实验一直流他励电动机调压调速和调磁调速实验.docxVIP

实验一直流他励电动机调压调速和调磁调速实验 、实验目的 1?深入了解直流他励电动机的调速性能; 2?进一步学习PLC控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。 二、实验原理 直流他励电动机的调速原理、调速方法 电动机的调速就是在一定的负载条件下， 人为地改变电动机的电路参数， 以改变电动机 的稳定转速。 从直流他励电动机机械特性方程式 n — - Ra Ra n — - Ra Ra： T Ke KeKt 2 式（1.1） 入不同的电阻可以得到不同的转速，如在电阻分别为R 入不同的电阻可以得到不同的转速，如在电阻分别为 Ra、R3、R2、R1的情况下，可以得到 可知，改变串入电枢回路的电阻 Rad，电枢供电电压 U或主磁通①，都可以得到不同 的人为机械特性，从而在负载不变时可以改变电动机的转速， 以达到速度调节的要求， 故直 流电动机调速的方法有以下三种。 （1）改变电枢回路外串电阻 Rad Tl下，串如图 Tl下，串 对应于A、C、D和E点的转速nA、nC、nD和nE。在不考虑电枢回路的电感时，电动机调 nA调至速时的机电过程（如降低转速）见图中沿ATBTC的箭头方向所示，即从稳定转速 新的稳定转速 n nA调至 稳定度愈低；在空载或轻载时， 调速范围不大；实现无级调速困难；在调速电阻上消耗大量 电能等。 改变电动机电枢供电电压 U 改变电枢供电电压 U可得到人为机械特性， 如图1.2所示，从图中可看出，在一定负载 转矩Tl下，加上不同的电压 Un、Ui、U2、U3、…，可以得到不同的转速 na、nb、nc、nd、…, 即改变电枢电压可以达到调速的目的。 这种调速方法的特点是： 当电源电压连续变化时，转速可平滑无级调节，一般只能在额定转速以下调节； 调速特性与固有特性互相平行， 机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较 大； 当Tl=常数时，稳定运行状态下的电枢电流 Ia与电压U无关，且①二①n，故电动机 转矩T=Kt①Nla不变，属于恒转矩调速，适合于对恒转矩型负载进行调速； 可以靠调节电枢电压来启动电动机，而不用其他启动设备。 nA 图1.2改变电枢供电电压调速的特性 改变电动机主磁通① 改变电动机主磁通 ①的机械特性如图1.3所示，从图中可看出，在一定的负载功率 Pl 下，不同的主磁通①N、①1、①2、…，可以得到不同的转速 na、nb、nc、…，即改变主磁通 可以达到调速的目的。 这种调速方法的特点是： 可以平滑无级调速，但只能弱磁调速，即在额定转速以上调节； 调速特性较软，且受电动机换向条件等的限制， 普通他励电动机的最高转速不得超过 额定转速的1.2倍，所以，调速范围不大。 调速时维持电枢电压 U和电枢电流la不变，即功率P=Ula不变，属恒功率调速，所 以，这种调速适合于对恒功率型负载进行调速，在这种情况下电动机的转矩 T=Kt①la要随 主磁通的减小而减小。 图1.3改变电动机主磁通调速的特性曲线 基于弱磁调速范围不大， 它往往是和调压调速配合使用， 即在额定转速以下， 用降压调 速，而在额定转速以上，则用弱磁调速。 2.2 .实验电路原理图 本实验将实现上述调速方法中的 “改变电动机电枢供电电压 U”和“改变电动机主磁通 ?”这两种调速方式。 实验电路图如图1.4所示。 XII XII 直流调速系MIMT-220DR AC22OV 0 O 0 Q 0 0 OUT + LC ZL Zf 运行控制 X0 XI 直流电动机| Y10 运行/停止 N X10 PLC FX2N48MT Y11 停止 停止 Y12 COM3 Z5 COM VO+ 3 VO- 4 计算 机 RS233 RS485/RS232 10 图1.4 直流他励电动机调速实验电路图 三、实验内容 改变电动机电枢供电电压 U调速 电路的基本工作原理为： 启动电动机前，先将调磁电位器 R5调至最小（R5=0），将 给定电位器R4调至使得电枢电压为 Un。按下启动按钮，通过直流调速系统启动电动机，完 成电动机启动过程后， 保持R5不变，调节R4 （在UN以下调节，即调小 R4，顺时针旋转， 调压调速），即可实现“改变电枢供电电压调速” 。 电路接线表 本实验的电路接线表如下表 1.1,不要遗漏VI+、VI -的接线。（注：图1.4中方框内的 接线已经在内部接好，不需再接线 ） 表1.1直流他励电动机调压调速实验电路接线表 序 号 端子 端子 连接电缆 序号 端子 端子 连接电缆 1 PC端 COM1 PLC串行通信 板 通信电缆 15 Z2 R4中 导线 2 PC端 COM2 数据采集模块 输出口（已接 通信电缆 16 Z3 R4右 导线  好） 3 PC端 COM3 PLC程序传送 接口 编程电缆 17 启动右 X10 导线 4 OUT — D