電動(dòng)輪椅電機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告二-模擬負(fù)載實(shí)驗(yàn)

1、電動(dòng)輪椅電機(jī)測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告二 模擬負(fù)載實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)概述通過(guò)改變磁粉測(cè)功機(jī)的勵(lì)磁電流為電動(dòng)輪椅電機(jī)施加可控的模擬負(fù)載，在本次實(shí)驗(yàn)中所施加的勵(lì)磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A，通過(guò)不同的模擬負(fù)載，觀察電動(dòng)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(xiàn)的變化情況。二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及分析1、 實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)步驟：電機(jī)朝某個(gè)方向全速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后突然按下控制器開(kāi)關(guān)按鈕，使控制系統(tǒng)關(guān)閉，觀察此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)和圖像。圖1-圖5所顯示的曲線(xiàn)分別為勵(lì)磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A時(shí)電機(jī)特性曲線(xiàn)，其中橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)速，紫色曲線(xiàn)為轉(zhuǎn)矩，粉色曲線(xiàn)為功率（下

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

3、隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流60A）圖9 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流80A）圖10 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流100A）表2 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的數(shù)據(jù)表3 電機(jī)在最大輸出功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)表4 電機(jī)在最高效率點(diǎn)的數(shù)據(jù)曲線(xiàn)分析：（1）通過(guò)曲線(xiàn)可以看出，在這五種負(fù)載情況下，通過(guò)手柄驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝某個(gè)方向全速轉(zhuǎn)動(dòng)至平穩(wěn)時(shí)，打開(kāi)軟件進(jìn)行測(cè)試，轉(zhuǎn)矩和功率曲線(xiàn)驟然上升。當(dāng)突然按下控制器開(kāi)關(guān)按鈕，使控制系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，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(xiàn)性減小。（2）通過(guò)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(diǎn)和最大輸出功率點(diǎn)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(diǎn)上，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和輸出功率基本不變。2、 實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)步驟：將手柄緩慢推至前進(jìn)方向到電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)和圖像。圖11-圖15所顯示的曲線(xiàn)分別為勵(lì)磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A時(shí)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率等參數(shù)的變化；圖16-圖20分別為勵(lì)磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時(shí)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)；表5為采樣數(shù)據(jù)；表6為電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的數(shù)據(jù)；表7為電機(jī)在最大輸出功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)；表8為電機(jī)在最高效率點(diǎn)的數(shù)據(jù)。圖11 勵(lì)磁電流為20A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)圖12 勵(lì)磁電

5、流為40A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)圖13 勵(lì)磁電流為60A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)圖14 勵(lì)磁電流為80A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)圖15 勵(lì)磁電流為100A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)表5 電機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖16 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流20A）圖17 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流40A）圖18 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流60A）圖19 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流80A）圖20 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流100A）表6 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的數(shù)據(jù)表7 電機(jī)在最大輸出功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)表8 電機(jī)在最高效率點(diǎn)的數(shù)據(jù)曲線(xiàn)分析：通

6、過(guò)曲線(xiàn)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(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shì)；縱向比較五種負(fù)載的特性曲線(xiàn)，由于每次實(shí)驗(yàn)推動(dòng)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(diǎn)、最高效率點(diǎn)、最大輸出功率點(diǎn)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(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)步驟：通過(guò)手柄驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝某個(gè)方向全速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后馬上釋放手柄，觀察此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)和圖像。圖21-圖25所顯示的曲線(xiàn)分別為勵(lì)磁電流分別為20A、40A、60A、80A、100A時(shí)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率等參數(shù)的變化；圖26-圖30分

7、別為勵(lì)磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時(shí)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)；表9為采樣數(shù)據(jù)。表10為電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的數(shù)據(jù)；表11為電機(jī)在最大輸出功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)；表12為電機(jī)在最高效率點(diǎn)的數(shù)據(jù)。圖21 勵(lì)磁電流為20A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)圖22 勵(lì)磁電流為40A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)圖23 勵(lì)磁電流為60A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)圖24 勵(lì)磁電流為80A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)圖25 勵(lì)磁電流為100A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)表9 電機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖26 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流20A）圖27 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流40A）圖28 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)

8、速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流60A）圖29 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流80A）圖30 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流100A）表10 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的數(shù)據(jù)表11 電機(jī)在最大輸出功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)表12 電機(jī)在最高效率點(diǎn)的數(shù)據(jù)曲線(xiàn)分析：（1）通過(guò)曲線(xiàn)可以看出，在這五種負(fù)載情況下，通過(guò)手柄驅(qū)動(dòng)電機(jī)朝某個(gè)方向全速轉(zhuǎn)動(dòng)至平穩(wěn)時(shí)，打開(kāi)軟件進(jìn)行測(cè)試，轉(zhuǎn)矩和功率曲線(xiàn)驟然上升。當(dāng)突然釋放手柄時(shí)，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(xiàn)性減小。（2）通過(guò)五種負(fù)載的縱向比較，在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)和最大輸出功率點(diǎn)上，隨著勵(lì)磁電流的增大（即電機(jī)負(fù)載的增加），電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和輸出

9、功率增大，而轉(zhuǎn)速基本保持不變；在最高效率點(diǎn)上，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和輸出功率基本不變。4、 實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)步驟：控制器上電時(shí)，將手柄推至最大位置在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中依次切換檔位，觀察此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率變化，多做幾次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)和圖像。具體操作步驟如下：設(shè)置勵(lì)磁電流為20A的情況下，控制器調(diào)至1檔時(shí)手柄推到最大位置，維持一段時(shí)間不變后，從1檔調(diào)至2檔，此時(shí)手柄一直維持在最大位置，依次增加到5檔；在相同的負(fù)載情況下，手柄推到最大位置，維持一段時(shí)間不變后，將控制器從5檔調(diào)至4檔，此時(shí)手柄一直維持在最大位置，依次減少到1檔；依次改變勵(lì)磁電流大小為40A、60A、80A、100A的負(fù)載情況，重復(fù)步驟（1）、（2

10、），分析曲線(xiàn)特性。圖31和圖32為勵(lì)磁電流為20A時(shí)加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)；圖33和圖34為勵(lì)磁電流為40A時(shí)加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)；圖35和圖36為勵(lì)磁電流為60A時(shí)加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)；圖37和圖38為勵(lì)磁電流為80A時(shí)加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)；圖39和圖40為勵(lì)磁電流為100A時(shí)加檔和減檔操作所獲得的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)；圖41-圖45分別為加檔時(shí)勵(lì)磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時(shí)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)；圖46-圖50分別為減檔時(shí)勵(lì)磁電流為20A、40A、60A、80A、100A時(shí)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化

11、曲線(xiàn)；表13和表17為加檔和減檔時(shí)對(duì)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(diǎn)、最大輸出功率點(diǎn)、最高效率點(diǎn)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(diǎn)、最大輸出功率點(diǎn)、最高效率點(diǎn)的數(shù)據(jù)。圖31 勵(lì)磁電流為20A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（1檔-5檔）圖32勵(lì)磁電流為20A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（5檔-1檔）圖33 勵(lì)磁電流為40A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（1檔-5檔）圖34 勵(lì)磁電流為40A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（5檔-1檔）圖35 勵(lì)磁電流為60A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（1檔-5檔）圖36 勵(lì)磁電流為60A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（5檔-1檔）圖37 勵(lì)磁電流為80A

12、情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（1檔-5檔）圖38 勵(lì)磁電流為80A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（5檔-1檔）圖39 勵(lì)磁電流為100A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（1檔-5檔）圖40 勵(lì)磁電流為100A情況下的電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)（5檔-1檔）表13 電機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（1檔-5檔）圖41 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流20A/1檔-5檔）圖42 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流40A/1檔-5檔）圖43 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流60A/1檔-5檔）圖44 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流80A/1檔-5檔）圖45 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電

13、流100A/1檔-5檔）表14 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的數(shù)據(jù)（1檔-5檔）表15 電機(jī)在最大輸出功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)（1檔-5檔）表16 電機(jī)在最高效率點(diǎn)的數(shù)據(jù)（1檔-5檔）表17 電機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（5檔-1檔）圖46 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流20A/5檔-1檔）圖47 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流40A/5檔-1檔）圖48 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流60A/5檔-1檔）圖49 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流80A/5檔-1檔）圖50 電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速隨時(shí)間變化的特性曲線(xiàn)（勵(lì)磁電流100A/5檔-1檔）表18 電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)的數(shù)據(jù)（5檔-1檔）表19 電機(jī)在最大輸出功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)（5檔-1檔）表20 電機(jī)在最高效率點(diǎn)的數(shù)據(jù)（5檔-1檔）曲線(xiàn)分析：（1）檔位由1檔升為5檔的情況下，由于一開(kāi)始在控制器1檔時(shí)，先讓電機(jī)全速運(yùn)轉(zhuǎn)至穩(wěn)定，再打開(kāi)軟件進(jìn)行測(cè)試，所以一開(kāi)始轉(zhuǎn)矩和功率的曲線(xiàn)驟然上升，依次增加檔位時(shí)功率呈線(xiàn)性上升，