電動輪椅電機(jī)測試實驗報告二_20140627

1、電動輪椅電機(jī)測試實驗報告二 模擬負(fù)載實驗一實驗概述通過改變磁粉測功機(jī)的勵磁電流為電動輪椅電機(jī)施加可控的模擬負(fù)載，在本次實驗中所施加的勵磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A，通過不同的模擬負(fù)載，觀察電動輪椅電機(jī)在配套控制器作用下轉(zhuǎn)矩和功率負(fù)載特性曲線的變化情況。二. 實驗內(nèi)容及分析1、 實驗1實驗步驟：電機(jī)朝某個方向全速轉(zhuǎn)動，然后突然按下控制器開關(guān)按鈕，使控制系統(tǒng)關(guān)閉，觀察此時電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實驗并記錄數(shù)據(jù)和圖像。圖1-圖5所顯示的曲線分別為勵磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A時電機(jī)特性曲線，其中橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)速，紫色曲線為轉(zhuǎn)矩，粉色曲線為功率（下

2、同）；圖6-圖10分別為勵磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；表1為采樣數(shù)據(jù)；表2為電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)；表3為電機(jī)在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)；表4為電機(jī)在最高效率點的數(shù)據(jù)。圖1 勵磁電流為20A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖2 勵磁電流為40A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖3 勵磁電流為60A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖4 勵磁電流為80A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖5 勵磁電流為100A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線表1 電機(jī)實驗數(shù)據(jù)圖6 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A）圖7 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A）圖8 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速

3、隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A）圖9 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A）圖10 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A）表2 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)表3 電機(jī)在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)表4 電機(jī)在最高效率點的數(shù)據(jù)曲線分析：（1）通過曲線可以看出，在這五種負(fù)載情況下，通過手柄驅(qū)動電機(jī)朝某個方向全速轉(zhuǎn)動至平穩(wěn)時，打開軟件進(jìn)行測試，轉(zhuǎn)矩和功率曲線驟然上升。當(dāng)突然按下控制器開關(guān)按鈕，使控制系統(tǒng)關(guān)閉時，轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的減小以極小的斜率減小，功率隨著轉(zhuǎn)速的減小而呈線性減小。（2）通過五種負(fù)載的縱向比較，發(fā)現(xiàn)隨著電機(jī)模擬負(fù)載的增加，在最大轉(zhuǎn)矩點和最大輸出功率點上，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和

4、輸出功率增大，而轉(zhuǎn)速基本保持不變；在最高效率點上，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和輸出功率基本不變。2、 實驗2實驗步驟：將手柄緩慢推至前進(jìn)方向到電機(jī)開始轉(zhuǎn)動，觀察此時電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實驗并記錄數(shù)據(jù)和圖像。圖11-圖15所顯示的曲線分別為勵磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率等參數(shù)的變化；圖16-圖20分別為勵磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；表5為采樣數(shù)據(jù)；表6為電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)；表7為電機(jī)在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)；表8為電機(jī)在最高效率點的數(shù)據(jù)。圖11 勵磁電流為20A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖12 勵磁電

5、流為40A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖13 勵磁電流為60A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖14 勵磁電流為80A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖15 勵磁電流為100A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線表5 電機(jī)實驗數(shù)據(jù)圖16 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A）圖17 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A）圖18 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A）圖19 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A）圖20 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A）表6 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)表7 電機(jī)在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)表8 電機(jī)在最高效率點的數(shù)據(jù)曲線分析：（

6、1） 通過曲線可看出，五種負(fù)載情況下，將手柄緩慢推至前進(jìn)方向到電機(jī)開始轉(zhuǎn)動，功率均為隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大，轉(zhuǎn)矩總體呈上升且階段性平穩(wěn)趨勢；（2） 縱向比較五種負(fù)載的特性曲線，由于每次實驗推動手柄速度的存在差異，轉(zhuǎn)速變化情況也存在差異，因而轉(zhuǎn)速的變化略有不同。在最大轉(zhuǎn)矩點、最高效率點、最大輸出功率點上，隨著電機(jī)模擬負(fù)載的增加，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩增大。3、 實驗3實驗步驟：通過手柄驅(qū)動電機(jī)朝某個方向全速轉(zhuǎn)動，然后馬上釋放手柄，觀察此時電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實驗并記錄數(shù)據(jù)和圖像。圖21-圖25所顯示的曲線分別為勵磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率等參數(shù)的變化；

7、圖26-圖30分別為勵磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；表9為采樣數(shù)據(jù)。表10為電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)；表11為電機(jī)在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)；表12為電機(jī)在最高效率點的數(shù)據(jù)。圖21 勵磁電流為20A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖22 勵磁電流為40A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖23 勵磁電流為60A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖24 勵磁電流為80A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線圖25 勵磁電流為100A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線表9 電機(jī)實驗數(shù)據(jù)圖26 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A）圖27 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A）圖2

8、8 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A）圖29 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A）圖30 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A）表10 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)表11 電機(jī)在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)表12 電機(jī)在最高效率點的數(shù)據(jù)曲線分析：（1）通過曲線可以看出，在這五種負(fù)載情況下，通過手柄驅(qū)動電機(jī)朝某個方向全速轉(zhuǎn)動至平穩(wěn)時，打開軟件進(jìn)行測試，轉(zhuǎn)矩和功率曲線驟然上升。當(dāng)突然釋放手柄時，轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的減小以極小的斜率減小，功率隨著轉(zhuǎn)速的減小而呈線性減小。（2）通過五種負(fù)載的縱向比較，在最大轉(zhuǎn)矩點和最大輸出功率點上，隨著勵磁電流的增大（即電機(jī)負(fù)載的增加），

9、電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和輸出功率增大，而轉(zhuǎn)速基本保持不變；在最高效率點上，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和輸出功率基本不變。4、 實驗4實驗步驟：控制器上電時，將手柄推至最大位置在運動過程中依次切換檔位，觀察此時電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實驗并記錄數(shù)據(jù)和圖像。具體操作步驟如下：（1） 設(shè)置勵磁電流為20A的情況下，控制器調(diào)至1檔時手柄推到最大位置，維持一段時間不變后，從1檔調(diào)至2檔，此時手柄一直維持在最大位置，依次增加到5檔；（2） 在相同的負(fù)載情況下，手柄推到最大位置，維持一段時間不變后，將控制器從5檔調(diào)至4檔，此時手柄一直維持在最大位置，依次減少到1檔；（3） 依次改變勵磁電流大小為40A、60A、80A、

10、100A的負(fù)載情況，重復(fù)步驟（1）、（2），分析曲線特性。圖31和圖32為勵磁電流為20A時加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線；圖33和圖34為勵磁電流為40A時加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線；圖35和圖36為勵磁電流為60A時加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線；圖37和圖38為勵磁電流為80A時加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線；圖39和圖40為勵磁電流為100A時加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線；圖41-圖45分別為加檔時勵磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；圖46-圖50分別為減檔時勵磁電流為20A、40A、60A、8

11、0A、100A時的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時間的變化曲線；表13和表17為加檔和減檔時對應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)；表14-表16為加檔情況下電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點、最大輸出功率點、最高效率點的數(shù)據(jù)；表18-表20為減檔情況下電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點、最大輸出功率點、最高效率點的數(shù)據(jù)。圖31 勵磁電流為20A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線（1檔-5檔）圖32勵磁電流為20A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線（5檔-1檔）圖33 勵磁電流為40A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線（1檔-5檔）圖34 勵磁電流為40A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線（5檔-1檔）圖35 勵磁電流為60A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線（1檔-5檔）圖36 勵磁電流為60A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲

12、線（5檔-1檔）圖37 勵磁電流為80A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線（1檔-5檔）圖38 勵磁電流為80A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線（5檔-1檔）圖39 勵磁電流為100A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線（1檔-5檔）圖40 勵磁電流為100A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線（5檔-1檔）表13 電機(jī)實驗數(shù)據(jù)（1檔-5檔）圖41 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A/1檔-5檔）圖42 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A/1檔-5檔）圖43 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A/1檔-5檔）圖44 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A/1檔-5檔）圖45 電

13、機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A/1檔-5檔）表14 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)（1檔-5檔）表15 電機(jī)在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)（1檔-5檔）表16 電機(jī)在最高效率點的數(shù)據(jù)（1檔-5檔）表17 電機(jī)實驗數(shù)據(jù)（5檔-1檔）圖46 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流20A/5檔-1檔）圖47 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流40A/5檔-1檔）圖48 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流60A/5檔-1檔）圖49 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流80A/5檔-1檔）圖50 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時間變化的特性曲線（勵磁電流100A/5檔-1檔）表18 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點的數(shù)據(jù)（5檔-1檔）表19 電機(jī)在最大輸出功率點的數(shù)據(jù)（5檔-1檔）表20 電機(jī)在最高效率點的數(shù)據(jù)（5檔-1檔）曲線分析：（1）檔位由1檔升為5檔的情況下，由于一開始在控制器1檔時，先讓電機(jī)全速運轉(zhuǎn)至穩(wěn)定，再打開軟件進(jìn)行測試，所以一開始轉(zhuǎn)矩和功率的曲線驟然上升，依次增加檔位時功率呈線性上升