運動控制實驗指導(dǎo)書2015

1、運動控制實驗指導(dǎo)書自動化實驗室編河北工程大學(xué) 信電學(xué)院（2015版）目 錄MCL-型電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺使用說明1實驗一 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)測定及調(diào)節(jié)器的調(diào)試4實驗二 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)9實驗三 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)14實驗四 雙閉環(huán)三相異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)19安全注意事項1. 本實驗室使用強電做實驗，實驗中發(fā)生觸電事故應(yīng)立即切斷電源。參加實驗的所有人員都必須知道實驗室總電源開關(guān)的位置以及實驗臺上電源開關(guān)的位置，以便緊急情況時斷開電源。實驗室總電源開關(guān)的閉合由實驗指導(dǎo)人員負責；實驗臺上的電源開關(guān)接通前要告知周圍同學(xué)后方可接通。2. 實驗中每次接線、拆線或改接線時，

2、都要確保電源已斷開。3. 接線時不得出現(xiàn)任何裸漏的帶電部分，尤其是懸空裸露的接插件必須嚴格禁止。4. 測試過程中需要改變示波器信號線或電表表筆測量點時，可以帶電操作，但切記只用一只手操作，且不得接觸裸漏的可能帶電部件。5. 實驗中電動機高速旋轉(zhuǎn)，謹防衣服、圍巾和頭發(fā)等卷入其中造成人身傷害。6. 實驗完成后立即關(guān)斷實驗臺的電源，然后再檢查測量結(jié)果的正確性和完整性。實驗操作注意事項1. 連接實驗線路時要按照連接點的距離合理使用不同長度的導(dǎo)線。完成接線或改接線路后要經(jīng)指導(dǎo)教師檢查通過方可通電實驗。實驗完成后把線整理好放在桌面上。2. 實驗臺總電源開關(guān)（鑰匙開關(guān)等）接通時常出現(xiàn)過流保護誤動作，只需按下

3、電源控制屏上過流保護電路的復(fù)位按鈕SB1解除過流狀態(tài)即可正常工作。3. 雙蹤示波器兩個探頭的地線端是短接的，測量中必須保證兩個探頭的地線同電位或有良好電氣隔離。本實驗室的實驗測試中要求兩條地線短接或只用一根地線。4. 起動直流電動機前要保證電動機勵磁繞組已連接勵磁電源，并保證勵磁電源開關(guān)扳到接通的位置。發(fā)電機的勵磁要接并勵繞組，不可接串勵繞組。5. 直流調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)工作時，給定環(huán)節(jié)的輸出接于觸發(fā)脈沖控制端。這種情況下不得在給定環(huán)節(jié)輸出（Ug）較大時直接接通主電源；不得隨意扳動給定環(huán)節(jié)的開關(guān)。6. 注意實驗室的紀律，不得在實驗室打鬧。注意實驗室的衛(wèi)生，不得亂扔雜物，尤其是飲料袋和食品包裝，嚴禁放

4、入抽屜內(nèi)。25MCL-型電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺使用說明本節(jié)介紹實驗臺上運動控制實驗使用的部分面板和掛箱。一、MCL31低壓控制電路及儀表面板MCL31由給定G、零速封鎖器DZS、速度變換器FBS、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR、直流電流表、交流電流表組成。1、給定 G原理圖如圖01。它的作用是得到所需的給定電壓。正負電壓的大小可分別由RP1、RP2兩個多圈電位器調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)范圍為0一±13V左右）。數(shù)值由面板右邊的電壓表讀出。給定電路能給出下列階躍的給定信號：1) 0V突跳到正電壓，正電壓突跳到 0V；2) 0V突跳到負電壓，負電壓突跳到0V；3) 正電壓突跳到負電壓，負電壓

5、突跳到正電壓。只要適當扳動S1、S2的不同位置即能實現(xiàn)上述階躍信號輸出，使用者可以參考其電路圖確定操作方法。使用注意事項：給定輸出電壓較高時，輸出端短路會燒壞限流電阻。2、速度變換器 FBS 速度變換器FBS用于轉(zhuǎn)速反饋的調(diào)速系統(tǒng)中，將測速裝置輸出的電壓變換成適合速度調(diào)節(jié)器使用并與轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓，作為速度反饋。其原理圖如圖02所示。使用時，將測速裝置輸出端接至速度變換器的輸入端1和2。轉(zhuǎn)速反饋信號由電位器RP中心抽頭輸出。反饋強度由電位器RP調(diào)節(jié)，RP安裝在面板上。3、速度調(diào)節(jié)器 ASR速度調(diào)節(jié)器的對給定和反饋兩個輸入量進行加減法、比例、積分和微分等運算，使其輸出按所需規(guī)律變化。它由運算

6、放大器，輸入與反饋網(wǎng)絡(luò)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成。速度調(diào)節(jié)器ASR的原理圖見圖13所示（第6頁）。由二極管VD4、VD5和電位器RP2、RP3組成正負限幅值可調(diào)的限幅電路。由C2、R5組成反饋微分校正網(wǎng)絡(luò)，用于抑制振蕩，減少超調(diào)。R6、C1組成速度環(huán)串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)。場效應(yīng)管V5為零速封鎖電路，當4端為“0V”時V5導(dǎo)通，將調(diào)節(jié)器反饋網(wǎng)絡(luò)短接而封鎖，4端為“13V”時，V5夾斷，調(diào)節(jié)器投入工作。RP1為放大系數(shù)調(diào)節(jié)電位器。元件RP1、RP2、RP3均安裝在面板上。電容C1兩端在面板上裝有插線孔，電容C2兩端也裝有插線孔，可根據(jù)需要外接電容。4、電流調(diào)節(jié)器 ACR電流調(diào)節(jié)器對其輸入信號（給定量和反饋量）進

7、行加減法、比例、積分、微分，延時等運算，以使其輸出所需。它由運算放大器、二極管限幅、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)、反饋阻抗網(wǎng)絡(luò)等幾部分組成。電流調(diào)節(jié)器ACR的原理圖見設(shè)備面板。與速度調(diào)節(jié)器相比，增加了4個輸入端，其中2端接過流推信號，來自邏輯控制器的過流信號U，當該點電位高于某值時，VST1擊穿，正信號輸入，ACR輸出負電壓使觸發(fā)電路脈沖后移。UZ、UF端接邏輯控制器的相應(yīng)輸出端，當這二端為高電平時，三極管V1、V2導(dǎo)通將Ugt和Ugi信號對地短接，用于邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)。晶體管V3和V4構(gòu)成互補輸出的電流放大級。當V3、V4基極電位為正時，V4管（PNP型晶體管）截止，V3管和負載構(gòu)成射極跟隨器。如V3、V

8、4基極電位為負時， V3管（NPN型晶體管）截止，V4管和負載構(gòu)成射極跟隨器。接在運算放大器輸入端前面的阻抗為輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)。改變輸入和反饋阻抗網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，就能得到各種運算特性。元件RP1、RP2、RP3裝在面板上，C1、C2的數(shù)值可根據(jù)需要，由外接電容來改變。二、MCL32電源控制屏面板MCL32由主電源輸出、電流變送器及過流過壓保護電路組成。1主電源輸出在實驗時，按下綠色按扭后，U、V、W輸出線電壓為230V左右的三相電壓。2電流變送器與過流保護（FBCFA）此單元有兩種功能：一是檢測電流反饋信號，二是發(fā)出過流信號。電路圖見圖03。(1) 電流變送器電流變送器適用于可控硅直流調(diào)速裝置中，與電流

9、互感器配合，檢測可控硅變流器交流進線電流，以獲得與變流器電流成正比的直流電壓信號、零電流信號和過電流邏輯信號。電流互感器的輸出為TA1、TA2、TA3，反映電流大小的信號經(jīng)三相橋式整流電路整流后加至R1、R2、VD1和RP1及R3、R4組成的各支路上，其中：a、 R2與VD1并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，在其中點取零電流檢測信號。b、 將RP1的可動觸點輸出作為電流反饋信號，反饋強度由RP1進行調(diào)節(jié)。c、 將可動觸點RP2與過流保護電路相聯(lián)，輸出過流信號，可調(diào)節(jié)過流動作電流的大小。(2) 過流保護(FA)當主電路電流超過某一數(shù)值后(2A左右)，由R3，R4上取得的過流信號電壓超過運算放大器的反向輸入端，

10、運放A1輸出低電平（有效電平），使RS觸發(fā)器的輸出為高電平，使晶體三極管VT由截止變?yōu)閷?dǎo)通，結(jié)果使繼電器K1的線圈得電。繼電器K1由釋放變?yōu)槲?，它的常閉觸點接在主回路接觸器的線圈回路中，使接觸器釋放，斷開主電路。并使發(fā)光二極管亮，作為過流信號指示。告訴操作者已經(jīng)過流跳閘。SA為解除記憶的復(fù)位按鈕。當過流動作后，如過流故障已經(jīng)排除。則須按下該按鈕以解除過流狀態(tài)，恢復(fù)正常工作。三、MCL33觸發(fā)電路及晶閘管主回路掛箱 MCL33由脈沖控制及移相、雙脈沖觀察孔、第一組可控硅、第二組可控硅、二極管組、RC吸收回路、平波電抗器L組成。1、脈沖控制及移相MCL33內(nèi)置的觸發(fā)器是一套數(shù)字電路構(gòu)成的觸發(fā)電路

11、，輸出相位差為60°的經(jīng)過調(diào)制的“雙窄”脈沖（調(diào)制頻率為3 10KHz），即每個觸發(fā)脈沖為一簇方波。觸發(fā)脈沖分別由兩路功放進行放大，分別由Ublr和Ublf進行控制。當Ublf接地時，第一組脈沖放大電路工作。當Ublr接地時，第二組脈沖放大電路工作。脈沖移相由Uct端的輸入電壓進行控制。當Uct端輸入電壓升高時脈沖前移（減小）；Uct端輸入電壓降低時脈沖后移（增大）。移相范圍為= 10°160°。偏移電壓調(diào)節(jié)電位器RP調(diào)節(jié)脈沖的初始相位，不同的實驗初始相位要求不一樣。2、雙脈沖及同步電壓觀察孔雙脈沖觀察孔輸出經(jīng)過調(diào)制的雙脈沖。同步電壓觀察孔，輸出相電壓為30V左右

12、的同步電壓，用雙蹤示波器分別觀察同步電壓和雙脈沖，可比較雙脈沖的相位。注意：“脈沖觀察孔”和“同步電源觀察孔”在面板上為小孔，僅能接示波器，不能輸入輸出任何信號。3、其它RC吸收回路可消除整流引起的振蕩。通常接在整流橋輸出端。平波電抗器可作為電感性負載電感使用，電感分別為50mH、100mH、200mH、700mH，在1A范圍內(nèi)基本保持線性。通常都是作700mH電感使用，即連接最上和最下端。使用注意事項：可控硅門極觸發(fā)脈沖的連線裝置內(nèi)部已接好，實驗時不必再接線，只需直鍵開關(guān)彈起。若需外加觸發(fā)脈沖，必須通過直鍵開關(guān)切斷內(nèi)部觸發(fā)脈沖（直鍵開關(guān)按下并鎖住）。實驗一 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)測定及調(diào)節(jié)器

13、的調(diào)試一實驗?zāi)康?了解教學(xué)實驗臺的構(gòu)成。3掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主回路電阻和電感的測定方法。2熟悉調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的調(diào)試方法，了解PI特性的測試方法。二實驗內(nèi)容1測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主回路的總電阻和電樞繞組電阻；2測定直流電動機電樞繞組電感；3調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的正負向限幅值，觀測PI特性。三實驗設(shè)備及儀器1. MCL電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺，電源控制屏，MCL31控制屏。2. MCL33組件，MEL03三相可調(diào)電阻器掛箱，MEL11電容掛箱。3. 由測速發(fā)電機、直流電動機（M03）、直流發(fā)電機（M01）以及安裝導(dǎo)軌構(gòu)成的機組。4. 二蹤慢掃描示波器。四注意事項1. 為防止電樞過大電流沖擊，

14、每次接通主電源前給定電位器應(yīng)調(diào)回零位。2. 電機通入大電流時測量時間要短，以防電機過熱。3. 測量儀表顯示有波動時，取平均值即可。五實驗操作1. 實驗接線本實驗需要采用三種完全不同的接線滿足三大項實驗內(nèi)容：電阻測定、電感測定和調(diào)節(jié)器調(diào)試。實驗時針對具體實驗內(nèi)容接線，用完拆除。對于電樞回路電阻的測定，圖1-1中只給出了主電路的接線圖，觸發(fā)電路使用MCL33內(nèi)置觸發(fā)器，接線見下文單獨列出的標題。調(diào)節(jié)器調(diào)試中的圖1-3只給出了調(diào)節(jié)器內(nèi)部的電路圖，實驗中的接線按照實驗操作中的描述。2觸發(fā)電路接線的特別說明MCL33內(nèi)置觸發(fā)器的同步電源信號線和觸發(fā)脈沖到晶閘管的連線都已通過內(nèi)部引線連接。實驗臺總開關(guān)接通

15、后，同步信號就引入了觸發(fā)電路。為了靈活使用晶閘管，內(nèi)部觸發(fā)信號到第組整流橋晶閘管門極的線路中安裝了按鍵開關(guān)，按鍵開關(guān)彈出時接通內(nèi)部觸發(fā)信號。實驗時仍有五條線需要連接。觸發(fā)電路工作需要的±15V電源，從MCL31面板相應(yīng)端引入（三條線）。要實現(xiàn)移相控制，需要在Uct端引入移相控制電壓（一條線）。 要想使觸發(fā)信號能夠到達第組整流橋，需要把Ub1f接地（與下端相鄰插孔連接）；同樣，要想使觸發(fā)信號能夠到達第組整流橋，需要把Ub1r接地（由于兩組橋不同時使用，所以這里只接一條線）。注意：觸發(fā)電路區(qū)域的“同步電源觀察孔”和“脈沖觀察孔”是用來接示波器信號線的，不可作其它用途。在此引入同步電源或引

16、出觸發(fā)脈沖會燒壞觸發(fā)電路。說明：以下實驗中都要用到該觸發(fā)器，也都需要接這五條線，請按照本說明接線。3電樞回路電阻的測定電樞回路的總電阻R包括電機的電樞電阻Ra，平波電抗器的直流電阻RL和整流裝置的內(nèi)阻Rn即 R Ra RL Rn為測出晶閘管整流裝置的電源內(nèi)阻，可采用伏安特性法來測定，其實驗線路如圖11 所示。負載電阻仍采用兩只900電阻并聯(lián)。測試時電動機不加勵磁，電機不轉(zhuǎn)。把給定環(huán)節(jié)的電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct0。將負載電阻調(diào)至最大。接通實驗臺總電源，按下電源控制屏主電路的閉合按鈕，把線電壓為220V的三相交流電壓引入整流器交流側(cè)。、電樞回路總電阻的測定調(diào)節(jié)Ug使整流裝置輸出電壓Ud1

17、20V （也可取額定輸出電壓30%70%內(nèi)的其他值），然后調(diào)整Rz使電樞電流為Id=0.6A （取額定輸出電流的8090均可），讀取電流表A的數(shù)值I1和電壓表V的數(shù)值U1，則此時整流裝置的理想空載電壓為 Ud0 I1R U1保持控制角不變（也即Ud0不變）的條件下，調(diào)節(jié)Rz，使電流表A的讀數(shù)為Id=0.2A （取I1的一半以下），讀取電流表A的數(shù)值I2和電壓表V的數(shù)值U2，則 Ud0I2R U2求解兩式，可得電樞回路總電阻R (U2U1)/(I1I2)、主回路短接電機電樞繞組后電阻的測定把電機電樞兩端短接，重復(fù)上述中的實驗步驟，可得RLRn = (U2U1)/(I1I2)、電樞繞組電阻的計算電

18、機的電樞電阻為Ra = R (RLRn)4電樞繞組電感量的測定電樞回路總電感包括電機的電樞繞組電感La ，平波電抗器電感LL和整流變壓器漏感LB，由于LB數(shù)值很小，可忽略，故可認為電樞回路的等效總電感為：LLaLL電感的數(shù)值可用交流伏安法測定。測電樞電感時電動機應(yīng)該加入額定勵磁。實驗線路如圖12所示，從MCL32電源控制屏引出的220V交流電壓經(jīng)MCL35中變壓器兩級降壓后變?yōu)榧s55V交流電壓，連接到被測電感（電樞繞組或平波電抗器）。按下電源控制屏主電路的閉合按鈕（接通主電路電源），用電壓表和電流表分別測出加入交流電壓后電樞兩端（或電抗器）上的電壓值Ua（或UL）及電流I ，從而可得到交流阻抗

19、Za（或ZL）。計算出電感值La和 LL 的公式如下：注意：實驗中流入電機的交流電流的有效值應(yīng)小于電機電樞的額定值。5速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試速度調(diào)節(jié)器（ASR）的原理圖見圖13所示，把ASR的給定輸入端1接到給定電路G的輸出，封鎖端4接到DZS（零速封鎖器）輸出端3，并把DZS的開關(guān)S打到“解除”位置。(1) 調(diào)整輸出正負限幅值 在調(diào)節(jié)器 “5”、“6” 端接入MEL11掛箱中的一個電容，使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器。給調(diào)節(jié)器加入負極性的絕對值較大的給定輸入電壓Ug，使調(diào)節(jié)器輸出達到正向限幅值，調(diào)節(jié)正限幅電位器RP1使正限幅值等于“+5V”；給調(diào)節(jié)器加入正極性的較大的給定輸入電壓Ug，使調(diào)節(jié)器輸出達到

20、負向限幅值，調(diào)節(jié)負限幅電位器RP2使負限幅值等于“-5V”。(2) 測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接（“5”、“6”端短接），使ASR調(diào)節(jié)器為P型調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正（或負）電壓，測出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出達到限幅值，并畫出輸入輸出關(guān)系曲線。(3) 觀察PI特性 拆除調(diào)節(jié)器“5”、“6”端的短接線（把電容串入反饋網(wǎng)絡(luò)中），使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器。通過給定環(huán)節(jié)中的S1切換開關(guān)使給定電壓在正負值之間突變，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化波形，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋電容，觀察輸出電壓波形的變化。說明：反饋電容由MEL11掛箱改變數(shù)值；正負給定電壓的絕對值要適當?。皇静ㄆ?/p>

21、掃描速度要適當慢。六、實驗報告要求1. 簡述實驗的主要內(nèi)容。2. 說明實驗設(shè)備和實驗方法如果完全按照本實驗指導(dǎo)書做實驗，可以寫明：“使用實驗指導(dǎo)書指定的實驗設(shè)備，按照實驗指導(dǎo)書給出的接線圖和操作方法完成實驗”。如果實驗設(shè)備和實驗操作方法等與本實驗指導(dǎo)書有所不同，要詳細寫明。3. 電樞回路電阻的測定 列出測定電樞回路總電阻的實測數(shù)據(jù)、計算公式以及計算結(jié)果。例如：按照實驗指導(dǎo)書“電樞回路總電阻的測定”中的方法，測得：當電樞回路電流為： I1=0.6 A 時， 輸出電壓為： U1= . V當電樞回路電流為： I2=0.2 A 時， 輸出電壓為： U2= . V根據(jù)計算公式： R (U2U1)/(I1

22、I2)可得電樞回路總電阻為： R . = . 列出測定短接電動機電樞繞組后的實測數(shù)據(jù)、計算公式以及計算結(jié)果。 列出電樞繞組電阻的計算公式，計算電樞繞組電阻的值（如：Ra= . ）。4. 電樞繞組電感量的測定列出測量到的數(shù)據(jù)，說明計算的依據(jù)，給出計算結(jié)果。例如：按照實驗指導(dǎo)書“電樞繞組電感的測定”中的方法，在電樞繞組兩端加入有效值為： Ua= . V的工頻交流電壓時，測得電樞繞組的電流為： Ia= . A由此得到電樞繞組的阻抗為： Za= Ua/Ia = . = . 上述已測得Ra，求出電樞繞組電感量：La= . = . 5. 總結(jié)PI調(diào)節(jié)器正負向限幅值調(diào)整的要點注意這里只簡述要點，不要照抄實驗

23、指導(dǎo)書上的方法步驟。例如：給PI調(diào)節(jié)器加入較大的負電壓使之達到正向限幅值，通過調(diào)節(jié)正向限幅電位器使之滿足正向限幅值的要求；.。6. 速度調(diào)節(jié)器PI特性的觀測例如：按照實驗指導(dǎo)書“速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試”中“觀察PI特性”敘述的內(nèi)容，觀測到的速度調(diào)節(jié)器PI特性如圖：（繪制觀測到的波形）其中：波形的下水平段對應(yīng)負向限幅值；波形的上跳段（或下跳段）高度取決于放大倍數(shù)和；波形的傾斜段 .；波形的上水平段 .。注：主回路總電阻約為50歐姆；短路電樞繞組后的電源電阻約為35歐姆；電樞繞組的阻抗約為280歐姆。實驗中要及時計算，以防操作有誤造成數(shù)據(jù)錯誤。實驗二 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一實驗?zāi)康?. 了解晶閘管直

24、流電動機轉(zhuǎn)速負反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成。2. 研究直流調(diào)速系統(tǒng)中速度調(diào)節(jié)器ASR的工作原理及其對系統(tǒng)靜特性的影響。3. 學(xué)習(xí)反饋控制系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)。二實驗內(nèi)容1. 構(gòu)造晶閘管直流電動機轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，并調(diào)試系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)。2. 測取開環(huán)工作機械特性。3. 測取在有靜差和無靜差兩種調(diào)節(jié)器下單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。三實驗儀表設(shè)備1. MCL電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺、電源控制屏、MCL31控制屏。2. MCL33掛箱、 MEL11電容掛箱、 MEL03三相可調(diào)電阻掛箱3. 電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機、直流電動機M03、直流發(fā)電機M014. 雙蹤示波器。四注意事項1、 接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速負反饋時，

25、為了防止振蕩，可預(yù)先把ASR的RP3電位器逆時針旋到底，使調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)最小，同時ASR的5、6端可調(diào)電容預(yù)置7F 。2、 測取靜特性時，主電路電流不要長時間超過電機的額定值（取額定值0.8A） 。3、 三相主電源連線時要注意相序不可接錯，要按順序?qū)?yīng)連接（上對左，下對右）。4、 為防止直流電機直接啟動造成沖擊，接通主電源時要保證觸發(fā)電路移相控制端Uct不為正值。實驗過程中Uct也不能突然上跳，即不能通過給定電路中的開關(guān)使Uct向更高電壓切換。5、 起動電機前，應(yīng)先把MEL03的發(fā)電機負載電阻調(diào)到最大，以免帶重負載起動。6、 改變接線時要先切斷電源。五實驗操作1. 實驗接線按圖21接線。負載電

26、阻Rz由MEL03的兩組電阻并串聯(lián)構(gòu)成，即同一手柄下的兩只電阻并聯(lián)，然后再把并聯(lián)的兩組電阻串聯(lián)，構(gòu)成最大阻值為900、額定電流0.82A的電阻。2測取直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)工作機械特性。(1) 修改接線 把觸發(fā)電路移相控制端Uct的接線從ASR的輸出端改為給定環(huán)節(jié)G的輸出Ug。斷開負載電阻Rz （空載）。(2) 起動機組 扳動給定環(huán)節(jié)G中的開關(guān)使輸出Ug取自正向給定電位器RP1，調(diào)節(jié)RP1使Ug為零。電源控制屏上直流電機勵磁電源開關(guān)閉合。按下電源控制屏的閉合按鈕，接通主電源。然后調(diào)節(jié)RP1使Ug增大啟動機組。(3) 特性測試 調(diào)節(jié)給定電壓Ug，使直流電機空載轉(zhuǎn)速n 0 1500轉(zhuǎn)分。在保持Ug不變

27、的情況下，接入并改變直流發(fā)電機負載電阻Rz，在空載至額定負載的范圍內(nèi)測取78點，讀取整流裝置輸出電（電動機電樞電壓）Ud、輸出電流Id（電動機電樞電流）以及電動機轉(zhuǎn)速n ，并填下表。系統(tǒng)開環(huán)時電動機電流Id與電動機電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對應(yīng)關(guān)系表Id (A)0.30.40.50.60.70.80.9Ud (V)n (r/min)1500(4) 反饋電壓極性的調(diào)整 用萬用表在速度變換器輸出端檢測反饋電壓極性，通過調(diào)換轉(zhuǎn)速計到速度變換器之間的引線，使得速度反饋信號電壓的極性為正。(5) 停機 測量完成后，按下電源控制屏的斷開按鈕切斷主電源。注意：開環(huán)實驗過程中每次接通主電源時（按下電源控制屏上的閉合

28、按鈕時）要保證正向給定電位器回到零。3測取有靜差轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性(1) 改接線 斷開觸發(fā)電路移相控制端Uct到給定環(huán)節(jié)Ug的連接線，把Uct的接線恢復(fù)到連接ASR的輸出（3端）。把ASR的5、6點短接（有靜差）。斷開負載電阻Rz 。(2) 起動系統(tǒng) 扳動給定環(huán)節(jié)G中的開關(guān)使輸出Ug取自負向給定電位器RP2，調(diào)節(jié)RP2使Ug為零。按下電源控制屏的閉合按鈕，接通主電源。把零速封鎖器DZS中的開關(guān)S扳到“解除”位置。然后調(diào)節(jié)RP2使Ug絕對值增大啟動機組。 觸發(fā)電路Uct端的控制信號是正極性的，Uct升高則整流輸出電壓Ud升高。為滿足Uct對輸入極性的要求，速度調(diào)節(jié)器ASR的給定端（

29、接Ug）應(yīng)給出負極性控制信號（本步驟實現(xiàn)）；反饋端（接FBS的3端）為正極性信號（開環(huán)實驗內(nèi)容“反饋電壓極性的調(diào)整”步驟中已實現(xiàn)）。(3) 移相范圍調(diào)試 為使系統(tǒng)正確工作，控制角應(yīng)能在30°120°范圍內(nèi)可調(diào)，可通過調(diào)節(jié)觸發(fā)電路中偏移電壓電位器和ASR輸出電壓限幅值實現(xiàn)。方法如下：低輸出端調(diào)試： 把零速封鎖器DZS中的開關(guān)S扳到“封鎖”位置（使ASR輸出為0V），觀察整流器輸出電壓波形判斷控制角，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器使整流器稍有輸出電壓，這時控制角稍小于120°；高輸出端調(diào)試： 把零速封鎖器DZS中的開關(guān)S扳到“解鎖”位置。調(diào)節(jié)RP2使Ug絕對值大幅增大（或接入AS

30、R的5、6的積分電容），從而使ASR輸出正向限幅值，觀察整流器輸出電壓波形，調(diào)節(jié)ASR的限幅電位器RP1使輸出電壓波形不再增高，這時稍小于30°。(4) 閉環(huán)調(diào)試 先把給定電壓Ug調(diào)節(jié)至“-5V”，然后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變換器電位器RP，使被測電動機空載轉(zhuǎn)速n 01500轉(zhuǎn)分。通過調(diào)節(jié)ASR的反饋電位器RP3，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。(5) 特性測試 在保持Ug不變的情況下，接入并改變直流發(fā)電機負載電阻Rz，在空載至額定負載的范圍內(nèi)測取78點，讀取整流裝置輸出電壓（電動機電樞電壓）Ud、輸出電流（電動機電樞電流）Id以及電動機轉(zhuǎn)速n ，并填下表。有靜差單閉環(huán)系統(tǒng)電動機電流Id與電動機電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n

31、的對應(yīng)關(guān)系表Id0.30.40.50.60.70.80.9Udn (r/min)1500(6) 停機 測量完成后，按下電源控制屏的斷開按鈕切斷主電源。4測取無靜差轉(zhuǎn)速負反饋單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜特性(1) 改接線 斷開ASR的5、6端短接線，在5、6端引入MEL11中的一個電容器，可預(yù)置7F，使ASR成為PI（比例一積分）調(diào)節(jié)器。(2) 起動系統(tǒng) 扳動給定環(huán)節(jié)G中的開關(guān)使輸出Ug取自負向給定電位器RP2，調(diào)節(jié)RP2使Ug為零。再扳動開關(guān)使輸出Ug取自正向給定電位器RP1，調(diào)節(jié)RP1使Ug為一個較小的正值。按下電源控制屏的閉合按鈕，接通主電源。再扳開關(guān)使輸出Ug取自負向給定電位器RP2，調(diào)節(jié)RP2使

32、Ug絕對值增大啟動機組。 這里要求按下電源控制屏的閉合按鈕前把給定Ug調(diào)為一個正值是為了保證接通主電源時Uct不為正值，以防直流電機直接啟動的沖擊。這是很必要的。(3) 閉環(huán)調(diào)試 先把給定電壓Ug調(diào)節(jié)至“-5V”，然后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變換器電位器RP，使被測電動機空載轉(zhuǎn)速n 01500轉(zhuǎn)分。通過調(diào)節(jié)ASR的反饋電位器RP3以及ASR連接的電容，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。(4) 特性測試 在保持Ug不變的情況下，接入并改變直流發(fā)電機負載電阻Rz，在空載至額定負載的范圍內(nèi)測取78點，讀取整流裝置輸出電壓（電動機電樞電壓）Ud、輸出電流（電動機電樞電流）Id以及電動機轉(zhuǎn)速n ，并填下表。靜差單閉環(huán)系統(tǒng)電動機電流Id與

33、電動機電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對應(yīng)關(guān)系表Id0.30.40.50.60.70.80.9Udn (r/min)1500(5) 停機 測量完成后，按下電源控制屏的斷開按鈕切斷主電源。然后切斷實驗臺的總電源。六實驗報告要求1. 簡述實驗的主要內(nèi)容。2. 說明實驗設(shè)備和實驗方法如果完全按照本實驗指導(dǎo)書做實驗，可以寫明：“使用實驗指導(dǎo)書指定的實驗設(shè)備，按照實驗指導(dǎo)書給出的接線圖和操作方法完成實驗”。如果實驗設(shè)備和實驗操作方法等與本實驗指導(dǎo)書有所不同，要詳細寫明。3. 直流調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)時的工作特性 列出實驗操作中得到的系統(tǒng)開環(huán)時電動機電流Id與電動機電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對應(yīng)關(guān)系表。 繪制“Id- n”坐標系

34、坐標系的橫軸為電流Id，單位為安培（A），從零點開始等距離標注：0.1、0.2、0.8、0.9 ；縱軸為轉(zhuǎn)速n，單位為轉(zhuǎn)/分（rpm），從適當高度開始等距離標注：1000、1100、1400、1500 。坐標系要適當大，以便在同一坐標系繪制本實驗的三條特性。 繪制“Id-Ud”坐標系 坐標系的橫軸為電流Id，單位為安培（A），從零點開始等距離標注：0.1、0.2、0.8、0.9；縱軸為電壓Ud，單位為伏特（V），從適當高度開始等距離標注：180、190、230、240。坐標系要適當大，以便在同一坐標系繪制本實驗的三條曲線。 繪制開環(huán)機械特性 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)表中Id與n之間的對應(yīng)關(guān)系在“Id

35、- n” 坐標系中描點，連線，得到開環(huán)機械特性n = (Id)。并注明。 繪制電動機電流與電壓之間的關(guān)系曲線 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)表中Id與Ud之間的對應(yīng)關(guān)系在“Id-Ud” 坐標系中描點，連線，得到開環(huán)時的電動機電流與電壓之間的關(guān)系曲線Ud= (Id)。并注明。4. 有靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作特性 列出實驗操作中得到的有靜差單閉環(huán)系統(tǒng)電動機電流Id與電動機電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對應(yīng)關(guān)系表 繪制有靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)表中Id與n之間的對應(yīng)關(guān)系，在前面建立的同一“Id- n” 坐標系中描點，連線，得到有靜差系統(tǒng)的靜特性n = (Id)。并注明。 繪制電動機電流與電壓之間的關(guān)

36、系曲線 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)表中Id與Ud之間的對應(yīng)關(guān)系，在前面建立的同一“Id-Ud” 坐標系中描點，連線，得到有靜差系統(tǒng)的電動機電流與電壓之間的關(guān)系曲線Ud= (Id)。并注明。5. 無靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作特性 列出實驗操作中得到的無靜差單閉環(huán)系統(tǒng)電動機電流Id與電動機電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對應(yīng)關(guān)系表。 繪制無靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)表中Id與n之間的對應(yīng)關(guān)系，在前面建立的同一“Id- n” 坐標系中描點，連線，得到無靜差系統(tǒng)的靜特性n = (Id)。并注明。 繪制電動機電流與電壓之間的關(guān)系曲線 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)表中Id與Ud之間的對應(yīng)關(guān)系，在前面建立的同一“Id-

37、Ud” 坐標系中描點，連線，得到無靜差系統(tǒng)的電動機電流與電壓之間的關(guān)系曲線Ud = (Id)。并注明。6. 分析比較以上三種直流調(diào)速系統(tǒng)（開環(huán)、有靜差單閉環(huán)和無靜差單閉環(huán)）的“電動機電流與轉(zhuǎn)速”的特性和“電動機電流與電壓”關(guān)系曲線。至少包括以下兩項內(nèi)容： 說明負載增大時電動機轉(zhuǎn)速和電動機電樞電壓的變化趨勢和變化量的相對大小。 說明負載變化時閉環(huán)控制系統(tǒng)的作用；解釋負載增大時電動機電樞電壓上升的原因。7. 簡述系統(tǒng)調(diào)試的收獲。七思考題1. 系統(tǒng)在開環(huán)、有靜差閉環(huán)和無靜差閉環(huán)工作時，速度調(diào)節(jié)器ASR各工作在什么狀態(tài)？ 2. 在轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)中，為得到相同的空載轉(zhuǎn)速n 0 ，轉(zhuǎn)速反饋的強度對Ug

38、有什么影響？為什么？3. 如何確定轉(zhuǎn)速反饋的極性，以便把轉(zhuǎn)速反饋正確地接入系統(tǒng)中？又如何調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋的強度，在線路中調(diào)節(jié)什么元件能實現(xiàn)？實驗三 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)一實驗?zāi)康?. 了解雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成及各主要單元部件的原理。2. 掌握雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟，方法及參數(shù)的整定。二實驗內(nèi)容1. 在實驗臺上構(gòu)建雙閉環(huán)不可逆直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，并調(diào)試系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)。2. 測定系統(tǒng)的開環(huán)機械特性、雙閉環(huán)系統(tǒng)靜特性、以及閉環(huán)系統(tǒng)控制特性。3. 觀測系統(tǒng)動態(tài)波形。三實驗儀器設(shè)備1. MCL電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺、電源控制屏，MCL31控制屏2. MCL33掛箱、

39、電容掛箱MEL11、可調(diào)電阻器掛箱MEL033. 電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機機、直流電動機M03、直流發(fā)電機M014. 二蹤慢掃描示波器四雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試原則雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)。由于調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要量為轉(zhuǎn)速，故轉(zhuǎn)速環(huán)作為主環(huán)放在外面，電流環(huán)作為付環(huán)放在里面。實驗系統(tǒng)的組成如圖41所示。系統(tǒng)中ASR、ACR均有限幅環(huán)節(jié)，ASR的輸出作為ACR的給定，利用ASR的輸出限幅可達到限制電機電流的目的。ACR的輸出作為移相觸發(fā)電路的控制電壓，利用ACR的輸出限幅可達到限制min和min的目的。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則如下：先部件，后系統(tǒng)：先調(diào)好各部件的特性（如偏移電壓

40、、限幅值、積分電容等），然后才能組成系統(tǒng)。先開環(huán)，后閉環(huán)：使系統(tǒng)能正常開環(huán)運行，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負反饋時組成閉環(huán)系統(tǒng)。先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)：先調(diào)試電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。五注意事項1. 三相主電源連線時注意相序。2. 系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加正給定信號Ug起動電機。3. 起動電機時，要把發(fā)電機負載電阻調(diào)到最大，以免重載起動。4. 改變接線時要斷開主電源，同時把系統(tǒng)給定Ug調(diào)為零。5. 閉環(huán)后，若電機轉(zhuǎn)速達最高速且不可調(diào)，檢查轉(zhuǎn)速反饋的極性是否接錯。六實驗操作1. 實驗接線按圖31接線。注意將Ublf接地，Ublr懸空，即使用第一組橋六個晶閘管。負載電阻Rz由MEL03的兩組電阻并聯(lián)串聯(lián)構(gòu)

41、成，即同一手柄下的兩只并聯(lián)，然后再把并聯(lián)的兩組電阻串聯(lián)，構(gòu)成最大阻值為900、額定電流0.82A的電阻。兩個調(diào)節(jié)器ASR和ACR接為PI調(diào)節(jié)器，積分電容預(yù)置5至7F。把零速封鎖器DZS中的開關(guān)S扳到“解鎖”位置。2開環(huán)機械特性的測定(1) 修改接線 把觸發(fā)電路移相控制端Uct的接線從ACR的輸出端改為給定環(huán)節(jié)G的輸出Ug。斷開負載電阻Rz （使直流發(fā)電機空載）。(2) 起動機組 扳動給定環(huán)節(jié)G中的開關(guān)使輸出Ug取自正向給定電位器RP1，調(diào)節(jié)RP1使Ug為零。電源控制屏上直流電機勵磁電源開關(guān)閉合。按下電源控制屏的閉合按鈕，接通主電源。然后調(diào)節(jié)RP1使Ug增大啟動機組。(3) 初始控制角的調(diào)整 通

42、過調(diào)節(jié)給定電位器RP1使Uct=0 。觀察輸出電壓波形判斷控制角，調(diào)整移相觸發(fā)電路的偏移電位器使控制角=90°。(4) 機械特性n(Id)的測試 調(diào)節(jié)給定電壓Ug，使直流電機空載轉(zhuǎn)速n 0 1500轉(zhuǎn)分。在保持Ug不變的情況下，接入并改變直流發(fā)電機負載電阻Rz，在直流發(fā)電機空載至直流電動機額定負載范圍，測78點，讀取電動機轉(zhuǎn)速n和電樞電流Id并填入下表。系統(tǒng)開環(huán)時電動機轉(zhuǎn)速n與電流Id的對應(yīng)關(guān)系表n (r/min)1500Id (A)0.30.40.50.60.70.80.9(5) 停機 測量完成后，按下電源控制屏的斷開按鈕切斷主電源。3速度環(huán)開環(huán)調(diào)試為了減少改接線，順便在此完成速度

43、環(huán)開環(huán)的調(diào)試。步驟如下：(1) 反饋系數(shù)的調(diào)整 把負載電阻增到最大，升高給定電壓Ug使轉(zhuǎn)速n1500 r/min，調(diào)節(jié)MCL31速度變換器FBS中速度反饋電位器RP，使反饋信號電壓大小為5 V。(2) 反饋極性的調(diào)整 通過調(diào)換轉(zhuǎn)速計到速度變換器之間的引線，使得速度反饋信號電壓為負極性。4調(diào)節(jié)器限幅值的調(diào)整(1) 速度調(diào)節(jié)器ASR限幅值的調(diào)整 速度調(diào)節(jié)器ASR輸出正負向限幅值要求為±5V。調(diào)整方法同實驗一，操作方法如下：。給調(diào)節(jié)器加入負極性的絕對值較大的給定輸入電壓Ug，使調(diào)節(jié)器輸出達到正向限幅值，調(diào)節(jié)正限幅電位器RP1使正限幅值等于“+5V”；給調(diào)節(jié)器加入正極性的較大的給定輸入電壓U

44、g，使調(diào)節(jié)器輸出達到負向限幅值，調(diào)節(jié)負限幅電位器RP2使負限幅值等于“-5V”。(2) 電流調(diào)節(jié)器ACR限幅值的調(diào)整 把電流調(diào)節(jié)器ACR的給定輸入端改接給定環(huán)節(jié)Ug，輸出接到觸發(fā)器控制端Uct。把Ug正負輸出值調(diào)為約±1V，并先置為正值。接通主電源，然后把Ug置為負值起動電動機。起動完成后ACR輸出為正向限幅值，調(diào)整正向限幅電位器RP1使電機空載轉(zhuǎn)速稍大于1800rpm，或額定負載下轉(zhuǎn)速稍大于1500rpm 。測量并記錄限幅電壓。把Ug置為正值使ACR輸出負向限幅值，調(diào)整負向限幅電位器RP2使負向限幅電壓約等于正向限幅電壓。5電流環(huán)調(diào)試(1) 改接線 觸發(fā)電路控制電壓Uct由給定器U

45、g直接接入。暫時改變整流器輸出主回路，甩開電動機，直接接入負載電阻Rz并調(diào)至最大。接通主電源，逐漸增加給定電壓Ug，用示波器監(jiān)視晶閘管整流橋兩端電壓波形，保證其正常工作。(2) 電流環(huán)開環(huán)調(diào)試 通過增加給定電壓Ug，減小主回路串接電阻Rz，直至主回路電流Id0.8A，然后調(diào)節(jié)MCL32面板FBC環(huán)節(jié)的電流反饋電位器，使電流反饋信號的電壓Ufi等于速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅值的大小（5V）。(3) 改接線 觸發(fā)電路移相控制電壓Uct改為從ACR的輸出端7接入，ACR的輸入3端改為直接取自給定輸出電壓Ug，電流反饋信號Ufi接入ACR的5端組成電流閉環(huán)系統(tǒng)。ACR的9、10端接MEL11電容器，可

46、預(yù)置5F。(4) 電流環(huán)閉環(huán)調(diào)試 置給定電壓Ug為負并逐漸增大，使之等于ASR的負向限幅值（-5V），適當減小負載電阻Rz，觀察主電路電流Id是否限制在約0.8A。如偏差過大，則應(yīng)調(diào)整電流反饋電位器，使Id0.8A。通過調(diào)節(jié)ACR的反饋電位器RP3以及9、10端連接的電容，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行 至此電流環(huán)調(diào)試完成。之后可把Rz減小直至切除（短路），此時Id應(yīng)增加很少，這說明電流環(huán)己具有限流保護功能?？蓽y定并計算電流反饋系數(shù)。6、速度環(huán)閉環(huán)調(diào)試第3步已完成速度環(huán)開環(huán)的調(diào)整，這里直接接入速度調(diào)節(jié)器構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)，進行閉環(huán)調(diào)試(1) 對照圖31檢查接線使系統(tǒng)連接完整，即構(gòu)成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。負載電阻開路。

47、(2) 接通電源起動系統(tǒng)，調(diào)節(jié)給定電壓Ug = +5V 。這時電機轉(zhuǎn)速應(yīng)在1500rpm左右，適當調(diào)整速度變換器的電位器使轉(zhuǎn)速n=1500rpm 。(3) 用漫掃描示波器觀察突加給定的動態(tài)波形，適當調(diào)節(jié)ASR和ACR的放大倍數(shù)及外接電容，確定較佳的性能指標。(4) 在不同的給定Ug和負載Rz下試驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果系統(tǒng)有振蕩可減小兩個調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)，適當調(diào)整積分電容。至此雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試完畢。7系統(tǒng)特性測試(1) 靜特性n(Id)的測定調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速給定電壓Ug，使電機空載轉(zhuǎn)速至1500 r/min。在保持Ug不變的情況下，接入并改變發(fā)電機負載電阻Rz，在空載至額定負載范圍內(nèi)測量

48、6個點，讀取電機轉(zhuǎn)速n和電樞電流Id并填下表；繼續(xù)減小Rz，轉(zhuǎn)速開始大幅下降，在不同的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)測量5個點填入下表。由此得到雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性n = (Id)。雙閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉(zhuǎn)速n與電流Id的對應(yīng)關(guān)系表n (rpm)150014001200900600300Id (A)0.40.50.60.7(2) 雙閉環(huán)系統(tǒng)控制特性n = (Ug)的測定斷開負載電阻Rz。給出不同的Ug，檢測記錄Ug和n填入下表，可得到雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制特性n = (Ug) 。雙閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉(zhuǎn)速n與給定電壓Ug的對應(yīng)關(guān)系表n (r/min)Ug (V)0.01.02.03.04.05.06.07.08系統(tǒng)動

49、態(tài)波形的觀察用慢掃描示波器，在以下三種情況下觀察并記錄電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。(1) 突加給定電壓Ug起動 通過扳動給定環(huán)節(jié)的開關(guān)S2實現(xiàn) 。(2) 突加額定負載 先調(diào)好負載電阻，然后斷開，待穩(wěn)定后快速接通負載電阻。(3) 突降負載 在額定負載下系統(tǒng)穩(wěn)定后，突然斷開負載電阻。說明： 觀測電動機電樞電流波形在ACR的電流反饋信號端，觀測轉(zhuǎn)速波形在ASR的轉(zhuǎn)速反饋信號端。不可在主電路觀測電流波形。 記錄波形時首先要確定橫軸的位置，橫軸不一定與示波器屏幕上刻度的中間線重合。七實驗報告要求1. 簡述實驗的主要內(nèi)容。2. 說明實驗設(shè)備和實驗方法如果完全按照本實驗指導(dǎo)書做實驗，可以寫明：“使用實驗指

50、導(dǎo)書指定的實驗設(shè)備，按照實驗指導(dǎo)書給出的接線圖和操作方法完成實驗”。如果實驗設(shè)備和實驗操作方法與本實驗指導(dǎo)書有所不同，要詳細寫明。3. 系統(tǒng)的開環(huán)機械特性 列出實驗操作中得到的系統(tǒng)開環(huán)時電動機轉(zhuǎn)速n與電流Id的對應(yīng)關(guān)系表。 繪制“Id- n”坐標系 坐標系的橫軸為電流Id，單位為安培（A），從零點開始等距離標注：0.1、0.2、0.8、0.9 ；縱軸為轉(zhuǎn)速n，單位為轉(zhuǎn)/分（rpm），從零點開始等距離標注：300、600、900、1200、1500 。坐標系要適當大，以便在同一坐標系繪制本實驗的閉環(huán)靜特性。 繪制開環(huán)機械特性n =(Id) 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)表，在“Id- n” 坐標系中描點，連

51、線，得到開環(huán)機械特性。并注明。4. 雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性 列出實驗操作中得到的雙閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉(zhuǎn)速n與電流Id的對應(yīng)關(guān)系表。 繪制雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性n =(Id) 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)表，在前面建立的同一“Id- n” 坐標系中描點，連線，得到雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。并注明。 分析比較 說明雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性相對于開環(huán)特性的優(yōu)點，至少應(yīng)包括正常負載下特性的硬度和過載時的保護能力。5. 雙閉環(huán)系統(tǒng)控制特性 列出實驗操作中得到的雙閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉(zhuǎn)速n與給定電壓Ug的對應(yīng)關(guān)系表。 繪制“Ug- n”坐標系 坐標系的橫軸為電壓Ud，單位為伏特（V），從零點開始等距離標注：1.0、2.0、3.0、4.0、5.0

52、 ；縱軸為轉(zhuǎn)速n，單位為轉(zhuǎn)/分（rpm），從零點開始等距離標注：300、600、900、1200、1500 。 繪制控制特性n = (Ug) 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)表，在“Ud- n” 坐標系中描點，連線，得到雙閉環(huán)系統(tǒng)的控制特性。6. 系統(tǒng)動態(tài)波形定性描繪“系統(tǒng)動態(tài)波形的觀察”實驗操作中觀察到的波形。繪制波形使用的坐標系橫軸為t，縱軸為n或Id ，不必標刻度。繪制時注意波形與橫軸的相對位置。最后要對這些動態(tài)波形描述的物理過程進行簡單說明。例如說明啟動時速度上升的特點、電流被限制情況以及電流有隨機波動等等。7. 簡述系統(tǒng)調(diào)試的收獲。實驗四 雙閉環(huán)三相異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)一實驗?zāi)康?. 熟悉雙閉環(huán)

53、三相異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)的組成及工作原理。2. 掌握串級調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟及方法。3. 了解串級調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)特性。二實驗內(nèi)容1. 在實驗臺上構(gòu)建雙閉環(huán)三相異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng) ，并調(diào)試系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)。2. 測定開環(huán)串級調(diào)速系統(tǒng)的機械特性。3. 測定雙閉環(huán)串級調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。4. 測定雙閉環(huán)串級調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)波形。三實驗系統(tǒng)組成及工作原理繞線式異步電動機串級調(diào)速，即在轉(zhuǎn)子回路中引入附加電動勢進行調(diào)速。通常使用的方法是將轉(zhuǎn)子三相電動勢經(jīng)二極管三相橋式不控整流得到一個直流電壓，再由晶閘管有源逆變電路代替電動勢，從而方便地實現(xiàn)調(diào)速，并將多余能量回饋至電網(wǎng)，這是一種比較經(jīng)濟的調(diào)速方法。 本系

54、統(tǒng)為晶閘管閉環(huán)串級調(diào)速系統(tǒng)。控制系統(tǒng)由速度調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR、觸發(fā)裝置GT、速度變換器FBS，電流變換器FBC等組成，其系統(tǒng)原理圖如圖41所示。四實驗設(shè)備和儀器1. MCL電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺、電源控制屏、MCL35三相變壓器組件2. MCL33掛箱、MEL03掛箱、MEL11電容掛箱3. 電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機、直流發(fā)電機M01、繞線式三相異步電動機M094. 二蹤慢掃描示波器² 其中繞線式三相異步電動機M09的參數(shù)為：PN100W，UN220V (Y接)，IN0.55A，nN1350 r/min，MN0.68 N.m五注意事項1. 本實驗利用串級調(diào)速電路直接起動電機，不再另外加啟動設(shè)備。所以開環(huán)控制時，應(yīng)使晶閘管逆變角處于min位置。然后隨起動過程加大角，使逆變器的逆變電壓緩慢降低，電機平穩(wěn)加速。2. 角的移相范圍為 90°150°，注意不可使90°，否則會造成短路事故。3. 注意繞線電機的轉(zhuǎn)子有4個引出端，其中黑色為公共端，不需接線。4. 接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速負反饋時，為了防止振蕩，可預(yù)先把ASR的RP3電位器逆時針旋轉(zhuǎn)到底，使調(diào)節(jié)器放大