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實(shí)驗(yàn)一 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其主要組成單元的原理與作用。2學(xué)習(xí)調(diào)速系統(tǒng)單元及系統(tǒng)調(diào)試的基本方法及其注意事項(xiàng)。3分析、研究轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差和無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性及其特點(diǎn)。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1調(diào)速系統(tǒng)的單元調(diào)試及系統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)的整定。2直流電動機(jī)開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)特性測試。3分析、研究轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差和無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性及其特點(diǎn)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1綜合實(shí)驗(yàn)臺主體(主控箱)及其主控電路、轉(zhuǎn)速變換(DD02)、電流檢測及變換電路變(DD06)、同步變壓器(DD05)、負(fù)載控制器單元(DD07)等單元以及平波電抗器。2可控硅主電路掛箱(DSM01)3觸發(fā)電路掛箱(DST02)DT04。4給定單元掛箱(DSG01) DG01單元5調(diào)節(jié)器掛箱(DSA01) DA01、DA02單元。6直流電動機(jī)+磁粉制動器+旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)組。7慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器。四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)”是單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的典型實(shí)例,系統(tǒng)的組成框圖如圖1-1所示,接線電路見附圖1-1。主要由“DG01”、“DA01”、“DT04”、“DSM01”、“DD02”、“DD06”等基本環(huán)節(jié)組成。該系統(tǒng)簡單實(shí)用,在要求不高的場合常見采用。圖1-1 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的組成五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法(一)實(shí)驗(yàn)電路連接、檢查及調(diào)試。1本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所使用的單元環(huán)節(jié),其中“觸發(fā)器單元GT1(DT04)”和“可控硅主電路(DSM01)”的調(diào)試要點(diǎn)和方法見觸發(fā)電路掛箱(DST02)使用說明和可控硅主電路掛箱(DSM01)使用說明?!敖o定及給定積分器(DG01)”見給定單元掛箱(DSG01)使用說明,“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR(DA01)”和“零速封鎖(DA02)”見調(diào)節(jié)器掛箱(DSA01)使用說明。2按附圖1-1連接系統(tǒng)。確保轉(zhuǎn)速給定和轉(zhuǎn)速、電流反饋極性正確合理,轉(zhuǎn)速、電流反饋系數(shù)、調(diào)至最大(將轉(zhuǎn)速和直流電流變換單元DD02、DD06的輸出電位器順時針調(diào)至最大);“工作模式選擇”開關(guān)置“直流調(diào)速”檔 ;給定單元(DG01)的極性開關(guān)S1、階躍開關(guān)S2撥向上方,并調(diào)整正、負(fù)給定電位器使輸出為0。3將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入端子Un和Ui1的轉(zhuǎn)速和電流負(fù)反饋輸入改為接地輸入,即先斷開轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流截止負(fù)反饋;ASR接成1:1的比例狀態(tài)(取Rn=R0=40k、);經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后,打開鑰匙開關(guān)(電源控制與故障指示(CTD)單元,檢查各指示燈狀態(tài),確認(rèn)無異常后開始以下步驟。4閉合控制回路(電源控制與故障指示(CTD)面板控制電路按鈕ON),保持主電路分?jǐn)?。并將勵磁電源整定至額定勵磁電流;負(fù)載控制器模式選擇為“恒轉(zhuǎn)矩”模式,負(fù)載給定為零;旋動正、負(fù)給定電位器,經(jīng)極性開關(guān)切換,依次使給定U*n=0.5、2V,檢查轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的比例特性;取給定U*n=2V,電容Cn=2F,用萬用表測量ASR的輸出,同時整定所要求的限幅值。5檢查并調(diào)整“觸發(fā)器單元GT1”和“直流調(diào)速系統(tǒng)主電路”,整定觸發(fā)零位:用雙蹤示波器檢查“雙路晶閘管移相觸發(fā)器”是否工作正常及主電路接線的正確與否;觸發(fā)電路和主電路正常后,微調(diào)“DT04”單元的偏置電位器,使U*n=0時,觸發(fā)角=90(整定零位)。6控制電路狀態(tài)正常后,將正、負(fù)給定電位器重新調(diào)至0,將階躍開關(guān)撥向上方,極性開關(guān)撥向下方(為什么?)。(二)直流電動機(jī)的開環(huán)機(jī)械特性測試 1負(fù)載給定為零,保持轉(zhuǎn)速負(fù)反饋,使電流截止負(fù)反饋為斷開狀態(tài),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR重新接成1:1的比例狀態(tài),檢查無誤后,閉合主電路。注意:“開環(huán)系統(tǒng)”或“無電流截止負(fù)反饋”的“單閉環(huán)系統(tǒng)” ,不得階躍起動,實(shí)驗(yàn)中只能緩慢改變給定電壓和電機(jī)轉(zhuǎn)速(為什么?)。2緩慢增大給定電壓U*n,使電動機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升,用雙蹤示波器觀察整流裝置輸出電f壓Ud,看波形是否正常、連續(xù)可調(diào)。當(dāng)電動機(jī)電樞電壓達(dá)到額定值Ud=Udnom,記錄并保持此時的轉(zhuǎn)速給定U*nnom不變,調(diào)節(jié)負(fù)載給定,使電動機(jī)電樞電流Id在Id0Idm(Idm1.5 Id nom)間分別讀取五級負(fù)載電流Id和轉(zhuǎn)速n錄于表1-1;減小給定并恒定于1/2U*nnom,調(diào)節(jié)負(fù)載給定,在Id0Idm(Idm1.5 Id nom )之間分別讀取電流Id和轉(zhuǎn)速n等五組數(shù)據(jù)錄于表1-1。3計算轉(zhuǎn)速比n*=n/n0 和電流比I*d=Id/Idnom,也錄于表1-1。4依次(、)繪制高、低速兩條機(jī)械特性曲線n=f(Id)于圖1-2中。表1-1 開環(huán)機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) U *n(V)U*nnom=1/2U*nnom=Id(A)Id0Id 1Id nomId2Id mId0Id1Id nomId2Id mI*dn(rmin)n*額定參數(shù)P nom= KW;U nom= V;Idnom= A;n nom= rmin圖1-2 直流電動機(jī)的開環(huán)機(jī)械特性與轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)的閉環(huán)靜特性開環(huán)機(jī)械特性: 高速 閉環(huán)靜特性:有靜差系統(tǒng) 高速 低速 低速 無靜差系統(tǒng) 高速 低速(三)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)1逐步減小給定電位器至0,待電機(jī)停止后關(guān)閉主電路;按附圖1-1恢復(fù)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋(接線端子Un由接地改為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋輸入,注意反饋極性,確保負(fù)反饋無誤,但仍不接電流截止負(fù)反饋;RC阻容箱取Rn=kpR0(kp為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的放大倍數(shù),以系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行為限,盡量取大些,或?qū)嶒?yàn)前設(shè)計、計算得出)、短接電容Cn。負(fù)載給定置0,檢查無誤后閉合主電路。2緩慢增大給定U*n,使電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸上升,當(dāng)給定電壓達(dá)到U*n=-6V時保持恒定(即取U*n=U*nm= -6V),調(diào)整(減小)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)直至n=nnom,同時用萬用表測量反饋電壓Unnom以完成轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)的整定,并計算轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)(=Unm/nnom)錄于表1-2。3調(diào)節(jié)負(fù)載給定,在 Id0Id m(Id m 1.5 Id nom ) 之間分別讀取電樞電流 Id 和轉(zhuǎn)速 n 等五組數(shù)據(jù)錄于表1-2;置負(fù)載至為0,減小給定并恒定于1/2 U*nm,調(diào)節(jié)負(fù)載給定,在Id0Idm (Idm1.5 Idnom )之間分別讀取電流Id和轉(zhuǎn)速n五組數(shù)據(jù)錄于表1-2。4逐步減小給定至0,侍電機(jī)停止后關(guān)閉主電路;將負(fù)載減小至0。5計算轉(zhuǎn)速比n*=n/n0、電流比I*d =Id /I nom,也錄于表1-2。6于圖1-2中,依次(、)繪制高、低速兩條靜特性曲線n= f(Id)。表1-2 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差系統(tǒng)靜特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U *n(V)U *nm=1/2 U *nm=Id(A)Id0Id 1Id nomId2Id mId0Id1Id nomId2Id mI*dn(rmin)n*反饋系數(shù)=U nm/nnom= Vmin/r六、思考題1為什么“單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”,在未帶電流截止負(fù)反饋前,不得階躍起動,只能緩慢增加給定?2在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中,引入“電流截止負(fù)反饋”的目的是什么?3有靜差系統(tǒng)為什么要限制其開環(huán)放大倍數(shù)?產(chǎn)生靜差的原因是什么?為什么說,理論上講該系統(tǒng)是無法消除靜差的,為什么?注:各個控制電路以及檢測電路的地用細(xì)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線連起來,但是絕對不能接到主電路的地上附圖1-1 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)二 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?分析、研究轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差和無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性及其特點(diǎn)。 2熟悉“電流截止負(fù)反饋”的組成及其在“轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)”中的作用。3分析、研究“帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)”的靜、動態(tài)特性和電流反饋系數(shù)、截止電壓(穩(wěn)壓二極管Vs的穩(wěn)壓值)的整定及其對系統(tǒng)靜、動特性的影響。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1分析、研究轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差和無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性及其特點(diǎn)。2“帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)”的靜特性測試。3“帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)”的靜態(tài)精度和動態(tài)穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)與分析4分析研究電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的作用和參數(shù)變化對系統(tǒng)特性的影響。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1綜合實(shí)驗(yàn)臺主體(主控箱)及其主控電路、轉(zhuǎn)速變換(DD02)、電流檢測及變換電路變(DD06)、同步變壓器(DD05)、負(fù)載控制器單元(DD07)等單元以及平波電抗器。2可控硅主電路掛箱(DSM01)3觸發(fā)電路掛箱(DST02)DT04。4給定單元掛箱(DSG01) DG01單元5調(diào)節(jié)器掛箱(DSA01) DA01、DA02單元。6直流電動機(jī)+磁粉制動器+旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)組。7慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器。四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)”是單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的典型實(shí)例,系統(tǒng)的組成框圖如圖1-1所示,接線電路見附圖1-1。主要由“DG01”、“DA01”、“DT04”、“DSM01”、“DD02”、“DD06”等基本環(huán)節(jié)組成。該系統(tǒng)簡單實(shí)用,在要求不高的場合常見采用。圖1-1 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的組成五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法(一)實(shí)驗(yàn)電路連接、檢查及調(diào)試。1本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所使用的單元環(huán)節(jié),其中“觸發(fā)器單元GT1(DT04)”和“可控硅主電路(DSM01)”的調(diào)試要點(diǎn)和方法見觸發(fā)電路掛箱(DST02)使用說明和可控硅主電路掛箱(DSM01)使用說明?!敖o定及給定積分器(DG01)”見給定單元掛箱(DSG01)使用說明,“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR(DA01)”和“零速封鎖(DA02)”見調(diào)節(jié)器掛箱(DSA01)使用說明。2按附圖1-1連接系統(tǒng)。確保轉(zhuǎn)速給定和轉(zhuǎn)速、電流反饋極性正確合理,轉(zhuǎn)速、電流反饋系數(shù)、調(diào)至最大(將轉(zhuǎn)速和直流電流變換單元DD02、DD06的輸出電位器順時針調(diào)至最大);“工作模式選擇”開關(guān)置“直流調(diào)速”檔 ;給定單元(DG01)的極性開關(guān)S1、階躍開關(guān)S2撥向上方,并調(diào)整正、負(fù)給定電位器使輸出為0。3將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入端子Un和Ui1的轉(zhuǎn)速和電流負(fù)反饋輸入改為接地輸入,即先斷開轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流截止負(fù)反饋;ASR接成1:1的比例狀態(tài)(取Rn=R0=40k、);經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后,打開鑰匙開關(guān)(電源控制與故障指示(CTD)單元,檢查各指示燈狀態(tài),確認(rèn)無異常后開始以下步驟。4閉合控制回路(電源控制與故障指示(CTD)面板控制電路按鈕ON),保持主電路分?jǐn)唷2畲烹娫凑ㄖ令~定勵磁電流;負(fù)載控制器模式選擇為“恒轉(zhuǎn)矩”模式,負(fù)載給定為零;旋動正、負(fù)給定電位器,經(jīng)極性開關(guān)切換,依次使給定U*n=0.5、2V,檢查轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的比例特性;取給定U*n=2V,電容Cn=2F,用萬用表測量ASR的輸出,同時整定所要求的限幅值。5檢查并調(diào)整“觸發(fā)器單元GT1”和“直流調(diào)速系統(tǒng)主電路”,整定觸發(fā)零位:用雙蹤示波器檢查“雙路晶閘管移相觸發(fā)器”是否工作正常及主電路接線的正確與否;觸發(fā)電路和主電路正常后,微調(diào)“DT04”單元的偏置電位器,使U*n=0時,觸發(fā)角=90(整定零位)。6控制電路狀態(tài)正常后,將正、負(fù)給定電位器重新調(diào)至0,將階躍開關(guān)撥向上方,極性開關(guān)撥向下方(為什么?)。 (二) 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)1將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR改接成PI調(diào)節(jié)器,取Cn=2F,檢查無誤后閉合主電路。2緩慢增大給定電壓U*n直至U*n=U*nnom=U*nm= -6V恒定,調(diào)整(減小)轉(zhuǎn)速反饋直至n=nnom,從而完成轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)的整定。(為什么?)3重復(fù)有靜差實(shí)驗(yàn)步驟3、4、5、6相應(yīng)數(shù)據(jù)錄于表1-3。4依次繪制高、低速(、)兩條靜特性曲線n= f(Id)于圖1-2中。并分析、比較圖1-2中高、低速各三組特性曲線,得出開環(huán)系統(tǒng)、有靜差和無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)等三類簡單直流調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)。表1-3 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋無靜差系統(tǒng)靜特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U *n(V)U *nm=1/2U *nm=Id(A)Id0Id 1Id nomId2Id mId0Id1Id nomId2Id mI*dn(rmin)n*(三)帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)1連接并調(diào)試完成電流截止負(fù)反饋(接線端子Ui2由接地改為電流反饋輸入,其比較電壓為Ucom=UVS2=3.6V注意反饋極性),檢查無誤后閉合主電路。注:電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)參數(shù)按調(diào)節(jié)器掛箱(DSA01)使用說明中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的單元調(diào)試部分確定,此處不另重復(fù)。2逐步增大給定U*n直至U*n=U *nm= -6V、n=no恒定;系統(tǒng)穩(wěn)定后,緩慢減小電流反饋強(qiáng)度和增大負(fù)載給定直至Id=Id nom(電流截止負(fù)反饋尚未起作用);用萬用表測量此時的電流反饋電壓Ui1(ASR輸入端子Ui1處)和記錄給定轉(zhuǎn)矩,并令電流反饋系數(shù)=1=Ui1/Idnom、負(fù)載給定為額定轉(zhuǎn)矩錄于表1-4;最后恢復(fù)負(fù)載給定為0。3調(diào)節(jié)負(fù)載給定,在Id0Idm之間分別讀取電流Id和轉(zhuǎn)速n等五組數(shù)據(jù)錄于表1-4;保持此時的轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋不變、負(fù)載給定為0。4保持比較電壓Ucom=UVS2不變,增大電流反饋系數(shù)使=21(令2=Ui2/Idnom,錄于表1-4);調(diào)節(jié)負(fù)載給定,在Id0Idm之間分別讀取電流Id和轉(zhuǎn)速n五組數(shù)據(jù),錄于表1-4;保持此時的轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋不變、負(fù)載給定為0。5保持=21,改變比較電壓使Ucom=UVS1=6.3VUVS2(將電流反饋由接線端子Ui2改為Ui1輸入);調(diào)節(jié)負(fù)載給定,在Id0Idm之間分別讀取電流Id和轉(zhuǎn)速n五組數(shù)據(jù),錄于表1-4;保持此時的轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋不變、負(fù)載給定為零。6保持比較電壓Ucom=UVS1UVS2,恢復(fù)電流反饋系數(shù)=1(參照步驟2);調(diào)節(jié)負(fù)載給定,在Id0Idm之間分別讀取電流Id和轉(zhuǎn)速n五組數(shù)據(jù)錄于表1-4;逐步減小給定至0,侍電機(jī)停止后“分?jǐn)唷敝麟娐罚槐3洲D(zhuǎn)速和電流反饋不變,負(fù)載給定為0,;恢復(fù)比較電壓Ucom=UVS2(將電流反饋由接線端子Ui1恢復(fù)為Ui2輸入)。7計算各轉(zhuǎn)速比n*=n/n0 和電流比 I*d =Id /I nom,錄于表1-4。表1-4 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)特 性 =1=、 Ucom=UVS2 =2=、Ucom=UVS2Id(A)Id0Id 1Id 2Id3Id mId0Id1Id2Id3Id mI*dn(rmin)n*特 性 =21 Ucom=UVS1UVS2 =1、Ucom=UVS1UVS2Id(A)I*dn(rmin)n*1=Uci1/Id nom= 2=Uci2/Id nom= RGnom=圖14 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的閉環(huán)靜特性 =1 Ucom=UVS2 =21 、Ucom=UVS2 =21 Ucom=UVS1UVS2 =1、Ucom=UVS1UVS28根據(jù)表1-4 數(shù)據(jù)繪制以上四條系統(tǒng)靜特性n = f(Id)于圖1-4。注意觀察四條系統(tǒng)靜特性的斜率、截止電流Idcr、堵轉(zhuǎn)電流(負(fù)載較小,不能滿足要求達(dá)不到堵轉(zhuǎn)停機(jī))Idbl之異同,并討論、分析以得出正確結(jié)論。9將階躍開關(guān)撥向下方,置給定 U*n=-6V,設(shè)定負(fù)載在恒轉(zhuǎn)矩模式下為額定轉(zhuǎn)矩,負(fù)載模式選擇在2檔與恒轉(zhuǎn)矩檔之間切換可實(shí)現(xiàn)負(fù)載的突加和突卸,以完成空載和帶載(額定負(fù)載)時的突加給定起動過渡過程實(shí)驗(yàn),由雙蹤示波器觀察電流Id和轉(zhuǎn)速n的過渡過程。變動 RC的阻、容值,直至過渡過程曲線滿意,并認(rèn)真臨模最滿意的一組曲線于圖1-5。10分析比較圖1-5的兩條曲線,討論空載和帶載起動過渡過程的異同。圖15 突加給定起動的過渡過程曲線空載 帶載11*通過左下面板的微機(jī)接口電路(DD01),接好微機(jī)系統(tǒng),演示、存儲、打印相應(yīng)過渡過程曲線,供撰寫實(shí)驗(yàn)報告和分析、研究系統(tǒng)動態(tài)性能。(未配置微機(jī)時可采用“存儲示波器”,或?qū)⒋隧?xiàng)內(nèi)容省略。)12實(shí)驗(yàn)完畢,將階躍開關(guān)撥向下方,待電機(jī)停轉(zhuǎn)后,依次分?jǐn)嘀麟娐?、控制電路和總電源開關(guān)。六、思考題1無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)最終真的能使系統(tǒng)的誤差為零嗎,為什么?2什么是“電流截止負(fù)反饋”?3帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)中,改變和Ucom將引起系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性有何變化?為什么?注:各個控制電路以及檢測電路的地用細(xì)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線連起來,但是絕對不能接到主電路的地上附圖2-1 帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)三 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的組成及其工作原理。2熟悉“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”及其主要單元環(huán)節(jié)的調(diào)試。3分析、研究“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的靜特性及其特點(diǎn)。 4分析、研究“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”在突加給定起動過渡過程曲線和系統(tǒng)在突加、突卸負(fù)載時的抗擾性以及參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1系統(tǒng)的單元調(diào)試及靜態(tài)參數(shù)的整定。2“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的靜特性測試。3“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”突加給定起動過渡過程研究。4“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”突加、突卸負(fù)載時的抗擾性研究。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1綜合實(shí)驗(yàn)臺主體(主控箱)及其主控電路、轉(zhuǎn)速變換電路(DD02)、電流檢測及變換電路(DD06)、同步變壓器(DD05)、負(fù)載控制器單元(DD07)等以及、平波電抗器(DD11)。2可控硅主電路掛箱(DSM01) 和觸發(fā)電路掛箱(DST02)DT04。3給定單元掛箱(DSG02) DG01、 DA01、DA03。4直流電動機(jī)+磁粉制動器+旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)組。5慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)”是不可逆直流調(diào)速中,應(yīng)用最普遍、最基本的典型實(shí)例,也是各種可逆和不可逆的直流調(diào)速系統(tǒng)的基本組成部分,系統(tǒng)的組成框圖如圖11所示,接線電路見附圖1。主要由“DG01” 、“DA01” 、“DA03”、 “DT04” 、“DSM01” 以及電流檢測(DD06)、轉(zhuǎn)速變換器(DD02)等基本環(huán)節(jié)組成。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法(一)實(shí)驗(yàn)路的連接與檢查。圖11 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)組成 1本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所使用的單元環(huán)節(jié),與實(shí)驗(yàn)一基本相同,只是增加了一個“電流調(diào)節(jié)器ACR(DA03)”單元以組成電流內(nèi)環(huán),其調(diào)試要點(diǎn)和方法見調(diào)節(jié)器掛箱(DSA01)使用說明。2按附圖1連接系統(tǒng)。負(fù)載模式選擇為恒轉(zhuǎn)矩模式,負(fù)載給定為零;確保各給定和反饋極性正確合理,反饋系數(shù)、調(diào)至最大;“工作模式我把”置“直流調(diào)速”檔。3調(diào)節(jié)器ASR、ACR接成1 : 1的比例狀態(tài)(RnRi = R040k);正、負(fù)給定置0V;切斷轉(zhuǎn)速和電流負(fù)反饋(轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器接線端子Un和Ui的反饋輸入改為接地)。4經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后,打開總電源(左下面板),檢查各指示燈狀態(tài),確認(rèn)無異常后開始以下步驟。(二)靜態(tài)參數(shù)的整定1主要單元環(huán)節(jié)的檢查、調(diào)整及其參數(shù)整定1)閉合控制電路(電源控制與故障指示(CTD)控制電路按鈕ON),主電路保持分?jǐn)啵瑢⒔o定單元的階躍開關(guān)S2撥向上方;依次使正、負(fù)給定U *n0.5、2V,測量ASR、ACR的輸入、輸出,檢查比例特性;取U *n2V, Cn Ci 2F,用萬用表分別測量ASR、ACR的輸出并整定其限幅。2)檢查并調(diào)整“觸發(fā)器單元GT1”和“直流調(diào)速系統(tǒng)主電路”,整定觸發(fā)零位:用雙蹤示波器檢查“雙路晶閘管移相觸發(fā)器”斜率、相位、雙窄脈沖輸出;檢查主電路接線,確認(rèn)觸發(fā)電路和主電路正常后,整定系統(tǒng)零位,即微調(diào)“DT04”單元的偏置電位器,使U *n0時,觸發(fā)角90。2電流內(nèi)環(huán)靜態(tài)參數(shù)整定1) 給定及給定積分器(DG01)單元的階躍輸出端U*n1由引向轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的U*n端改為直接直接引向電流調(diào)節(jié)器的U*I輸入端,(即暫且去掉ASR,注意!U*n1端不得與ASR的U*n端和ACR的U*i端同時相接);電流調(diào)節(jié)器ACR接成PI調(diào)節(jié)器(取 Ri = R040k、Ci 2F)。檢查無誤后閉合主電路。2)負(fù)載給定為0,給定單元的極性開關(guān)S1撥向下方,緩慢增大給定直至U*nU*im;(U*im為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的下限幅)待系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后,同時調(diào)節(jié)電流反饋和負(fù)載轉(zhuǎn)矩直至 Id Idm1.5Idnom(設(shè)電流過載倍數(shù) 1.5 ,若 不同,系數(shù)應(yīng)隨之變更),整定電流反饋系數(shù)U*imIdm,并鎖定之。系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行后,減小給定U*n至0,電機(jī)停止后切除主電路。3轉(zhuǎn)速外環(huán)靜態(tài)參數(shù)整定1)閉合控制電路,將勵磁電流整定至額定值,恢復(fù)“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”(即恢復(fù)ASR的給定輸入引自給定單元的階躍輸出端U*n1,ACR的輸入U*i引自ASR的輸出),將ASR接成 PI 調(diào)節(jié)器(取 R n = R040k、C n2F)。經(jīng)檢查無誤后閉合主電路。2)給定單元的極性開關(guān)S1撥向上方,逐步增加給定使U*n=U*nm=+8V,電機(jī)升速至某值穩(wěn)定后。調(diào)節(jié)(減小)轉(zhuǎn)速反饋直至nnnom,以完成轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)U*nmnnom的整定,并鎖定之。3)減小給定U*n至0,電機(jī)停止后切除主電路。負(fù)載給定為零。(三)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性研究“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的二個調(diào)節(jié)器(ASR、ACR)都是 PI調(diào)節(jié)器,無論是內(nèi)環(huán)(電流環(huán))還是外環(huán)(轉(zhuǎn)速環(huán))都是無靜差系統(tǒng)。理論上,無靜差系統(tǒng)的靜特性是一條平行于橫坐標(biāo)的直線,即偏差UnU*nUn0。實(shí)際并非盡然,內(nèi)、外閉環(huán)都存在誤差,即Un0,故靜特性也不是一條平行于橫坐標(biāo)的直線。因此,有必要測試其靜特性,并分析產(chǎn)生偏差的原因。1按實(shí)驗(yàn)前設(shè)計、計算之阻、容(Rn、Cn、Ri、Ci),設(shè)定DA01、DA03兩個單元的參數(shù),檢查無誤后閉合主電路。2增大給定并恒定至U*n=U*nm=+8V、nnnom;穩(wěn)定后,調(diào)節(jié)負(fù)載給定,電樞電流在0 Idm 之間分別讀取電流 Id 和轉(zhuǎn)速 n 五組數(shù)據(jù)錄于表11;負(fù)載給定為零,減小給定并恒定于12U*n,調(diào)節(jié)負(fù)載給定,在0 Idm 之間分別讀取電流 Id 和轉(zhuǎn)速 n 五組數(shù)據(jù)錄于表21。表11 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)靜特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U*n(V)U*n1/2U*nId(A)0Idm0Idmn(rmin)3減小給定電壓 U *n 至 0,電機(jī)停止后,切除主電路。4根據(jù)表11 數(shù)據(jù)分別繪制高、低速兩條靜特性n = f(Id)于圖12。圖12 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性高速 低速5分析雙閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的特點(diǎn),并與實(shí)驗(yàn)一“帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)”及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,得出相應(yīng)結(jié)論。六、思考題1電流環(huán)對于系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)各有什么作用?2轉(zhuǎn)速和電流閉環(huán)各自對負(fù)載擾動和電網(wǎng)電壓波動有否調(diào)節(jié)能力?3轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng),在其它參數(shù)不變的條件下,若將電流反饋系數(shù) 減小一倍,系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速n和電樞電流I d 各有何變化?為什么?4轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng),在穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下,其電流反饋或轉(zhuǎn)速反饋線突然斷開,系統(tǒng)各發(fā)生什么變化?為什么?注:各個控制電路以及檢測電路的地用細(xì)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線連起來,但是絕對不能接到主電路的地上附圖1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)四 自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉“自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”的組成與原理。 2熟悉“自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”對觸發(fā)環(huán)節(jié)的特殊要求及觸發(fā)單元的調(diào)試。3了解可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中的環(huán)流,及直流平均環(huán)流的遏制原理。4研究“自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”的動態(tài)過渡過程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1“自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”觸發(fā)電路的調(diào)試。2研究“自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”的起、制動過渡過程。3研究“有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”中直流平均環(huán)流的產(chǎn)生與遏制。4研究“自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”的正、反向起動及其切換過程。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1綜合實(shí)驗(yàn)臺主體(主控箱)及其主控電路、轉(zhuǎn)速變換電路(DD02)、電流檢測及變換電路(DD06)負(fù)載控制器(DD07)等單元以及平波電抗器等。2可控硅主電路掛箱(DSM01)3觸發(fā)電路掛箱(DST02)DT044給定單元掛箱(DSG01)DG015調(diào)節(jié)器掛箱(DSA01)DA01、DA02、DA036控制器掛箱(DSC01)DC017直流電動機(jī)+磁粉制動器+旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)組8慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器9微機(jī)及打印機(jī)(存儲、演示、打印實(shí)驗(yàn)波形,可無,但相應(yīng)內(nèi)容省略)四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”采用=配合控制,是可逆直流調(diào)速 系統(tǒng)的基礎(chǔ),其基本特點(diǎn)是主電路采用反并聯(lián)連接的兩組整流裝置,系統(tǒng)同時存在直流平均環(huán)流和瞬時脈動環(huán)流(何謂直流平均環(huán)流和瞬時脈動環(huán)流?),當(dāng)采用=配合控制時,可遏制直流平均環(huán)流為零,但仍存在瞬時脈動環(huán)流,故屬有環(huán)流系統(tǒng)?!白匀画h(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”的組成框圖如圖5-1所示,接線電路見附圖1-5。主要由“DG01”、“DA01”、“DA02”、“DA03”、“DT04”、“DSM01”、“DC01”以及電流(DD06)、轉(zhuǎn)速(DD02)變換器等基本環(huán)節(jié)組成。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法(一)實(shí)驗(yàn)電路的連接與檢查1由圖5-1可見,“自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”所使用的單元環(huán)節(jié),只是在“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上,將主電路改為由反并聯(lián)連接的兩組整流裝置,并相應(yīng)采用結(jié)構(gòu)和特性完全一致的GTI、GTII兩組觸發(fā)電路??刂齐娐穭t增加一個反相器AR(DC01),使正、反兩組的控制信號大小相等、方向相反。 圖51 自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 除對兩組觸發(fā)單元的調(diào)試有所特殊要求外,各基本環(huán)節(jié)的調(diào)試要點(diǎn)和方法同實(shí)驗(yàn)二,實(shí)驗(yàn)前由實(shí)驗(yàn)室調(diào)試完成為宜。2按附圖1-5連接系統(tǒng),電機(jī)整定至額定勵磁電流;負(fù)載模式選擇為恒轉(zhuǎn)矩模式,負(fù)載給定為0;各調(diào)節(jié)器先按1:1的比例狀態(tài)連接,并確保其給定和反饋極性的正確合理;給定單元的極性開關(guān)S1、階躍開關(guān)S2均撥向上方,并將正、負(fù)給定置0;轉(zhuǎn)速和電流的負(fù)反饋強(qiáng)度調(diào)至最大,“工作模式選擇”置“直流調(diào)速”檔。3經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后,打開總電源(電源控制與故障指示(CTD),檢查各指示燈狀態(tài),確認(rèn)無異常后開始以下步驟。(二)觸發(fā)單元的調(diào)試1首先暫時短接轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器,即將觸發(fā)單元的控制輸入端UK由電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出端Uct引入改由直接自給定單元階躍輸出端U*n1端輸入(注意,同時UK與ACR的輸出端Uct斷開);閉合控制電路檢查、整定反相器AR和觸發(fā)單元GTI、GTII,使比例系數(shù)kP= -1且具有良好的線性度,觸發(fā)特性左、右對稱,如圖5-2所示。實(shí)際應(yīng)用中,為確保“自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”的直流平均環(huán)流為零,通常由觸發(fā)單元(DT04)的偏置電位器將兩個觸發(fā)器的移相脈沖整定為,但應(yīng)嚴(yán)格控制兩者的差值必須很小,不宜太大,否則會造成較大的死區(qū)。圖52 觸發(fā)特性2按附圖1-5恢復(fù)正常接線(即恢復(fù)觸發(fā)單元的控制輸入端UK由電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出端Uct引入);按限制min=min=30整定電流調(diào)節(jié)器ACR和反相器AR的限幅Uctm=Uctm,并按常規(guī)整定ASR的限幅U*im;以實(shí)驗(yàn)二相同的方法和步驟及其優(yōu)化參數(shù)檢查、整定轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器,以及反饋系數(shù)、;參數(shù)整定完畢,置給定為0,電機(jī)停止后,分?jǐn)嘀麟娐贰D53 觸發(fā)單元面板3為便于調(diào)試,單獨(dú)畫出觸發(fā)單元的面板如圖5-3所示。調(diào)試中可由同步電壓和鋸齒波斜率測試點(diǎn)a、b、c,檢查觸發(fā)單元的同步和鋸齒波斜率是否正常;以DG01單元的給定電位器和兩個觸發(fā)單元的移相電位器,調(diào)整觸發(fā)特性使其如圖5-2所示,并確保兩組特性對稱。 (三)環(huán)流的測試與分析1按附圖1-5再次檢查并完善接線,將“DG01”單元的極性開關(guān)S1撥向上方(正轉(zhuǎn))、階躍開關(guān)S2撥向下方,正、反向給定設(shè)定至Un=U*nm。 2雙蹤示波器探頭分別測試直流電流變換監(jiān)測點(diǎn)路(DD06)單元BAI、BAII的輸出UiI(負(fù)載電流與環(huán)流之和)和UiII(環(huán)流)。反轉(zhuǎn)時則相反,即UiI為環(huán)流、UiII為負(fù)載電流與環(huán)流之和。經(jīng)檢查無誤后依次閉合控制電路和主電路。3正向階躍起動電機(jī)到給定轉(zhuǎn)速直至穩(wěn)定運(yùn)行,由雙蹤示波器分別觀察正組電流(近似環(huán)流?)和反組電流(環(huán)流)的波形并認(rèn)真臨模于圖5-4。圖54 空載時的負(fù)載電流和環(huán)流波形4調(diào)節(jié)負(fù)載給定使電樞電流Id=Idnom。再次由雙蹤示波器分別觀察正組電流(負(fù)載電流與環(huán)流之和)和反組電流(環(huán)流)的波形并認(rèn)真臨模于圖5-5。討論、分析步驟3、4所測電流波形之異同。圖55 帶載時的負(fù)載電流和環(huán)流波形5將階躍開關(guān)S2、極性開關(guān)S1依次撥向下方,待電機(jī)停轉(zhuǎn)后反向階躍起動電機(jī)到給定轉(zhuǎn)速直至穩(wěn)定運(yùn)行,由雙蹤示波器分別觀察正組電流(環(huán)流)和反組電流(負(fù)載電流與環(huán)流之和),并分析、討論之。6 *通過左下面板的微機(jī)接口電路(DD01),接好微機(jī)系統(tǒng),演示、存儲、打印相應(yīng)過渡過程曲線,供撰寫實(shí)驗(yàn)報告和分析、研究系統(tǒng)動態(tài)性能。(未配置微機(jī)時可采用“存儲示波器”,或?qū)⒋隧?xiàng)內(nèi)容省略。)7依次將階躍開關(guān)S2撥向下方,極性開關(guān)S1撥向上方,待電機(jī)停轉(zhuǎn)后切除主電路。(四)起動過渡過程和正、反向切換1負(fù)載給定為0,接好雙蹤示波器。2閉合主電路,階躍起動電機(jī),觀察正向空載突加給定起動時的電流Id和轉(zhuǎn)速nn的過渡過程曲線,并認(rèn)真臨模于圖5-6。圖56 突加給定起動時的過渡過程曲線空載 帶載3將階躍開關(guān)S2撥向下方,待電機(jī)停止后調(diào)節(jié)負(fù)載給定到一個值,階躍起動電機(jī),觀察正向帶載突加給定起動時的電流Id和轉(zhuǎn)速nn的過渡過程曲線,并認(rèn)真臨模于圖5-6。4將極性開關(guān)S1直接由正向給定撥向反向給定,由雙蹤示波器觀察帶載正、反向切換過渡過程的電流和轉(zhuǎn)速曲線,并認(rèn)真臨模于圖5-7。也可斷開負(fù)載,將極性開關(guān)S1直接由正向給定撥向反向給定,由雙蹤示波器觀察空載正、反向切換過渡過程的電流和轉(zhuǎn)速曲線(帶載和空載可自選其一)。圖57 自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的正、反向切換過程5穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下,設(shè)定負(fù)載在恒轉(zhuǎn)矩模式下為額定轉(zhuǎn)矩,模式選擇在2檔與恒轉(zhuǎn)矩檔之間切換可實(shí)現(xiàn)負(fù)載的突加和突卸,反復(fù)切換(適當(dāng)保持時間間隔),由雙蹤示波器觀察突加、突卸負(fù)載時的電流和轉(zhuǎn)速的過渡過程。6*通過左下面板的微機(jī)接口電路(DD01),接好微機(jī)系統(tǒng),演示、存儲、打印相應(yīng)過渡過程曲線,供撰寫實(shí)驗(yàn)報告和分析、研究系統(tǒng)動態(tài)性能。(未配置微機(jī)時可采用“存儲示波器” ,或?qū)⒋隧?xiàng)內(nèi)容省略。)7實(shí)驗(yàn)完畢,停止電機(jī),依次分?jǐn)嘀麟娐?、控制電路,最后,分?jǐn)嗫傠娫?。六、思考題1何為環(huán)流?可逆系統(tǒng)中環(huán)流分哪些種類,是如何產(chǎn)生的?2為什么可逆系統(tǒng)采用=的配合控制,能將系統(tǒng)的直流平均環(huán)流遏制為零?=的配合控制系統(tǒng)為何仍存在瞬時脈動環(huán)流?3可逆系統(tǒng)的脈沖觸發(fā)單元,其觸發(fā)特性的線性度較差或正反兩組觸發(fā)單元的對稱性不好,將對系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響?4自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中,反向器DC01單元有什么作用?如果其比例系數(shù)不是“-1”或有偏差,對系統(tǒng)將產(chǎn)生什么樣的影響?5自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中,將移相脈沖整定為(差值很小),為什么能確保直流平均環(huán)流為零?,此時對于系統(tǒng)零位,即給定U*n=0時,兩組整流裝置將處于什么狀態(tài)?試分析“=工作制的自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)”的優(yōu)缺點(diǎn)。注:各個控制電路以及檢測電路的地用細(xì)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線連起來,但是絕對不能接到主電路的地上*附圖1-5 自然環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)五 電壓頻率協(xié)調(diào)控制異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉“電壓頻率協(xié)調(diào)控制異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的組成及其工作原理。2進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要組成單元的原理及其基本調(diào)試方法。3分析“轉(zhuǎn)速開環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的起、制動控制及其過渡過程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1“實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”的接線與靜態(tài)調(diào)試。2“電壓頻率協(xié)調(diào)控制異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的靜態(tài)特性研究。3“電壓頻率協(xié)調(diào)控制異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”正、反向起、制動過渡過程的實(shí)驗(yàn)研究。4“電壓頻率協(xié)調(diào)控制異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的抗干擾性研究。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1實(shí)驗(yàn)臺主體(主控制箱)及其主控電路、轉(zhuǎn)速變換(BS )、電流檢測變換(DD06)、電壓檢測變換單元(DD09)以及負(fù)載控制器單元(DD07)。2觸發(fā)電路掛箱II(DST02)及IPM主電路掛箱(DSM02)3給定掛箱(DSG02)及調(diào)節(jié)器掛箱II(DSA02)4控制器掛箱I(DSC01) 6鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動機(jī) + 磁粉制動器+旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)組。7慢掃描雙蹤示波器、頻率計、數(shù)字萬用表等測試儀器四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“轉(zhuǎn)速開環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”是交流變壓變頻(VVVF)調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之一,其組成框圖如圖61所示,具體接線見附圖4。如圖所示,系統(tǒng)由“DG01”、“DC04”、“DC05”、“DC06”、“DA04”、“DA03”、“DA06”、“DT05”和轉(zhuǎn)速變換電路(DD02)、電流檢測及變換(DD06)、電壓檢測及變換單元(DD09)以及主控電路、負(fù)載給定單元(DD07)、鼠籠轉(zhuǎn)圖4-1 轉(zhuǎn)速開環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成框圖子異步電動機(jī) + 磁粉制動器 +旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)組組成。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法(一)實(shí)驗(yàn)電路連接、檢查及靜態(tài)參數(shù)整定。1本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所使用的單元環(huán)節(jié),與實(shí)驗(yàn)五基本相同,只是增加了電壓調(diào)節(jié)器AVR(DA04)、電流調(diào)節(jié)器ACR(DA03)和通用調(diào)節(jié)器AGR(DA06)三個單元環(huán)節(jié)。AVR、ACR和AGR的調(diào)試方法和要點(diǎn)見(DSA02)掛箱使用說明的相關(guān)內(nèi)容,其中AVR按正常整定限幅,ACR、AGR的輸出限幅直接取電源電壓或8V以上,即取UCVmUCFm8V(為什么?)。2按附圖4連接系統(tǒng),“狀態(tài)切換”置“交流調(diào)速”檔 ;檢查各調(diào)節(jié)器的給定、反饋、限幅以及輸出極性(包括AGR)是否符合要求,并將反饋系數(shù)、調(diào)至最大;給定單元(DG01)的極性開關(guān)、階躍開關(guān)撥向上方,置正、負(fù)給定為0;負(fù)載給定置0;經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后,閉合合總電源,檢查各指示燈狀態(tài),確認(rèn)無異常后開始以下步驟。3先不接AVR、ACR、GFC以及低頻補(bǔ)償(DC06)四個單元(即將此四個單元暫時短接,DT05單元的輸入UKV、UKF直接由DC04單元的“U*”端引入),閉合控制回路(左下面板控制按鈕ON),確認(rèn)無異常后同實(shí)驗(yàn)五的方法完成三相正弦脈寬控制器(SPWM)的參數(shù)整定: 增加給定至U*n=U*nm=U*nnom=8V,用萬用表檢查(DT05)單元測試點(diǎn)VC的電壓,并微調(diào)面板電位器RPV整定到UC=UVC=6.4V; 用頻率計或示波器檢查測試點(diǎn)FC及其頻率fFC,并微調(diào)面板電位器RPF精確整定到fFC256f1NOM2565012800 Hz,若直接由(DC06)單元的三位數(shù)碼管讀?。⊿PWM)輸出頻率,頻率為f1NOMfFC25650 Hz;用頻率計或示波器檢查測試點(diǎn)TC的三角波及其頻率,并微調(diào)面板電位器RPT整定到fTC160f1NOM160508000(Hz),即取載波比160;用示波器檢查三相(SPWM)驅(qū)動輸出UM1、VM1、WM1(UM2、VM2、WM2依次反相)的波形、頻率和相序,應(yīng)正確無誤。4(DT05)單元參數(shù)整定完畢后,恢復(fù)給定至U*n= 0V,分?jǐn)嗫刂苹芈?,按附圖4恢復(fù)接入ACR、AGR二個單元(兩者均取1 :1的比例狀態(tài)),繼續(xù)短接AVR和低頻補(bǔ)償(DC06)單元(ACR的輸入直接由DC04單元的“U*”端引入),即先不接AVR并設(shè)定為無“低壓補(bǔ)償”控制。5依次閉合控制回路、主電路,緩慢增加給定起動電機(jī),直至U*n= U*im(AVR限幅值),并觀察運(yùn)行情況,若有異常,立即按下急停按鈕;電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后,逐步增加給定并調(diào)節(jié)(減?。╇娏鞣答亸?qiáng)度直至T GT G m(T G nom、T G m等參數(shù)同實(shí)驗(yàn)四表41或由實(shí)驗(yàn)室提供 凡“同實(shí)驗(yàn)或由實(shí)驗(yàn)室提供”的參數(shù),指實(shí)驗(yàn)已測量過,學(xué)生未選實(shí)驗(yàn)時由實(shí)驗(yàn)室提供。),鎖定此時之電流反饋系數(shù)。最后,恢復(fù)給定至U*n= 0V,待電機(jī)停止后,斷開主電路電源。6按附圖4恢復(fù)接入AVR(按設(shè)計參數(shù)組成PI調(diào)節(jié)器);閉合主電路,緩慢增加給定,直至U*n= U*nm=8V;讀取任一相定子電壓,調(diào)節(jié)(減小)電壓反饋強(qiáng)度直至USUSnom ,同時滿足T GT G nom、nn nom,(為什么?)鎖定電壓反饋系數(shù);最后恢復(fù)給定至U*n= 0V,待電機(jī)停止后,斷開主電路電源,負(fù)載給定置0(二)系統(tǒng)靜態(tài)特性測試1保持無低頻補(bǔ)償狀態(tài),緩慢增大給定至 U*n 8V、nn0 并保持之;逐步增加負(fù)載給定 使負(fù)載轉(zhuǎn)矩TG 在“0 TGnom TGm” 之間,分別讀取五組轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩TG,并計算轉(zhuǎn)差率S(n0n)n0和負(fù)載轉(zhuǎn)矩比 T*G TG TGm; TG 略大于TGm 后,注意觀察轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 TG 的變化,并讀取堵轉(zhuǎn)時的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TGb以及計算堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩比T*GbT Gb TGm ;數(shù)據(jù)錄于表6,并緩慢減少給定至0,待電機(jī)停止后將負(fù)載給定置0。2緩慢增大給定 U*n 至(12)U *nm ,( n?);重復(fù)步驟1,分別讀取五組轉(zhuǎn)速 n 和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TGb 、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩比T*Gb,計算轉(zhuǎn)差率S( n0n )n0 和轉(zhuǎn)矩比 T*G TG TGm、T*GbTGb TGm 錄于表41。表41 轉(zhuǎn)速開環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U *nU*n U*nnom (V)U*n(12)U*n nom (V)無低頻補(bǔ)償TG(N.m)0TG1TGnomTG3TGmTGb0TG1TGnomTG3TGmTGbT*Gn(rmin)n0(S0)n1(S1)nnom(Snom)n3(S3)nm(Sm)0n0( S0 )n1 ( S1 )n2 ( S2 )n3 ( S3 ) nm( S m )0S帶低頻補(bǔ)償TG(N.m)0TG1TGnomTG3TGmTGb0TG1TGnomTG3TGmTGbT*Gn(rmin)n0(S0)n1(S1)nnom(Snom)n3(S3)nm(Sm)0n0( S0 )n1 ( S1 )n2 ( S2 )n3 ( S3 ) nm( S m )0STGm (N.m) 圖42 轉(zhuǎn)速開環(huán)的
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