目錄1、永磁式直流測速發電機實驗1
2、交流測速發電機實驗3
3、旋轉編碼器實驗6
4、力矩式自整角機實驗8
5、控制式自整角機實驗12
6、旋轉變壓器實驗14
7、步進電機實驗18
8、交流伺服電機實驗23
9、直流伺服電機實驗26
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，它將輸入的機械轉速變換為電壓訊號輸出，且輸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hk10，rf1選用900ω阻值， rz選用10kω/2w電阻，把rf1調至輸出電壓最大位置，電壓表選擇直流電壓表的20v檔，s選擇控制屏上的開關並斷開。
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，並將電樞電源調至220v，使電動機執行，調節勵磁電阻rf1使轉速達2400 r/min，然後減小勵磁電阻rf1和電樞電源輸出電壓使逐漸電機減速，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、合上雙刀雙擲開關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、由：
得：式中： ra――電樞迴路總電阻
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
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？
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2-1接線，dj25的勵磁電阻rf選用控制屏上10kω/2w電阻，變壓器t1為hk57上的，負載電阻rl為控制屏上900ω串900ω共1800ω阻值，電容選用掛件hk57上的電容。電壓表選用hk57上的真有效值電壓表。
圖2-1 交流測速發電機實驗接線圖
將控制屏左側調壓旋鈕逆時針旋轉到底，使輸出電壓為零，按下啟動按鈕，接通dj25的勵磁電源，然後調節控制屏左側調壓旋鈕，公升高電樞電壓使轉速公升高到2200r/min左右，記錄轉速n及對應的交流測速發電機輸出電壓u2記錄於表2-1中。交流測速發電機的激磁電壓為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，交流測速發電機轉子不旋轉， 交流測速發電機的勵磁繞組經調壓器接交流電源u1=u1n=110v，使交流測速發電機的輸出繞組開路，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。
表2-1
帶負載時的輸出特性n=f（u2）
(1) 帶純電阻負載
開關s接電阻負載，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2-2中。
表2-2rl=1500ω 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2-3中。
表2-3rl=750ω 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2-4中。
表2- 4rl=300ω u1=u1n=110v
(2) 帶純電容負載
開關s 接電容負載一端，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2-5中 。
表2-5c=1μf 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2-6中 。
表2-6c=2μf 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2-7中 。
表2-7c=3μf u1=u1n=110v
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（）。γ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δu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
旋轉編碼器是以數位化資訊將角度，長度以編碼的方式輸出的感測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，按測量原理分為光電式、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θ（deg）= f(n)
二、實驗裝置
二、 實驗內容：
圖3-1 直流電動機接線圖
按圖3-1接線，dj25按他勵分壓法接線。r1選用控制屏上的90ω串聯90ω共180ω，rf1選用控制屏上的900ω阻值。交流電壓表、電流錶選用控制屏上對應的儀表即可。
首先接通勵磁電源，調節電阻rf1使勵磁電流達到最大位置，然後將電樞電壓調至220v，將r1調至最小位置，再緩慢調節rf1使轉速達到2400r/min，然後調節r1、 rf1及電樞電源逐漸降低轉速n從2400r/min至0r/min每300r/min記錄各轉速n對應的頻率f。
1、波形觀察及方向的判斷（不帶電機）
用手緩慢轉動軸部，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：
圖3-2 旋轉編碼器輸出波形
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，填入表2-1中。
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，填入表2-2中。
表2-2
四、實驗報告：
1、繪製旋轉編碼器的輸出波形。
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θ= 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。
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