mA。将测速发电机的转速
信号和校正直流测功机的电枢电流引入D52-2，选择功能2，按位/+即可。调节校正直
流测功机的负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻R f1，使电动机达到额定值：U=U N，I=I N，
n=n N。此时M的励磁电流I f即为额定励磁电流I fN。
4)保持U=U N，If=I fN，逐次减小电动机负载。测取电动机的转速n和电动机输出转矩T2。
共取数据8-9组，记录于表1-1中。
表1-1 U N=220V I fN=_______mA
5)调节电枢电源的电压为U=150V。保持U=150V和I f=I fN不变，逐次减小电动机负载。测
取电动机的转速n和电动机输出转矩T2。共取8-9组数据记录于表1-2中。
=_______mA
表1-2 U N=150V I fN
五、实验报告要求
1、由表1-1和1-2分别绘出直流伺服电动机的固有和人为机械特性曲线n=f(T2)。
六、思考题
1、当电动机的负载转矩和励磁电流不变时，减小电枢端电压，为什么会引起电动机转速降低？
实验二单相变压器实验
一、实验目的和任务
1、通过空载实验测定变压器的激磁阻抗；
2、通过短路实验测定变压器的短路阻抗。
二、实验容
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(U k)，cosφk=f(U k)。
三、实验仪器、设备及材料
1、DZSZ-1型实验装置主控制屏；
2、挂件D33（交流电压表）、D32（交流电流表）、D34-3（单三相智能功率、功率因数表）；
3、DJK10（三相组式变压器）。
四、实验原理
变压器等效电路中的各种电阻、电抗或阻抗如R k、x k、R m、x m等称为变压器的参数，它们对变压器运行能有直接的影响。知道了变压器的参数后，就可以利用变压器的等效电路来分析和计算其运行性能。同时，从设计、制造的观点看，合理地选择参数对变压器产品的成本和技术经济性能都有较大的影响。变压器的参数可以通过空载试验和短路试验来测定。
空载实验用于测定变压器的激磁阻抗。实验时为安全起见，通常在变压器低压侧加电压，将高压侧开路，然后通过三表（电压、电流、功率表）测得变压器在空载时的原边电压、电流及功率，再通过计算间接求得变压器的激磁阻抗。
短路实验用于测定变压器的短路阻抗。实验时通常在变压器高压侧加电压，将低压侧直接短路，，然后通过三表（电压、电流、功率表）测得变压器在短路时的原边电压、电流及功率，再通过计算间接求得变压器的短路阻抗。
五、主要技术重点、难点
在进行空载实验时，电压表应接在靠近电源侧，而电流表应接在靠近变压器绕组侧，而在进行短路实验时则恰好相反，这样做的目的是为了减小测量误差；
六、实验步骤
1、空载实验：
1)在三相调压交流电源断电的条件下，按图2-1接线。被测变压器选用三相组式变压器
DJK10中的一只作为单相变压器，其额定容量S N=50VA，U1N/U2N=127/31.8，
I1N/I2N=0.4/1.6A。变压器的低压线圈a、x接电源，高压线圈A、X开路。
图2-1 单相变压器空载实验接线图
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，接通三相交流电源。调节三相调压器旋钮，使变压器空载电压
U0=1.2U N（U N=31.8V），然后逐次降低电源电压，在1.2～0.2U N的围，测取变压器的U0、
I0、P0。
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，录于表2-1
中。
表2-1
2、短路实验：
1)切断三相调压交流电源，按图2-2接线。将变压器的高压线圈接电源，低压线圈直接短
路。