拖動控制系統(tǒng)實驗求是

1、1.1 實驗目的1了解電力電子及電氣傳動教學實驗臺的結構及布線情況。2熟悉晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其基本結構。3掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)及反饋環(huán)節(jié)測定方法。1.2 實驗內(nèi)容1測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路總電阻R2測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路總電感L3測定直流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機組（或光電編碼器）的飛輪慣量GD24測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電磁時間常數(shù)Td5測定直流電動機電勢常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM6測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)機電時間常數(shù)TM7測定晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性Ud=f (Uct)8測定測速發(fā)電機特性UTG=f (n)1.3 實驗系統(tǒng)組成和工作原理晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)由三相調(diào)壓器，

2、晶閘管整流調(diào)速裝置，平波電抗器，電動機發(fā)電機組等組成。本實驗中，整流裝置的主電路為三相橋式電路，控制回路可直接由給定電壓Ug作為觸發(fā)器的移相控制電壓，改變Ug的大小即可改變控制角，從而獲得可調(diào)的直流電壓和轉(zhuǎn)速，以滿足實驗要求。1.4 實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏。2NMCL33組件3NMEL03組件4電機導軌及測速發(fā)電機（或光電編碼器）5直流電動機M036雙蹤示波器7萬用表1.5 注意事項1由于實驗時裝置處于開環(huán)狀態(tài)，電流和電壓可能有波動，可取平均讀數(shù)。2為防止電樞過大電流沖擊，每次增加Ug須緩慢，且每次起動電動機前給定電位器應調(diào)回零位，以防過流。3電機堵轉(zhuǎn)時，大電流測量的時間要短，以防

3、電機過熱。1.6 實驗方法電樞回路總電阻R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由于阻值較小，不宜用歐姆表或電橋測量，因是小電流檢測，接觸電阻影響很大，故常用直流伏安法。為測出晶閘管整流裝置的電源內(nèi)阻須測量整流裝置的理想空載電壓U0，而晶閘管整流電源是無法測量的，為此應用伏安比較法，其實驗線路如圖1-1所示。將變阻器RD（可采用兩只900電阻并聯(lián)）接入被測系統(tǒng)的主電路，并調(diào)節(jié)電阻負載至最大。測試時電動機不加勵磁，并使電機堵轉(zhuǎn)。 圖1-1 電樞回路總電阻的測定NMCL-31的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。

4、調(diào)節(jié)NMCL-33上的偏移電壓電位器，使a=90°。NMCL-32的三相交流電源開關撥向直流調(diào)速側(cè)，NMCL-31上的低壓控制扭子打至ON，合上主電源，即按下主控制屏綠色“閉合”開關按鈕，這時候主控制屏U、V、W端有電壓輸出，調(diào)節(jié)Ug使三相整流橋的輸出電壓Ud為110V，然后調(diào)整給定電壓Ug和可調(diào)負載電阻Rd的大小，使電樞電流為（8090）%Ied（推薦為1A），讀取電流表A和電壓表V的數(shù)值為I1,U1，則此時整流裝置的理想空載電壓為Udo=I1R+U1調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rd大小，使電流表A的讀數(shù)為40% Ied（推薦為）。在Ud不變的條件下讀取A，V表數(shù)值，則Udo=I2R+U2 求解兩

5、式，可得電樞回路總電阻R=(U2-U1)/(I1-I2)如把電機電樞兩端短接，重復上述實驗，可得RL+Rn=(U2-U1)/(I1-I2)則電機的電樞電阻為 Ra=R-（RL+Rn） 同樣，短接電抗器兩端，也可測得電抗器直流電阻RL 測試完后，將給定調(diào)回零，斷開主電源。電樞回路總電感L的測定電樞電路總電感包括電機的電樞電感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，故電樞回路的等效總電感為 L=La+LL電感的數(shù)值可用交流伏安法測定。電動機應加額定勵磁，并使電機堵轉(zhuǎn)，實驗線路如圖1-2所示。圖1-2 電樞回路電感測定合上主電路電源開關，用交流電壓表和電流表分別測出通

6、入交流電壓后電樞兩端和電抗器上的電壓值Ua和UL及電流I，從而可得到交流阻抗Za和ZL，計算出電感值La和LL。實驗時，交流電流的有效值應小于電機直流電流的額定值。Za=Ua/I ZL=UL/I直流電動機發(fā)電機測速發(fā)電機組的飛輪慣量GD2的測定。電力拖動系統(tǒng)的運動方程式為式中 M電動機的電磁轉(zhuǎn)矩，單位為N.m;ML¾負載轉(zhuǎn)矩，空載時即為空載轉(zhuǎn)矩MK，單位為N.m; n ¾ 電機轉(zhuǎn)速，單位為r/min;電機空載自由停車時，運動方程式為故 式中GD2的單位為N.m2.MK可由空載功率（單位為W）求出。dn/dt可由自由停車時所得曲線n= f (t)求得，其實驗線路如圖1-3所示

7、。圖1-3 轉(zhuǎn)動慣量GD2的測定電動機M加額定勵磁。NMCL-31的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源開關，調(diào)節(jié)Uct，將電機空載起動至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，測取電樞電壓Ud和電流IK，然后斷開Uct，用記憶示波器拍攝曲線，即可求取某一轉(zhuǎn)速時的MK和dn/dt。由于空載轉(zhuǎn)矩不是常數(shù)，可以轉(zhuǎn)速n為基準選擇若干個點（如1500r/min，1000r/min），測出相應的MK和dn/dt，以求取GD2的平均值。電機為1500r/min。Ud（v）IK（A）dn/dtPKMKGD2電機為1000r/min。Ud（v）IK（A）dn/dtPKMKGD2測試完成后，給定調(diào)回零，斷開主電路電源

8、。主電路電磁時間常數(shù)的測定采用電流波形法測定電樞回路電磁時間常數(shù)Td，電樞回路突加給定電壓時，電流id按指數(shù)規(guī)律上升當t =Td時，有實驗線路如圖1-3所示。NMCL-31A的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源開關，電機不加勵磁。調(diào)節(jié)Uct，監(jiān)視電流表的讀數(shù)，使電機電樞電流為(5090)%Ied。然后保持Uct不變，斷開主電路電源開關，再突然合上主電路開關，用數(shù)字示波器拍攝id=f(t)%穩(wěn)定值時的時間，即為電樞回路的電磁時間常數(shù)Td。測試完后給定調(diào)回零，斷開主電路電源開關，結束步驟。電動機電勢常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM的測定將電動機加額定勵磁，使之空載運行，改變電樞電壓U

9、d，測得相應的n，即可由下式算出CeCe=KeF=(Ud2-Ud1)/(n2-n1)Ce的單位為V/(r/min)轉(zhuǎn)矩常數(shù)(額定磁通時)CM的單位為N.m/A，可由Ce求出 CMe系統(tǒng)機電時間常數(shù)TM的測定系統(tǒng)的機電時間常數(shù)可由下式計算由于Tm>>Td，也可以近似地把系統(tǒng)看成是一階慣性環(huán)節(jié)，即%穩(wěn)態(tài)值時，所經(jīng)過的時間即為拖動系統(tǒng)的機電時間常數(shù)。 圖1-4 主電路時間常數(shù)的測定測試時電樞回路中附加電阻應全部切除。NMCL-31A的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源開關，電動機M加額定勵磁。調(diào)節(jié)Uct，將電機空載起動至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1000r/min。然后保持Uct不

10、變，斷開主電路開關，待電機完全停止后，突然合上主電路開關，給電樞加電壓，用數(shù)字示波器拍攝過渡過程曲線，即可由此確定機電時間常數(shù)。測速發(fā)電機特性UTG=f(n)的測定實驗線路如圖1-3所示，可不用示波器。電動機加額定勵磁，逐漸增加觸發(fā)電路的控制電壓Uct，分別讀取對應的發(fā)電機兩端電壓UTG和電機轉(zhuǎn)速n的數(shù)值若干組，即可描繪出特性曲線UTG=f(n)。n（r/min）UTG（V）讀取若干組Ug和Ud（整流橋電壓）的數(shù)值，求出晶閘管整流裝置的放大倍數(shù)曲線Ks，Ks=f(Uct)=Ud / UctUg（v）Ud（v）1.7 實驗報告1作出實驗所得各種曲線，計算有關參數(shù)。2由Ks=f(Uct)特性,分析

11、晶閘管裝置的非線性現(xiàn)象。實驗2 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試2.1 實驗目的1熟悉直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的工作原理及調(diào)速系統(tǒng)對其提出的要求。2掌握直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的調(diào)試步驟和方法。2.2 實驗內(nèi)容1調(diào)節(jié)器的調(diào)試2電平檢測器的調(diào)試3反號器的調(diào)試4邏輯控制器的調(diào)試2.3 實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏。2NMCL31組件3NMCL18組件4雙蹤示波器5萬用表2.4 實驗方法及步驟速度調(diào)節(jié)器ASR的調(diào)試按圖2-1接線，零速封鎖器DZS的扭子開關扳向解除位置。 圖2-1 ASR、ACR調(diào)試接線圖（1）調(diào)整輸出正、負限幅值 ASR的5、6端接可調(diào)電容7，使ASR成為PI調(diào)節(jié)器，RP3逆時

12、針旋到底，RP4調(diào)至120K。加入一定的正給定輸入電壓時（由NMCL31的給定提供，以下同），調(diào)整負限幅電位器RP2，使ASR的輸出端3點電壓為-5V；加入一定的正給定輸入電壓時，調(diào)整正限幅電位器RP1，使ASR的輸出端3點電壓為+5V。（2）測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡中的電容短接（5、6端短接），使ASR調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正、負電壓，測出相應的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。（3）觀察PI特性 拆除5、6端短接線，突加給定電壓，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋電容，觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變數(shù)值。電流調(diào)節(jié)器（AC

13、R）的調(diào)試 按圖2-1接線。（1）調(diào)整輸出正、負限幅值 9、10端接可調(diào)電容7，使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，RP3逆時針旋到底，RP4調(diào)整到10K。加入一定的正給定輸入電壓時，調(diào)整負限幅電位器RP2，使ACR的輸出端7點電壓為-5V；加入一定的正給定輸入電壓時，調(diào)整正限幅電位器RP1，使ACR的輸出端7點電壓為+5V。（2）測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡中的電容短接（9、10端短接），使調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負電壓，測出相應的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。（3）觀察PI特性 拆除9、10端短接線，突加給定電壓，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋

14、電容，觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變數(shù)值。轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT的調(diào)試要求DPT的環(huán)寬為0.40.6伏，記錄高電平值 ，調(diào)節(jié)RP使環(huán)寬對稱縱坐標。調(diào)試線路見圖2-2，具體方法：（a）調(diào)節(jié)正給定Ug，使DPT的1腳得到約0.3V電壓，逆時針調(diào)節(jié)電位器RP，使2端輸出從高電平跳變?yōu)榈碗娖健＃╞）調(diào)節(jié)負給定，從0V起調(diào)，當DPT的2端從低變?yōu)楦邥r，檢測DPZ的1端應為-0.3V左右，否則應順時針調(diào)整電位器，使2端電平變化時，1端電壓基本對稱。（c）畫出實測的DPT回環(huán)圖。零電流檢測器DPZ的調(diào)試要求DPZ的環(huán)寬也為0.40.6伏，但回環(huán)向縱坐標右側(cè)偏離0.10.2伏。具體方法：（a）調(diào)節(jié)

15、給定Ug，使DPZ的1端為0.7V左右，逆時針調(diào)整電位器RP，使2端輸出從高變?yōu)榈?。（b）減小給定，當2端電壓從低變?yōu)楦邥r，1端電壓在0.10.2V范圍內(nèi)，否則應繼續(xù)調(diào)整電位器RP。（c）畫出實測DPZ的回環(huán)圖。反號器（AR）的調(diào)試 測定輸入輸出比例，輸入端加+5V電壓，調(diào)節(jié)RP，使輸出端為-5V。邏輯控制器（DLC）的調(diào)試測試邏輯功能，列出真值表，真值表應符合下表：輸入UM110001UI100100輸出Uz(Ublf)000111UF(Ublr)111000調(diào)試時的階躍信號可從給定器得到。調(diào)試方法：按圖2-2接線（a）給定電壓順時針到底，Ug輸出約為12V。（b）此時上下?lián)軇覰MCL31中

16、G（給定）部分S2開關，Ublf、Ublr的輸出應為高、低電平變化，同時用示波器觀察DLC的5端，應出現(xiàn)脈沖，用萬用表測量，3與Ublf，4與Ublr等電位。（c）把+15V與DLC的2連線斷開，DLC的2接地，此時撥動開關S2，Ublr、Ublf輸出無變化。 圖2-2 DPT、DPZ、DLC調(diào)試接線圖2.5 實驗報告1畫各控制單元的調(diào)試連線圖。2簡述各控制單元的調(diào)試要點。實驗3 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研究3.1 實驗目的1研究晶閘管直流電動機調(diào)速系統(tǒng)在反饋控制下的工作。2研究直流調(diào)速系統(tǒng)中速度調(diào)節(jié)器ASR的工作及其對系統(tǒng)靜特性的影響。3學習反饋控制系統(tǒng)的調(diào)試技術。3.2 預習要求1

17、了解速度調(diào)節(jié)器在比例工作與比例積分工作時的輸入輸出特性。2弄清不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。3.3 實驗線路及系統(tǒng)原理為了提高直流調(diào)速系統(tǒng)的動靜態(tài)性能指標，通常采用閉環(huán)控制系統(tǒng)(包括單閉環(huán)系統(tǒng)和多閉環(huán)系統(tǒng))。對調(diào)速指標要求不高的場合，采用單閉環(huán)系統(tǒng)，而對調(diào)速指標較高的則采用多閉環(huán)系統(tǒng)。按反饋的方式不同可分為轉(zhuǎn)速反饋，電流反饋，電壓反饋等。在單閉環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)使用較多。 圖3-1 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)控制回路接線圖轉(zhuǎn)速單閉環(huán)（圖3-1）實驗是將反映轉(zhuǎn)速變化的電壓信號作為反饋信號，經(jīng)速度變換FBS后接到速度調(diào)節(jié)器ASR的輸入端，與給定Ug的電壓相比較經(jīng)放大后，得到移相控制電壓UCt，用作控制整流

18、橋的“觸發(fā)電路”，觸發(fā)脈沖經(jīng)功放后加到晶閘管的門極和陰極之間，以改變“三相全控整流”的輸出電壓，這就構成了速度負反饋閉環(huán)系統(tǒng)。電機的轉(zhuǎn)速隨給定電壓變化，電機最高轉(zhuǎn)速由速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅所決定，速度調(diào)節(jié)器采用P（比例）調(diào)節(jié)對階躍輸入有穩(wěn)態(tài)誤差，要想消除上述誤差，則需將調(diào)節(jié)器換成PI(比例積分)調(diào)節(jié)。這時當“給定”恒定時，閉環(huán)系統(tǒng)對速度變化起到了抑制作用，當電機負載或電源電壓波動時，電機的轉(zhuǎn)速能穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)變化。3.4 實驗設備及儀表1教學實驗臺主控制屏。2NMCL33組件3NMEL03組件4NMCL18組件5電機導軌及測速發(fā)電機（或光電編碼器）、直流發(fā)電機M016直流電動機M037雙蹤示

19、波器8萬用表3.5 注意事項1直流電動機工作前，必須先加上直流激磁。2接入ASR構成轉(zhuǎn)速負反饋時，為了防止振蕩，可預先把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端接入可調(diào)電容（預置7F）。3測取靜特性時，須注意主電路電流不許超過電機的額定值（1A）。4三相主電源連線時需注意，不可換錯相序。5系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機。6改變接線時，必須先把系統(tǒng)的給定調(diào)回零，再按下主控制屏總電源開關的“斷開”紅色按鈕。7雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時，必須使兩探頭的地線同電位（只用一根地線即可），以免造成短路事故。3.6 實驗方法及

20、步驟移相觸發(fā)電路的調(diào)試（不接主電路，低壓電源開關ON，NMCL-33的Ublf接地。）用示波器觀察NMCL33雙脈沖觀察孔1-6，應有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖。用示波器觀察“1”，“2”脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600。將控制一組橋觸發(fā)脈沖通斷的六個直鍵開關彈出，用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應有幅度為1V2V的脈沖。 移相控制電壓Uctmax的確定NMCL-31的給定輸出Ug與NMCL-33的Uct相連，將給定電位器RP1逆時針旋到底，使Ug=0。用雙蹤示波器觀察NMCL-33上的1孔脈沖與u相同步電壓，調(diào)節(jié)“脈沖移相控制”偏移電壓電位器RP，使得觸發(fā)角=90°

21、。按三相全控整流電路接線，采用阻感負載（電阻由2個900歐并聯(lián)，電感200mL），移相控制電壓Uct直接由NMCL-31的給定Ug輸入，NMCL-32的“三相交流電源”開關撥向“直流調(diào)速”。按下主電源閉合按鈕，順時針調(diào)節(jié)NMCL-31給定電位器RP1，使Ug由零逐漸增大，觀測整流橋的輸出電壓值Ud，當Ud達到最大值時，此時的Ug記為Ugmax。為使電路不處于滿負荷狀態(tài)，最大的移相控制電壓可確定為Uctmax=0.9Ugmax。給定調(diào)回零，斷開主電路電源，結束步驟。求取調(diào)速系統(tǒng)在無轉(zhuǎn)速負反饋時的開環(huán)工作機械特性。按圖3-2接好主電路，移相控制電壓Uct直接由給定Ug輸入，電動機加勵磁。發(fā)電機先空

22、載，合上主電源，逐漸增大Ug，使得轉(zhuǎn)速達到1500rpm。接入發(fā)電機負載Rg（兩個900歐并聯(lián)）并逐漸減小Rg，使得發(fā)電機電樞電流從空載狀態(tài)直至額定負載變化，記錄相應的轉(zhuǎn)速和電流值。Id（A）n（rpm） 圖3-2 單閉環(huán)主電路線路圖給定調(diào)回零，斷開主電路電源，結束步驟。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的調(diào)試按實驗2中的圖2-1連線。ASR的5、6端接可調(diào)電容7，使ASR成為PI調(diào)節(jié)器，RP3逆時針旋到底，RP4調(diào)至120K。加入一定的正給定輸入電壓時，調(diào)整ASR的負限幅電位器RP2，使ASR的輸出端3點電壓接近于零；加入一定的負給定輸入電壓時，調(diào)整正限幅電位器RP1，使ASR的輸出端3點電壓為Uctmax

23、。 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)的確定按圖3-2接好主電路，移相控制電壓Uct直接由給定Ug輸入，電動機加勵磁，轉(zhuǎn)速計的輸出端與NMCL-31速度變換器FBS的輸入端1、2相連。發(fā)電機空載，合上主電源，逐漸增大Ug，使得轉(zhuǎn)速達到1500rpm。調(diào)節(jié)FBS的電位器RP，使得FBS的輸出端3為6V，此時轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)4V/rpm。給定調(diào)回零，斷開主電路電源，結束步驟。 單閉環(huán)系統(tǒng)特性測試.1有靜差工作的系統(tǒng)靜特性按圖3-1和圖3-2接好控制回路和主電路，其中ASR的5、6點短接，ASR為P調(diào)節(jié)器。電動機加勵磁，合上主控制屏的綠色按鈕開關。發(fā)電機先空載，逐漸增大負給定電壓Ug，使得電機空載轉(zhuǎn)速達到n0=1500轉(zhuǎn)/分

24、。接入發(fā)電機負載Rg，減小Rg，使得電機電樞電流由空載狀態(tài)直至額定電流進行變化，記錄相應的轉(zhuǎn)速和電流值。id（A）n（r/min）給定調(diào)回零，斷開主電路電源，結束步驟。.2測取調(diào)速系統(tǒng)無靜差閉環(huán)工作的靜特性斷開ASR的5、6短接線，5、6端接可調(diào)電容，可預置7F，使ASR成為PI（比例積分）調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)負給定電壓Ug，使電機空載轉(zhuǎn)速達到n0=1500轉(zhuǎn)/分。接入發(fā)電機負載Rg，減小Rg，使得電機電樞電流由空載狀態(tài)直至額定電流進行變化，記錄相應的轉(zhuǎn)速和電流值。id（A）n（r/min）3.7 實驗報告繪制實驗所得靜特性圖，并進行分析、比較。思考題1系統(tǒng)在開環(huán)、有靜差閉環(huán)與無靜差閉環(huán)工作時，速度調(diào)

25、節(jié)器ASR各工作在什么狀態(tài)？實驗時應如何接線？2要得到相同的空載轉(zhuǎn)速n0，亦即要得到整流裝置相同的輸出電壓U，對于有反饋與無反饋調(diào)速系統(tǒng)哪個情況下給定電壓要大些？為什么？3在有轉(zhuǎn)速負反饋的調(diào)速系統(tǒng)中，為得到相同的空載轉(zhuǎn)速n0，轉(zhuǎn)速反饋的強度對Ug有什么影響？為什么？4如何確定轉(zhuǎn)速反饋的極性與把轉(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4 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)4.1 實驗目的1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熟悉電力電子及教學實驗臺主控制屏的結構及調(diào)試方法。3熟悉NMCL-18，NMCL-33的結構及調(diào)試方法4

26、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。4.2 實驗內(nèi)容1各控制單元調(diào)試。2測定電流反饋系數(shù)。3測定開環(huán)機械特性及閉環(huán)靜特性。4閉環(huán)控制特性的測定。5觀察，記錄系統(tǒng)動態(tài)波形。4.3 實驗系統(tǒng)組成及工作原理雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)由電流和轉(zhuǎn)速兩個調(diào)節(jié)器綜合調(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，這樣可抑制電網(wǎng)電壓波動對轉(zhuǎn)速的影響，實驗系統(tǒng)的控制回路如圖4-1所示，主回路可參考圖4-2所示。 圖4-1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)控制回路系統(tǒng)工作時，先給電動機加勵磁，改變給定電壓的大小即可方便地改變電機的轉(zhuǎn)速。ASR,ACR均有限幅環(huán)節(jié)

27、，ASR的輸出作為ACR的給定，利用ASR的輸出限幅可達到限制起動電流的目的, 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amin和bmin的目的。當加入給定Ug后，ASR即飽和輸出，使電動機以限定的最大起動電流加速起動，直到電機轉(zhuǎn)速達到給定轉(zhuǎn)速（即Ug=Ufn），并出現(xiàn)超調(diào)后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運行在略低于給定轉(zhuǎn)速的數(shù)值上。4.4 實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏。2NMCL33組件3NMEL03組件4NMCL18組件5電機導軌及測速發(fā)電機（或光電編碼器）、直流發(fā)電機M016直流電動機M037雙蹤示波器8萬用表4.5 注意事項1三相主電源連線時需注意，不可

28、換錯相序。2系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機3改變接線時，必須先使系統(tǒng)的給定為零，再按下主控制屏總電源開關的“斷開”紅色按鈕。4進行閉環(huán)調(diào)試時，若電機轉(zhuǎn)速達最高速且不可調(diào)，則轉(zhuǎn)速反饋的極性可能接錯。5雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時，必須使兩探頭的地線同電位（只用一根地線即可），以免造成短路事故。6雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則（1）先部件，后系統(tǒng)。即先將各單元的特性調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。（2）先開環(huán)，后閉環(huán)，即使系統(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)。（3）先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)。即先調(diào)試電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。4.6 實驗方法及步驟移相觸發(fā)

29、電路的調(diào)試（不接主電路，低壓電源開關ON，NMCL-33的Ublf接地。）用示波器觀察NMCL33雙脈沖觀察孔1-6，應有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖。用示波器觀察“1”，“2”脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600。將控制一組橋觸發(fā)脈沖通斷的六個直鍵開關彈出，用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應有幅度為1V2V的脈沖。 移相控制電壓Uctmax的確定NMCL-31的給定輸出Ug與NMCL-33的Uct相連，將給定電位器RP1逆時針旋到底，使Ug=0。用雙蹤示波器觀察NMCL-33上的1孔脈沖與u相同步電壓，調(diào)節(jié)“脈沖移相控制”偏移電壓電位器RP，使得觸發(fā)角=90°。按三相全控

30、整流電路接線，采用阻感負載（電阻由2個900歐并聯(lián)，電感200mL），移相控制電壓Uct直接由NMCL-31的給定Ug輸入，NMCL-32的“三相交流電源”開關撥向“直流調(diào)速”。按下主電源閉合按鈕，順時針調(diào)節(jié)NMCL-31給定電位器RP1，使Ug由零逐漸增大，觀測整流橋的輸出電壓值Ud，當Ud達到最大值時，此時的Ug記為Ugmax。為使電路不處于滿負荷狀態(tài)，最大的移相控制電壓可確定為Uctmax=0.9Ugmax。給定調(diào)回零，斷開主電路電源，結束步驟。求取系統(tǒng)的開環(huán)工作機械特性。按圖4-2接好主電路，移相控制電壓Uct直接由給定Ug輸入，電動機加勵磁。發(fā)電機先空載，合上主電源，逐漸增大Ug，使

31、得轉(zhuǎn)速達到1500rpm。接入發(fā)電機負載Rg（兩個900歐并聯(lián)）并逐漸減小Rg，使得發(fā)電機電樞電流從空載狀態(tài)直至額定負載變化，記錄相應的轉(zhuǎn)速和電流值。Id（A）n（rpm）注意，若給定電壓Ug為0時，電機緩慢轉(zhuǎn)動，則表明太小，需后移給定調(diào)回零，斷開主電路電源，結束步驟。 圖4-2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路速度調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR的調(diào)試ASR的調(diào)試按實驗2中的圖2-1連線。ASR的5、6端接可調(diào)電容7，使ASR成為PI調(diào)節(jié)器，RP3逆時針旋到底，RP4調(diào)至120K。加入一定的正給定輸入電壓時，調(diào)整ASR的負限幅電位器RP2，使ASR的輸出端3點電壓為-6V；加入一定的負給定輸入電壓時，

32、調(diào)整正限幅電位器RP1，使ASR的輸出端3點電壓接為最小。ACR的調(diào)試按實驗2中的圖2-1連線ACR的9、10端接可調(diào)電容7，使ACR成為PI調(diào)節(jié)器，RP3逆時針旋到底，RP4調(diào)至10K。加入一定的正給定輸入電壓時，調(diào)整ACR的負限幅電位器RP2，使ACR的輸出端7點電壓為為最??；加入一定的負給定輸入電壓時，調(diào)整正限幅電位器RP1，使ACR的輸出端7點電壓為Uctmax。 電流反饋系數(shù)的確定（FBC+FA調(diào)試） 三相全控整流電路采用阻感負載，NMCL-33的移相控制電壓Uct直接由NMCL-31的給定Ug輸入。按下主電路閉合按鈕，由零逐漸增大正給定電壓Ug，當整流橋電壓Ud=260左右時，調(diào)節(jié)

33、限流電阻，使得NMCL-33上的電流反饋及過流保護FBC+FA的If端的反饋電壓為5V。此時，電流反饋系數(shù)=5V/1A=5V/A。給定調(diào)回零，斷開主電路電源，電阻調(diào)回最大位置，結束步驟。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)的確定（FBS調(diào)試）按圖4-2接好主電路，移相控制電壓Uct直接由給定Ug輸入，電動機加勵磁，轉(zhuǎn)速計的輸出端與NMCL-31的速度變換器FBS的輸入端1、2相連。發(fā)電機空載，合上主電源，逐漸增大Ug，使得轉(zhuǎn)速達到1500rpm。調(diào)節(jié)FBS的電位器RP，使得FBS的輸出端3為6V，此時轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=6V/1500rpm=0.004V/rpm。給定調(diào)回零，斷開主電路電源，結束步驟。 系統(tǒng)調(diào)試開環(huán)測試和單

34、元部件調(diào)試完畢之后就可以進行系統(tǒng)調(diào)試。應當先進行單閉環(huán)（轉(zhuǎn)速閉環(huán)和電流閉環(huán)）的調(diào)試，當兩個閉環(huán)系統(tǒng)運行正常之后再組成雙閉環(huán)進行測試。.1 單閉環(huán)調(diào)試轉(zhuǎn)速單閉環(huán) 在圖4-1中的控制回路中，ASR接入電容構成PI調(diào)節(jié)器，脈沖控制移相電壓Uct由ASR的輸出端3直接連入，注意轉(zhuǎn)速反饋的極性是否正確，主電路的限流電阻Rd應當切除，閉合主電源，由零逐漸增大負給定Ug，觀察系統(tǒng)能否正常運行。電流單閉環(huán)ACR接入電容構成PI調(diào)節(jié)器，其輸入端3與給定Ug相連；脈沖控制移相電壓Uct由ACR的輸出端7直接連入，閉合主電源，由零逐漸增大負給定Ug，觀察系統(tǒng)能否正常運行。.2 雙閉環(huán)測試按照圖4-1和圖4-2形成雙

35、閉環(huán)不可逆系統(tǒng)，主電路限流電阻Rd不接。 機械特性n=f(Id)測定電動機加勵磁，合上主控制屏的綠色按鈕開關。發(fā)電機先空載，逐漸增大給定電壓Ug，使得電機空載轉(zhuǎn)速達到n0=1500轉(zhuǎn)/分。接入發(fā)電機負載Rg，減小Rg，使得電機電樞電流Id由空載狀態(tài)直至額定電流進行變化，記錄相應的轉(zhuǎn)速和電流值。n(r/min)Id(A)閉環(huán)控制特性n=f(Ug)的測定調(diào)節(jié)Ug，記錄Ug和n，即可測出閉環(huán)控制特性n=f(Ug)。n(r/min)Ug(V)系統(tǒng)動態(tài)波形的觀察用二蹤慢掃描示波器觀察動態(tài)波形，用數(shù)字示波器記錄動態(tài)波形。在不同的調(diào)節(jié)器參數(shù)下，觀察，記錄下列動態(tài)波形：突加給定起動時，電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速

36、波形。突加額定負載時，電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。突降負載時，電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。注：電動機電樞電流波形的觀察可通過ACR的第“1”端 轉(zhuǎn)速波形的觀察可通過ASR的第“1”端4.7 實驗報告1根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出閉環(huán)控制特性曲線。2根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出閉環(huán)機械特性，并計算靜差率。3根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出系統(tǒng)開環(huán)機械特性，計算靜差率，并與閉環(huán)機械特性進行比較。4分析由數(shù)字示波器記錄下來的動態(tài)波形。實驗5 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)5.1 實驗目的1. 了解并熟悉邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理和組成。2. 掌握各控制單元的原理，作用及調(diào)試方法。3. 掌握邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法

37、。4. 了解邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的靜特性和動態(tài)特性。5.2 實驗內(nèi)容1控制單元調(diào)試。2系統(tǒng)調(diào)試。3正反轉(zhuǎn)機械特性n=f (Id)的測定。4正反轉(zhuǎn)閉環(huán)控制特性n=f (Ug)的測定。5系統(tǒng)的動態(tài)特性的觀察。5.3 實驗系統(tǒng)的組成及工作原理邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的主回路（圖5-1）由二組反向并聯(lián)的三相全控整流橋組成，由于沒有環(huán)流，兩組可控整流橋之間可省去限制環(huán)流的均衡電抗器，電樞回路僅串接一個平波電抗器。 圖5-1 邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)主電路控制系統(tǒng)主要由速度調(diào)節(jié)器ASR，電流調(diào)節(jié)器ACR，反號器AR，轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT，零電流檢測器DPZ，無環(huán)流邏輯控制器DLC，觸發(fā)器，電流變換器FBC，速度變換器F

38、BS等組成。其控制系統(tǒng)原理如圖5-2所示。正向起動時，給定電壓Ug為正電壓，無環(huán)流邏輯控制器的輸出端Ublf為”0”態(tài)，Ublr為”1”態(tài)，即正橋觸發(fā)脈沖開通，反橋觸發(fā)脈沖封鎖，主回路正組可控整流橋工作，電機正向運轉(zhuǎn)。減小給定時，Ug<Ufn,使Ugi 反向，整流裝置進入本橋逆變狀態(tài)，而Ublf,Ublr不變，當主回路電流減小并過零后，Ublf，Ublr輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換，Ublf為“1”態(tài)，Ublr為“0”態(tài)，即進入它橋制動狀態(tài)，使電機降速至設定的轉(zhuǎn)速后再切換成正向運行；當Ug=0時，則電機停轉(zhuǎn)。反向運行時，Ublf為”1”態(tài)，Ublr為”0”態(tài)，主電路反組可控整流橋工作。無環(huán)流邏輯控制器的

39、輸出取決于電機的運行狀態(tài)，正向運轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)制動本橋逆變及反轉(zhuǎn)制動它橋逆變狀態(tài)，Ublf為”0”態(tài)，Ublr為”1”態(tài)，保證了正橋工作，反橋封鎖；反向運轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)制動本橋逆變，正轉(zhuǎn)制動它橋逆變階段，則Ublf為”1”態(tài)，Ublr為”0”態(tài)，正橋被封鎖，反橋觸發(fā)工作。由于邏輯控制器的作用，在邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)中保證了任何情況下兩整流橋不會同時觸發(fā)，一組觸發(fā)工作時，另一組被封鎖，因此系統(tǒng)工作過程中既無直流環(huán)流也無脈沖環(huán)流。5.4 實驗設備及儀器1教學實驗臺主控制屏。2NMCL33組件3NMEL03組件4NMCL18組件5電機導軌及測速發(fā)電機（或光電編碼器）、直流發(fā)電機M016直流電動機M037雙蹤示波器

40、8萬用表5.5 實驗預習1熟悉系統(tǒng)的接線圖，分析邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理。2復習邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)過程中，整流電壓Ud，電樞電流id，轉(zhuǎn)速n的動態(tài)波形圖。5.6 注意事項1實驗時，應保證邏輯控制器工作；邏輯正確后才能使系統(tǒng)正反向切換運行。2為了防止意外，可在電樞回路串聯(lián)一定的電阻，如工作正常，則可隨Ug的增大逐漸切除電阻。 3邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則先單元、后系統(tǒng)，即先將單元的參數(shù)調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。先開環(huán)、后閉環(huán)，即先使系統(tǒng)運行在開環(huán)狀態(tài)，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負反饋后才可組成閉環(huán)系統(tǒng)。先雙閉環(huán)、后邏輯無環(huán)流，即先使正反橋的雙閉環(huán)正常工作，然后再組成邏輯無環(huán)流。先調(diào)整穩(wěn)態(tài)精度，后調(diào)動態(tài)指標。5.7 實驗方法及步驟移相觸發(fā)電路的調(diào)試（不接主電路，低壓電源開關ON。）先觀察正橋脈沖，NMCL-33面板的Ublf接地。用示波器觀察雙脈沖觀察孔1-6，應有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖。用示波器觀察“1”，“2”脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600。將控制正橋觸發(fā)脈沖通斷的六個直鍵開關彈出，用示波器觀察正橋每只晶閘管的控制極，陰極，應有幅度為1V2V的脈沖。觀察反橋脈沖。拆除Ublf的接地線，Ublr接地，重復步。5.7.2 移相控制電壓Uctmax的確定NMCL-31的給定輸出Ug與NMCL-33的Uct相連，將給定電位