实验项目名称：

直线电机推力测试虚拟仿真实验

项目介绍：

课程性质及背景：直线电机推力测试是在掌握直线电机结构和工作原理的基础上，了解直线电机推力波动情况的基础。包括电机本体、驱动器电路连接、参数设置、运行方式等。通过直线电机推力测试了解掌握直线电动机及其驱动器、控制器的操作方法，具有强的实用性和仿真性。

课程特点及必要性：1、可重复性强，零件拆装顺序等操作可模拟真实实验场景；2、整合虚拟现实技术与网络教学平台，可操作性强，可提升动手能力。

项目目的：

1、通过虚拟实验使学生熟悉直线电机的定转子结构及运行特征，进一步加深对有铁心直线电机的推力波动（齿槽力、端部力）、推力特性等基本概念的理解；

2、掌握直线电机与驱动器、控制器之间的接线方法，熟悉直线电动机及其驱动器、控制器的操作方法以及测试直线电机的电磁推力的过程。

面向理论课程：

机械动力学、控制工程、机电传动控制、机电一体化系统设计

面向专业：

机电传动控制 机械设计制造及其自动化

仪器硬件设备及软件环境：

铁心直线电机，虚拟现实软件平台

实验项目功能及效果：

实验内容或任务：

在虚拟实验之前学生做好预习工作，熟悉直线电机的几种结构形式、驱动器的控制方式、本体结构对电机运行的影响，为虚拟实验和后续的真实实验做好准备。实验中展示直线电机推力波动的实验方案，力传感器和测力环的安装使用方法，推力测试的工作原理。以实际操作界面形式展示PC工控机和驱动器之间、驱动器和直线电机之间、驱动器和直线光栅尺之间、驱动器自身的接线方法， 完成电流、速度等电机参数的设置，通过光栅尺的位置检测形成闭环。整个虚拟实验完成后学生对于直线电动机的结构原理、系统中所有的线路连接方法、推力测试的基本概念等能很好的掌握，对于机电产品的闭环控制有比较完整的认识，强化了与直线电机相关的工作原理、功能、电路、自动化运行的知识，使学生具有典型机电产品自动化设计的思想和工程实践的意识。

实验效果：

图1 直线电机推力测试虚拟仿真实验截图