直流电机的特性测试 一、实验要求 在实验台上测试直流电机机械特性、工作特性、调速特性（空载）和动态特性，其中测试机械特性时分别测试电压、电流、转速和扭矩四个参数，根据测试结果拟合转速—转矩特性（机械特性），并以 X 轴为电流，拟合电流—电压特性、电流—转速特性、电流—转矩特性，绘制电机输入功率、输出功率和效率曲线，即绘制电机综合特性曲线。然后在空载情况下测试电机的调速特性，即最低稳定转速和额定电压下的最高转速，即调速特性；最后测试不同负载和不同转速阶跃下电机的动态特性。 二、实验原理 1 、直流电机的机械特性 直流电机在稳态运行下，有下列方程式： 电枢电动势 eECn （1-1） 电磁转矩 emTCI （1-2） 电压平衡方程 UEIR （1-3） 联立求解上述方程式，可以得到以下方程： 2eeemURnTCC C （1-4） 式中 R ——电枢回路总电阻 ——励磁磁通 eC ——电动势常数 mC ——转矩常数 U ——电枢电压 eT ——电磁转矩 n ——电机转速 在式（1 -4 ）中，当输入电枢电压U 保持不变时，电机的转速n 随电磁转矩eT变化而变化的规律，称为直流电机的机械特性。 2、直流电机的工作特性 因为直流电机的励磁恒定，由式（1 -2 ）知，电枢电流正比于电磁转矩。另外，将式（1 -2 ）代入式（1 -4 ）后得到以下方程： eeURnICC （1 -5 ） 由上式知，当输入电枢电压一定时，转速是随电枢电流的变化而线性变化的。 3、直流电机的调速特性 直流电机的调速方法有三种：调节电枢电压、调节励磁磁通和改变电枢附加电阻。 本实验采取调节电枢电压的方法来实现直流电机的调速。当电磁转矩一定时，电机的稳态转速会随电枢电压的变化而线性变化，如式（1 -4 ）中所示。 4、直流电机的动态特性 直流电机的启动存在一个过渡过程，在此过程中，电机的转速、电流及转矩等物理量随时间变化的规律，叫做直流电机的动态特性。本实验主要测量的是转速随时间的变化规律，如下式所示： smdnnnT dt （1 -6 ） 其中，sn ——稳态转速 mT ——机械时间常数 本实验中，要求测试在不同负载和不同输入电枢电压（阶跃信号）下电机的动态特性。 5、传感器类型 本实验中，测量电机转速使用的是角位移传感器中的光电编码器；测量电磁 转矩使用的是扭矩传感器。 三、实验操作步骤 1、测量直流电机的机械特性和动态特性 ① 首先将负载旋钮逆时针拧至最小，...
