【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(zhuǎn)”現(xiàn)象的原因？怎樣消除“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象？實驗四 步進電動機實驗 一、 實驗?zāi)康? 通過實驗加深對步進電動機的驅(qū)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(yù)習(xí)要點 了解步進電動機的工作情況和驅(qū)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(guān)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(guān)系平均轉(zhuǎn)速和脈沖頻率的關(guān)系矩頻特性的測定四、實驗方法實驗設(shè)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(shè)置于單步運行狀態(tài)，或復(fù)位后，按執(zhí)行鍵，步進電機走一步距角，繞組相應(yīng)的發(fā)光管發(fā)亮，再不斷按執(zhí)行鍵，步進電機轉(zhuǎn)子也不斷作步進運動。改變電機轉(zhuǎn)向，電機作反向步進運動。(2) 角位移和脈沖數(shù)的關(guān)系控制系統(tǒng)接通電源，設(shè)置好預(yù)置步數(shù)，按執(zhí)行鍵，電機運轉(zhuǎn)，觀察并記錄電機偏轉(zhuǎn)角度，再重設(shè)置另一步數(shù)值，按執(zhí)行鍵，觀察并記錄電機偏轉(zhuǎn)角度于表5表52中，并利用公式計算電機偏轉(zhuǎn)角度與實際值是否一致。表51 步數(shù)= 步 序 號實際電機偏轉(zhuǎn)角度理論電機偏轉(zhuǎn)角度表52 步數(shù)= 步序 號實際電機偏轉(zhuǎn)角度理論電機偏轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dāng)前頻率）。按設(shè)置鍵讓步進電機停轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)速和脈沖頻率的關(guān)系接通電源，將控制系統(tǒng)設(shè)置于連續(xù)運行狀態(tài)，再按執(zhí)行鍵，電機連續(xù)運轉(zhuǎn)，改變速度調(diào)節(jié)旋鈕，測量頻率f與對應(yīng)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)定頻率后，使步進電機啟動運轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)棘輪機構(gòu)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(yīng)設(shè)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(fù)上述過程得到一組與頻率f對應(yīng)的轉(zhuǎn)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(jié)并對電機試驗加以小結(jié)。 步進電機驅(qū)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(guān)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(guān)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(guān)系(6) 平均轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速和脈沖頻率的關(guān)系怎樣？為什么特別強調(diào)是平均轉(zhuǎn)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?zāi)康恼莆照也}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怼６?、預(yù)習(xí)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)定，電機電壓變化規(guī)律的不同4）觀察當(dāng)補償功能和電機頻率設(shè)定， V/f曲線的變化四、實驗方法實驗設(shè)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(dāng)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(dāng)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