内容发布更新时间 : 2025/2/13 10:19:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第七章 控制微电机实验

7-1永磁式直流测速发电机

测速发电机是一种测量转速信号的元件，它将转入的机械转速变换为电压信号转出，且转出电压与转速成正比。在自动控制系统中用作测量元件和反馈元件，用以测量转速或调节和稳定转速。

测速发电机有交直流两大类，交流测速发电机有异步和同步之分，直流测速发电机根据励磁方式不同，又可分为永磁式和他励磁式之分。本处使用的是永磁式直流测速发电机。

一、实验方法

1、实验设备

序 号 1 2 3 4 5 6 型 号 DD03 DJ23 D31 D51 D44 D42 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 直流电压、毫安、安培表 波形测试及开关板 可调电阻器、电容器 三相可调电器 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 2、屏上挂件排列顺序 D44、D31、D51、D42

3、按图7-1接线。图中直流电动机M选用DJ23作他励接法，TG选用导轨上的永磁式直流测速发电机，Rf1选用D44上1800Ω阻值，R1选用D44上180Ω阻值，RZ选用D42上6只900Ω电阻串联共5400Ω阻值，并把Rf1调至最小，R1调至最大，RZ调至最大，A表选用D31上20mA档，开关S断开。

4、先接通励磁电源，再接通电枢电源，电动机M运行后将R1调至最小，

励磁电源 220VM++

-+A-TGV 220V电枢电源-S

Rf1R1RZ

图7-1 直流测速发电机接线图

并调节转速达2000r/min，减小电枢电源输出电压并调节R1和Rf1逐渐使电机减速。记录对应的转速和输出电压。 5、共测取8-9组，记录于表7-1中。

6、合上开关S，重复上面步骤，记录8-9组数据于表7-2中。 表7-1 n(r/min) U(V) 表7-2 n(r/min) U(V)

二、实验报告

1、∵ ∴

U?E0?IaRa?E0?URaRzU?E0Ce??nRaRa1?1?RzRz式中： Ra――电枢回路总电枢 Rz――负载电阻 E0=CeΦn――电枢总电势 2、作出U=f(n)曲线。 三、思考题

1、直流测速发电机的误差主要由哪些因素造成？ 2、在自动控制系统中主要起什么作用？

7-2 步进电动机

步进电动机又称脉冲电机，是数字控制系统中的一种重要的执行元件，它是将电脉冲信号变换成转角或转速的执行电动机，其角位移量与输入电脉冲数成正比；其转速与电脉冲的频率成正比。在负载能力范围内，这些关系将不受电源电压、负载、环境、温度等因素的影响，还可在很宽的范围内实现调速，快速启动、制动和反转。随着数字技术和电子计算机的发展，使步进电机的控制更加简便、灵活和智能化。现已广泛用于各种数控机床、绘图机、自动化仪表、计算机外设，数、模变换等数字控制系统中作为元件。 一、使用说明

D54步进电机实验装置由步进电机智能控制箱和实验装置两部分构成。 （一）步进电机智能控制箱

本控制箱用以控制步进电机的各种运行方式，它的控制功能是由单片机来实现的。通过键盘的操作和不同的显示方式来确定步进电机的运行状况。 本控制箱可适用于三相、四相、五相步进电动机各种运行方式的控制。 因实验装置仅提供三相反应式步进电动机，故控制箱只提供三相步进电动机的驱动电源，面板上也只装有三相步进电动机的绕组接口。 1、面板示意图（见附录） 2、技术指标

功 能：能实现单步运行、连续运行和预置数运行；能实现单拍、双拍及电机的可逆运行。

电脉冲频率：5Hz～1KHz

工作条件：供电电源 AC220V±10%，50Hz

环境温度 -5℃～40℃ 相对湿度 ≥80%

重 量：6kg

尺 寸：390×200×230mm3 3、使用说明

(1)开启电源开关，面板上的三位数字频率计将显示“000”；由六位LED数码管组成的步进电机运行状态显示器自动进入“9999→8888→7777→6666→5555→4444→3333→2222→1111→0000”动态自检过程，而后停显在系统的初态