【文章內(nèi)容簡介】 械特性和調(diào)節(jié)特性分析實驗數(shù)據(jù)及實驗過程中發(fā)生的現(xiàn)象六、思考題分析無“自轉”現(xiàn)象的原因？怎樣消除“自轉”現(xiàn)象？實驗四 步進電動機實驗 一、 實驗目的 通過實驗加深對步進電動機的驅動電源和電機工作情況的了解。 掌握步進電動機基本特性的測定方法。 二、預習要點 了解步進電動機的工作情況和驅動電源。 步進電動機有哪些基本特性？怎樣測定？ 三、實驗項目 單步運行狀態(tài)角位移和脈沖數(shù)的關系空載突跳頻率的測定空載最高連續(xù)工作頻率的測定定子繞組中電流和頻率的關系平均轉速和脈沖頻率的關系矩頻特性的測定四、實驗方法實驗設備序 號型 號名 稱數(shù) 量1D54(BSZ1)步進電機控制箱1臺2BSZ1步進電機實驗裝置1臺3D41三相可調(diào)電阻器1件4D31直流電壓、毫安、安培表1件5雙蹤示波器1臺屏上掛件排列順序 D5D3D41 基本實驗電路的外部接線 圖51表示了基本實驗電路的外部接線。圖51 步進電機實驗接線圖步進電機組件的使用說明及實驗操作步驟(1) 單步運行狀態(tài)接通電源，將控制系統(tǒng)設置于單步運行狀態(tài)，或復位后，按執(zhí)行鍵，步進電機走一步距角，繞組相應的發(fā)光管發(fā)亮，再不斷按執(zhí)行鍵，步進電機轉子也不斷作步進運動。改變電機轉向，電機作反向步進運動。(2) 角位移和脈沖數(shù)的關系控制系統(tǒng)接通電源，設置好預置步數(shù)，按執(zhí)行鍵，電機運轉，觀察并記錄電機偏轉角度，再重設置另一步數(shù)值，按執(zhí)行鍵，觀察并記錄電機偏轉角度于表5表52中，并利用公式計算電機偏轉角度與實際值是否一致。表51 步數(shù)= 步 序 號實際電機偏轉角度理論電機偏轉角度表52 步數(shù)= 步序 號實際電機偏轉角度理論電機偏轉角度 (3) 空載突跳頻率的測定控制系統(tǒng)置連續(xù)運行狀態(tài)，按執(zhí)行鍵，電機連續(xù)運轉后，調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)旋鈕使頻率提高至某頻率（自動指示當前頻率）。按設置鍵讓步進電機停轉，再重新啟動電機（按執(zhí)行鍵），觀察電機能否運行正常，如正常，則繼續(xù)提高頻率，直至電機不失步啟動的最高頻率，則該頻率為步進電機的空載突跳頻率。記為 Hz。(4) 空載最高連續(xù)工作頻率的測定步進電機空載連續(xù)運轉后緩慢調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)旋鈕使頻率提高，仔細觀察電機是否不失步，如不失步，則再緩慢提高頻率，直至電機能連續(xù)運轉的最高頻率，則該頻率為步進電機空載最高連續(xù)工作頻率。記為 Hz。(5) 定子繞組中電流和頻率的關系在步進電機電源的輸出端串接一只直流電流表（注意+、端）使步進電機連續(xù)運轉，由低到高逐漸改變步進電機的頻率，讀取并記錄56組電流表的平均值、頻率值于表53中，觀察示波器波形，并作好記錄。表53序 號f（Hz）I（A）(6) 平均轉速和脈沖頻率的關系接通電源，將控制系統(tǒng)設置于連續(xù)運行狀態(tài)，再按執(zhí)行鍵，電機連續(xù)運轉，改變速度調(diào)節(jié)旋鈕，測量頻率f與對應的轉速n，即n=f（f）。記錄56組于表54中。表54序 號f（Hz）n(r/min)(7) 矩頻特性的測定置步進電機為逆時針轉向，試驗架上左端掛20N的彈簧秤，右端掛30N的彈簧秤，兩秤下端的弦線套在皮帶輪的凹槽內(nèi)，控制電路工作于連續(xù)方式，設定頻率后，使步進電機啟動運轉，旋轉棘輪機構手柄，彈簧秤通過弦線對皮帶輪施加制動力矩[力矩大小]，仔細測定對應設定頻率的最大輸出動態(tài)力矩（電機失步前的力矩）。改變頻率，重復上述過程得到一組與頻率f對應的轉矩T值，即為步進電機的矩頻特性T=f（f）。記錄于表55中。表55 D= cm序 號f（Hz）F大（N）F?。∟）T（） 五、實驗報告經(jīng)過上述實驗后，須對照實驗內(nèi)容寫出數(shù)據(jù)總結并對電機試驗加以小結。 步進電機驅動系統(tǒng)各部分的功能和波形試驗。(1) 方波發(fā)生器(2) 狀態(tài)選擇(3) 各相繞組間的電流關系 步進電機的特性(1) 單步運行狀態(tài)：步矩角(2) 角位移和脈沖數(shù)（步數(shù)）關系(3) 空載突跳頻率(4) 空載最高連續(xù)工作頻率(5) 繞組電流的平均值與頻率之間的關系(6) 平均轉速和脈沖頻率的特性n=f（f）(7) 矩頻特性T=f（f） 六、思考題 平均轉速和脈沖頻率的關系怎樣？為什么特別強調(diào)是平均轉速？ 各種通電方式對性能的影響？ 實驗五 三相正弦波脈寬調(diào)制變頻原理實驗一、實驗目的掌握正弦波脈寬調(diào)制變頻的基本原理。了解正弦波脈寬調(diào)制的載波、參考波、調(diào)制波的特點。掌握低頻補償?shù)脑?。二、預習要點 電機V/F變頻調(diào)速的基本原理。 變頻調(diào)速的優(yōu)點。三、實驗項目 使用下位機控制： 1）連續(xù)改變頻率觀察電機的轉速變化和工作情況使用上位機控制： 1）給定頻率觀察電機轉速變化和工作情況 2）觀察電機在低頻時，不同的補償對電機工作的影響3）觀察額定頻率設定，電機電壓變化規(guī)律的不同4）觀察當補償功能和電機頻率設定， V/f曲線的變化四、實驗方法實驗設備序號型 號名 稱數(shù) 量備 注1THRF1型DSP控制變頻調(diào)速實驗系統(tǒng)1套2DJ24三相鼠籠式異步電動機1臺3D33交流指針式電壓表1件4串口通訊線1件實驗原理（1）正弦波SPWM變頻調(diào)速方式：正弦波脈寬調(diào)制法（SPWM）是最常用的一種調(diào)制方法，SPWM信號是通過三角波載波信號和正弦波信號相比較的方法產(chǎn)生，當改變正弦參考信號的幅值時，脈寬隨之改變，從而改變了主回路輸出電壓的大小。當改變正弦參考信號的頻率時，輸出電壓的頻率即隨之改變。正弦波調(diào)制方式的特點是脈沖等幅，調(diào)節(jié)脈沖的寬度，使各脈沖的面積和與正弦波的幅值相等（或成正比例），因此，PWM調(diào)制波形中的基波為這個正弦波的參考波。在實際運用中對于三相逆變器，是由一個三相