机电传动控制实验报告Word下载.doc
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机电传动控制实验报告Word下载.doc
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这种调速方法的特点是:
①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;
②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;
③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Φ=ΦN,故电动机转矩T=KtΦNIa不变,属于恒转矩调速,适合于对恒转矩型负载进行调速;
④可以靠调节电枢电压来启动电动机,而不用其他启动设备。
图7.2改变电枢供电电压调速的特性
(3)改变电动机主磁通Φ
改变电动机主磁通Φ的机械特性如图7.3所示,从图中可看出,在一定的负载功率PL下,不同的主磁通ΦN、Φ1、Φ2、…,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。
①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;
②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。
③调速时维持电枢电压U和电枢电流Ia不变,即功率P=UIa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=KtΦIa要随主磁通的减小而减小。
图7.3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.实验电路原理图
本实验将实现上述3种调速方法中的“改变电动机电枢供电电压U调速”、“改变电动机主磁通Φ调速”这两种调速方式。
实验电路图如图7.4所示。
图7.4直流他励电动机调速
实验电路图
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”;
保持R4不变,调节R5(在ΦN以下调节,即调大R5,顺时针旋转,弱磁调速),即可实现“改变电动机主磁通调速”
3.电路接线表
本实验的电路接线表如下表7.1,不要遗漏VI+、VI﹣的接线。
(注:
图7.4中方框内的接线已经在内部接好,不需再接线)
表7.1直流他励电动机调速实验电路接线表
序号
端子
连接电缆
1
PC端
COM1
PLC串行通信板
通信电缆
15
R5右
LC-
导线
2
COM3
数据采集模块输出口(已接好)
RS232-485
转接头
16
R5中
3
COM4
PLC程序传送接口
编程电缆
17
Z1
R4左
4
OUT-
R2上
18
Z2
R4中
5
KM4
常开辅助触点上
19
Z3
R4右
6
常开辅助触点下
R2下
20
启动右
X10
7
R3上
21
停止右
X11
8
KM5
22
启动左
COM
9
R3下
23
停止左
10
D1
24
Y10
Z4
11
D2
A2
25
Z5
12
A1
OUT+
26
VI+
OUT+(“调压调速”时接此端子)
R5左(“调磁调速”时接此端子)
13
LC+
F2
27
VI-
OUT-(“调压调速”时接此端子)
R5中(“调磁调速”时接此端子)
14
F1
R5左
三、实验步骤
1.按表7.1接线(为了安全起见,接线时请务必断开QF5),先做“改变电枢供电电压调速”,故VI+接OUT+,VI-接OUT-。
将调磁电位器R5逆时针调至最小(R5=0),将给定电位器R4顺时针调至最大;
2.征得老师同意后,合上断路器QF1和QF5,接通操作面板上的电源开关;
3.运行PC机上的PLC工具软件FXGP_WIN-C,输入课前编好的PLC程序(或直接打开已经编制好的,路径为:
HJD-DJ1机电传动控制教学实验系统\程序\PLC\直流调速.PMW),确认程序无误后,将其写入到PLC并运行。
步骤如下:
1)端口设置:
【PLC】→【端口设置】→COM4;
2)停止运行:
【PLC】→【遥控运行/停止】→【中止】;
3)程序写入:
【PLC】→【传送】→【写出】→【范围设置】,【终止步】设置为程序的步数,【确定】;
4)运行程序:
【PLC】→【遥控运行/停止】→【运行】。
4.执行PLC中的“监控测试/开始监控”,PLC进入监控状态;
5.按下操作面板上的“启动”按钮,直流调速系统启动电动机;
6.实现“改变电枢供电电压调速”:
电动机启动过程完成后,保持R5不变,连续调节R4(在UN以下调节,即顺时针调小R4,调压调速),读取几组电枢电压U、电动机转速n并记录于表7.2中:
在PLC监控状态下,电动机转速n的值从数据寄存器D0直接读取)
表7.2“改变电枢供电电压调速”数据记录表
电枢电压U(V)
电动机转速n(r/min)
7.实现“改变电动机主磁通调速”:
先按操作面板上的“停止”按钮,停止电动机,然后重复步骤1~5,唯一不同的是,接线时,VI+接R5左,VI-接R5中,并将给定电位器R4调回最大。
电动机启动过程完成后,保持R4不变,连续调节R5(在ΦN以下调节,即顺时针调大R5,弱磁调速),读取几组调磁电位器R5分压U、电动机转速n并记录于表7.3中(注:
在PLC监控状态下,电动机转速n的值从数据寄存器D0直接读取),并计算对应的励磁回路电流If,计算公式为:
其中,励磁线圈R=1200Ω
表7.3“改变电动机主磁通调速”数据记录表
调磁电位器R5分压U(V)
励磁回路电流If(A)
8.按下操作面板上的“停止”按钮,电动机停转;
9.断开断路器QF1、QF5。
四、实验说明及注意事项
1.接线和拔线时,请务必断开QF5;
2.QF5合上后,请不要用手触摸接线端子;
3.请务必不能将导线一端接入直流电动机、直流调速系统的接线端子上,另一端放在操作台上而合上QF5。
五、实验用仪器工具
PC机1台
PLC1台
直流他励电动机1台
直流调速系统1套
转矩转速传感器1台
电压传感器1台
电流传感器1台
电位器2个
断路器2个
按钮2个
实验导线若干
六、实验前的准备
预习实验指导书及附录相关内容,编写好实验用程序。
七、实验报告要求
画出PLC控制程序梯形图并写出相对应的指令代码;
八、思考题
1.电动机的调速在工程实际中有什么作用?
“速度调节”与“速度变化”是否为同一个概念?
有什么不同?
2.直流电动机的这三种调速方法的应用范围分别是什么?
在工程实际中,能否配合使用?
实验报告
学院(系)名称:
姓名
学号
专业
班级
实验项目
课程名称
课程代码
实验时间
实验地点
批改意见
成绩
教师签字:
实验内容
实验二三相交流异步电动机变频调速实验
一、实验目的
1.学习和掌握变频器的操作及控制方法;
2.深入了解三相异步电动机变频调速性能;
3.进一步学习PLC控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。
1.三相交流异步电动机变频调速原理
通过改变三相异步电动机定子绕组电压的频率,可以改变转子的旋转速度,当改变频率的同时改变电压的大小,使电压与频率的比值等于常数,则可保证电动机的输出转矩不变。
变频器就是专用于三相异步电动机调频调速的控制装置。
它的输入为单相交流电压(控制750W及以下的小功率电动机)或三相交流电压(控制750W以上的大功率电动机),而输出为幅值和频率均可调的三相交流电压供给三相异步电动机。
变频器的生产厂家很多,产品也很多,但基本原理相同。
本实验中采用的是松下小型变频器VFO200W,有如下几种操作模式。
(1)运行/停止、正转/反转的操作模式:
对于电动机的启动/停止以及正反转的控制有外部操作和面板操作两种模式,通过专用参数的设定来实现。
面板操作模式:
通过变频器自带面板上的操作键实现运行/停止、正转/反转控制;
外部操作模式:
通过接在变频器专用输入端开关信号的接通、断开实现运行/停止、正转/反转。
(2)频率设定模式:
频率的设定分为面
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