thhk-1/2型
微特電機綜合實驗裝置
實驗指導書
天煌教儀
浙江天煌科技實業****
序言隨著控制技術的快速發展，控制項在此領域也得到了更為廣泛的應用，尤其是近年來新型元件的湧現更豐富了控制電機功能，引起各大院校的重視，控制電機也逐漸從電機學課程中分立為「自動控制項」，深入到自控專業，為滿足「控制電機」、「自動控制項」等課程教學，我公司精心研發「thhk-1型控制微電機綜合實驗裝置」。
裝置結構：
1． 直流數字電壓表1只，直流數字毫安表1只，直流數字電流錶1只，
2． 交流數字電壓表1只，交流數字電流錶1只，單相智慧型功率表1只，
3． 直流勵磁電源220v/0.5a 1個,可調直流電源0~220v/2a 1個,1.5kva三相調壓器1只
4． 功率電阻（同軸上下兩個電阻，兩個電阻不連線，900ω×2，90ω×2）
5． 10kω/2w電阻
6． 測功控制系統
7． 渦流測功機及導軌（可完成光碼盤實驗），
8． 三刀三擲開關 1只
9． 各種控制系統掛件。
實驗目錄
1．永磁式直流測速發電機實驗
2．交流測速發電機實驗
3．旋轉編碼器實驗
4．力矩式自整角機實驗
5．控制式自整角機實驗
6．旋轉變壓器實驗
7．步進電機實驗
8．交流伺服電機實驗
9．直流伺服電機實驗
10．三相永磁同步電機實驗
11．直線電機實驗
12．高壓直流無刷電機實驗
13．開關磁阻電機實驗
一永磁式直流測速發電機
測速發電機是一種測量轉速訊號的元件，它將轉入的機械轉速變換為電壓訊號轉出，且轉出電壓與轉速成正比。在自動控制系統中用作測量元件和反饋元件，用以測量轉速或調節和穩定轉速。
測速發電機有交、直流兩大類，交流測速發電機有非同步和同步之分，直流測速發電機根據勵磁方式不同，又可分為永磁式和他勵磁式之分，本書使用的是永磁式直流測速發電機。
一、實驗方法
1、實驗裝置
2、按圖1-1接線。圖中直流電機m選用dj25作他勵接法，永磁式直流測速發電機為hk45，rf1選用1800ω阻值， rz選用10kω/2w電阻，把rf1調至最小， a表選用直流毫安表，v表選擇直流電壓表，開關s斷開。
圖1-1 直流測速發電機接線圖
3、先接通勵磁電源，再接通電樞電源，並調至dc220v，使電動機m執行，調節電阻rf1使轉速達2400 r/min，減小電樞電源輸出電壓和rf1逐漸使電機減速，每300 r/min記錄對應的轉速和輸出電壓。
4、共測取8-9組，記錄於表1-1中。
5、合上開關s，重複上面步驟，記錄8-9組資料於表1-2中。
表1-1
表1-2
二、實驗報告
1、∵∴式中： ra――電樞迴路總電樞
rz――負載電阻
e0=ceφn――電樞總電勢
2、作出u=f(n)曲線。
三、思考題
1、直流測速發電機的誤差主要由哪些因素造成？
2、在自動控制系統中主要起什麼作用？
二交流測速發電機實驗
一、實驗目的
1、通過實驗加深對交流測速發電機工作原理及其運**況的理解。
2、掌握交流測速發電機的輸出特性及其線性誤差的測定方法。
3、通過實驗了解負載性質和大小對交流測速發電機輸出特性的影響。
二、預習要點
1、 純電阻負載及純電容負載對交流測速發電機輸出特性有何影響？
2、 交流測速發電機產生線性誤差的原因是什麼？如何測定其線性誤差？
三、實驗專案
1、測定交流測速發電機的剩餘電壓。
2、測定交流測速發電機帶純電阻負載時的輸出特性n=f（u2）。
3、測定交流測速發電機帶純電容負載時的輸出特性n=f（u2）。
四、實驗方法
1、實驗裝置
2、測空載時的輸出特性和n=0時的剩餘電壓
按圖接線，經調壓器保持u1=u1n=110v，求空載時輸出特性n=f（u2）及n=0時的剩餘電壓。
原動機dj25起動前，交流測速發電機tg轉子不旋轉，即n=0。tg的勵磁繞組經調壓器接交流電源，並使u1=u1n=110v；使tg的輸出繞組w2開路，這時測定輸出電壓u2為乙個很小數值u2=ur，此值即為剩餘電壓。也可用示波器觀察剩餘電壓波形。
當交流測速發電機轉子位置在一周內變化時，剩餘電壓最大值與最小值之差即為剩餘電壓的波動值。在測定剩餘電壓時，輸出繞組為開路。
3、 帶負載時的輸出特性n=f（u2）
1） 帶純電阻負載
保持u1=u1n，當zl=r=1500時，測n=f（u2），共測取5~6組資料，記錄於表a中。
表a電阻性負載 u1=u1n=110v
保持u1=u1n，當zl=r=750時，測n=f（u2），共測取5~6組資料，記錄於表b
表b電阻性負載 u1=u1n=110v
保持u1=u1n，當zl=r=300時，測n=f（u2），共測取5~6組資料，記錄於表c
表c電阻性負載 u1=u1n=110v
2） 帶純電容負載
保持u1=u1n，當zl為c=1時，測n=f（u2），共測取5~6組資料，記錄於表d中 。
表d電容性負載 u1=u1n=110v
保持u1=u1n，當zl為c=2時，測n=f（u2），共測取5~6組資料，記錄於表e中 。
表e電容性負載 u1=u1n=110v
保持u1=u1n，當zl為c=3時，測n=f（u2），共測取5~6組資料,記錄於表f中 。
表f電容性負載 u1=u1n=110v
4、 交流測速發電機線性誤差的測定
交流測速發電機線性誤差是指電機在額定頻率、額定激磁電壓下，電機在最大線性工作轉速範圍內，以補償點轉速時的輸出電壓為基準電壓，輸出電壓之差對最大理想輸出電壓之比。
測定線性誤差時，電機應安裝在規定的溫公升實驗散熱板上，在額定勵磁條件下，將其輸出繞組開路。使電機驅動至補償點轉速ncp，待電機及數字電壓表穩定後，在最大線性工作轉速範圍內，用數字電壓表分別測量正、負轉向5~6個轉速點的輸出電壓，測得線性輸出特性u2=f（）。為交流測速發電機的相對速度，即 。
式中 n— 實際轉速，單位為r/min；
nc— 同步轉速，單位為r/min；
umax— 實際輸出特性與線性輸出特性的最大偏差，單位為v。
為了便於衡量實際輸出特性的線性度，一般取實際輸出特性的最大相對轉速的這一點與座標原點的連線來作為線性輸出特性。
線性誤差按下式計算
交流測速發電機正、反轉的線性誤差均應符合標準規定。
五、實驗報告
1、 記錄實驗所用裝置，並抄錄被測試交流測速發電機銘牌資料。
2、 在同一座標紙上繪出不同性質負載時的輸出特性曲線n=f（u2），並進行分析比較。
3、 根據實驗結果求出u1=u1n、轉速n=0時，交流測速發電機的剩餘電壓值ur。
4、 分析交流測速發電機的線性誤差。
三旋轉編碼器實驗
旋轉編碼器是一種旋轉式脈衝發生器，它把機械轉角變成電脈衝訊號，是一種常用的角位移感測器，脈衝編碼器分為光電式、接觸式和電磁感應式，本書實驗中採用的是光電式旋轉編碼器，其精度和可靠性好，在控制系統中常作為判斷方向、測量轉速及檢測轉角位置的測量元件。
一、實驗專案：
1． 波形觀察及方向的判斷
2． 轉速、頻率的函式關係n= f (f)
3． 轉角、脈衝數的函式關係q（度）= f(n)
二、實驗裝置
三、實驗內容：
1、波形觀察及方向的判斷（不帶電機）
用於緩慢轉動軸部，用雙蹤示波器觀測每相波形及任兩相波形並依次判斷轉向，記錄波形在下面：
2、轉速、頻率的函式關係
調節電機轉速，n從0至2400 r/min，每300 r/min用頻率計得到頻率f，填入下表
表2-1
3、 轉角、脈衝數的函式關係
調節指標到零刻度，向乙個方向旋轉編碼器，每30度用計數器記錄其脈衝數，填入下表
四、實驗報告：
1. 繪製波形；
2. 繪製轉速、頻率的函式關係n= f (f)，驗證函式關係；
3. 繪製轉角、脈衝數的函式關係q（度）= f(n) ，驗證函式關係。
四力矩式自整角機
自整角機是一種對角位移或角速度的偏差有自整步能力的控制電機，他廣泛用於顯示裝置和隨動系統中，使機械上互不相連的兩根或多根轉軸能自動保持相同的轉角變化或同步旋轉，在系統中通常是兩台或多台自整角機組合使用。產生訊號的一方稱傳送機，接收訊號的一方稱為接收機。
使用說明：
1、自整角機技術引數
傳送機型號 bd-404a-2
接收機型號 bs-404a
激磁電壓 220v±5%
激磁電流 0.2a
次級電壓 49v
頻率50hz
2、傳送機的刻度盤及接收機的指標調準在特定位置的方法
旋鬆電機軸頭螺母，擰緊電機後軸頭，旋轉刻度盤（或手撥指標圓盤）至某要求的刻度值位置，保持該電機轉軸位置並旋緊軸頭螺母。
3、接線柱的使用方法
電機實驗指導書
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電機實驗指導書 bufen
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