电动轮椅电机测试实验报告三0707.docx

1、电动轮椅电机测试实验报告三0707电动轮椅电机测试实验报告三 固定励磁、增大转速实验1实验概述在本实验中，我们将控制器调至1档，并将励磁电流依次设置为50A、100A、150A的固定值，打开实验软件电机“通讯”后以平稳的速度将手柄推至该档位的最大值处。然后依次切换档位至2档、3档、4档、5档进行上述实验，观察转速和功率负载特性曲线的变化情况，根据电机负载特性曲线，总结出其中有利的规律和结论。电机的转矩、转速和输出功率之间的关系式为：M=9550*P/n(M:转矩，单位:N.m; P:输出功率，单位:kW; n:转速，单位:rpm)。 二实验内容及分析1、 实验1实验步骤：将控制器档位调至1档，

2、点击软件中“通讯”按钮后，缓慢推至最大位置，待转速稳定一小段时间后，点击软件中的“停止”按钮，松开手柄。观察此时电机转速、转矩和功率变化，记录并保存数据和曲线图。图1、图3和图5分别为励磁电流为1档下50A、100A和150A时电机特性曲线，其中横坐标为转速，紫色曲线为转矩，粉色曲线为功率（下同）；图2、图4和图6分别为励磁电流为50A、100A和150A时输出功率、转矩随转速的变化曲线；表1-表3为对应的采样数据。 （1）励磁设置为50A图1 控制器在1档的电机特性曲线（励磁电流为50A） 表1 控制器在1档的数据（励磁电流为50A） 图2 输出功率、转矩随转速的变化图（2）励磁设置为100

3、A图3 控制器在1档的电机特性曲线（励磁电流为100A）表2 控制器在1档的数据（励磁电流为100A）图4输出功率、转矩随转速的变化图（3）励磁设置为150A的情况图5 控制器在1档的电机特性曲线（励磁电流为150A）表3 控制器在1档的数据（励磁电流为150A）图6 输出功率、转矩随转速的变化图曲线分析：控制器调至1档情况下，在转速达到最大位置稳定后，随着励磁的增加，转矩和功率呈不断上升趋势。转速基本维持在30rpm。表4为稳定后转速、转矩和功率的数据；图7为1档下输出功率、转矩和转速随励磁电流的变化图。表4三种励磁下转速、转矩、功率值励磁电流（A）50100150转速(rpm)322830

4、转矩（Nm）2.76.4511.3功率（W）918.836图7输出功率、转矩和转速随励磁电流的变化图（1档）2、 实验2实验步骤：将控制器档位调至2档，点击软件中“通讯”按钮后，缓慢推至最大位置，待转速稳定一小段时间后，点击软件中的“停止”按钮，松开手柄。观察此时电机转速、转矩和功率变化，记录并保存数据和曲线图。图8、图10和图12分别为2档下励磁电流为50A、100A和150A时电机特性曲线；图8、图11和图13分别为励磁电流为50A、100A和150A时输出功率、转矩随转速的变化曲线；表5-表7为对应的采样数据。（1）励磁设置为50A的情况：图8 控制器在2档的电机特性曲线（励磁电流为50

5、A）表5 控制器在2档的数据（励磁电流为50A）图9输出功率、转矩随转速的变化图（2）励磁设置为100A的情况：图10 控制器在2档的电机特性曲线（励磁电流为100A）表6 控制器在2档的数据（励磁电流为100A） 图11 输出功率、转矩随转速的变化图（3）励磁设置为150A的情况：图12 控制器在2档的电机特性曲线（励磁电流为150A）表7 控制器在2档的数据（励磁电流为150A） 图13 输出功率、转矩随转速的变化图曲线分析：控制器调至2档情况下，在转速达到最大位置稳定后，随着励磁的增加，转矩和功率呈不断上升趋势。转速基本维持在55rpm。表8为稳定后转速、转矩和功率的数据；图14为2档下

6、输出功率、转矩和转速随励磁电流的变化图。表8 三种励磁下转速、转矩、功率值励磁电流（A）50100150转速(rpm)555554转矩（Nm）2.836.4511.52功率（W）16.337.8364图14 输出功率、转矩和转速随励磁电流的变化图（2档）3、 实验3实验步骤：将控制器档位调至3档，点击软件中“通讯”按钮后，缓慢推至最大位置，待转速稳定一小段时间后，点击软件中的“停止”按钮，松开手柄。观察此时电机转速、转矩和功率变化，记录并保存数据和曲线图。图15、图17和图19分别为3档下励磁电流为50A、100A和150A时电机特性曲线；图16、图18和图20分别为励磁电流为50A、100A

7、和150A时输出功率、转矩随转速的变化曲线；表9-表11为对应的采样数据。（1）励磁设置为50A的情况：图15 控制器在3档的电机特性曲线（励磁电流为50A）表9 控制器在3档的数据（励磁电流为50A） 图16 输出功率、转矩随转速的变化图（2）励磁设置为100A的情况：图17 控制器在3档的电机特性曲线（励磁电流为100A）表10 控制器在3档的数据（励磁电流为100A） 图18输出功率、转矩随转速的变化图（3）励磁设置为150A的情况：图19 控制器在3档的电机特性曲线（励磁电流为150A）表11 控制器在3档的数据（励磁电流为150A） 图20 输出功率、转矩随转速的变化图曲线分析：控制

8、器调至3档情况下，在转速达到最大位置稳定后，随着励磁的增加，转矩和功率呈不断上升趋势。转速基本维持在80rpm。表12为稳定后转速、转矩和功率的数据；图21为3档下输出功率、转矩和转速随励磁电流的变化图。表12 三种励磁下转速、转矩、功率值励磁电流（A）50100150转速(rpm)828076转矩（Nm）2.766.611.8功率（W）23.755.7194图21 输出功率、转矩和转速随励磁电流的变化图（3档）4、 实验4实验步骤：将控制器档位调至4档，点击软件中“通讯”按钮后，缓慢推至最大位置，待转速稳定一小段时间后，点击软件中的“停止”按钮，松开手柄。观察此时电机转速、转矩和功率变化，记

9、录并保存数据和曲线图。 图22、图24和图26分别为励磁电流为4档下50A、100A和150A时电机特性曲线；图23、图25和图27分别为励磁电流为50A、100A和150A时输出功率、转矩随转速的变化曲线；表13-表15为对应的采样数据。（1）励磁设置为50A的情况：图22 控制器在4档的电机特性曲线（励磁电流为50A）表13 控制器在4档的数据（励磁电流为50A） 图23 输出功率、转矩随转速的变化图（2）励磁设置为100A的情况：图24 控制器在4档的电机特性曲线（励磁电流为100A）表14 控制器在4档的数据（励磁电流为100A） 图25 输出功率、转矩随转速的变化图（3）励磁设置为1

10、50A的情况：图26 控制器在4档的电机特性曲线（励磁电流为150A）表15 控制器在4档的数据（励磁电流为150A） 图27 输出功率、转矩随转速的变化图曲线分析：控制器调至4档情况下，在转速达到最大位置稳定后，随着励磁的增加，转矩和功率呈不断上升趋势。转速基本维持在96rpm。表16为稳定后转速、转矩和功率的数据；图28为4档下输出功率、转矩和转速随励磁电流的变化图。表16 三种励磁下转速、转矩、功率值励磁电流（A）50100150转速(rpm)9610094转矩（Nm）2.836.811.9功率（W）28.7572118图28 输出功率、转矩和转速随励磁电流的变化图（4档）5、 实验5实

11、验步骤：将控制器档位调至5档，点击软件中“通讯”按钮后，缓慢推至最大位置，待转速稳定一小段时间后，点击软件中的“停止”按钮，松开手柄。观察此时电机转速、转矩和功率变化，记录并保存数据和曲线图。 图29、图31和图33分别为励磁电流为4档下50A、100A和150A时电机特性曲线；图30、图32和图34分别为励磁电流为50A、100A和150A时输出功率、转矩随转速的变化曲线；表17-表19为对应的采样数据。（1）励磁设置为50A的情况：图29 控制器在5档的电机特性曲线（励磁电流为50A）表17 控制器在5档的数据（励磁电流为50A） 图30 输出功率、转矩随转速的变化图（2）励磁设置为100

12、A的情况：图31 控制器在5档的电机特性曲线（励磁电流为100A）表18 控制器在5档的数据（励磁电流为100A） 图32 输出功率、转矩随转速的变化图（3）励磁设置为150A的情况：图33 控制器在5档的电机特性曲线（励磁电流为150A）表19 控制器在5档的数据（励磁电流为150A） 图34 输出功率、转矩随转速的变化图曲线分析：控制器调至5档情况下，在转速达到最大位置稳定后，随着励磁的增加，转矩和功率呈不断上升趋势。三次最大转速差别比较大。表20为稳定后转速、转矩和功率的数据；图35为五档下参数变化曲线。表20 三种励磁下转速、转矩、功率值励磁电流（A）50100150转速(rpm)10

13、0124111转矩（Nm）2.76.9111.78功率（W）28.690138图35 输出功率、转矩和转速随励磁电流的变化图（5档）曲线纵向分析：（1） 在同一励磁电流的情况下，随着档位的增加，最大速度增加（除了励磁电流为50A时的第5档），功率不断增加，转矩基本不变。（2） 励磁电流越大，随着档位的增加，每档的功率增加量越大。（3） 在励磁电流为150A的情况下，从2档到5档的功率增加量分别为30w,24w,20w,可以看出增加量越来越小；而在励磁电流为50A和100A的各自情况下，每档功率的变化量都差不多。图36-图38为励磁电流依次为50A、100A、150A时输出功率、转矩和转速随档位的变化图。图36 输出功率、转矩和转速随档位的变化图（励磁电流50A）图37 输出功率、转矩和转速随档位的变化图（励磁电流100A）图38 输出功率、转矩和转速随档位的变化图（励磁电流150A）