運(yùn)動控制導(dǎo)論

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