自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書內(nèi)容

1、 目 錄第一章MCL系統(tǒng)掛箱介紹和使用說明11.1零速封鎖器（DZS）11.2 FBS（速度變換器）21.3 ASR（速度調(diào)節(jié)器）31.4 ACR（電流調(diào)節(jié)器）41.5 MCL34掛箱51.6 MCL10掛箱7第二章自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)92.1晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定92.2 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試162.3 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研究202.4雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)232.4雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)242.5邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)282.5邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)292.6雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)34第一章MCL系統(tǒng)掛箱介紹和使用說明1.1零

2、速封鎖器（DZS）零速封鎖器的作用是當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)處于靜車狀態(tài)，即速度給定電壓為零，同時(shí)轉(zhuǎn)速也確為零時(shí)，封鎖調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的所有調(diào)節(jié)器，以避免靜車時(shí)各放大器零漂引起可控硅整流電路有輸出使電機(jī)爬行的不正常現(xiàn)象。原理電路如圖1.1所示。它的總輸入輸出關(guān)系是：（1）當(dāng)1端和2端的輸入電壓的絕對(duì)值都小于0.07V左右時(shí)，則3端的輸出電壓應(yīng)為0V；（2）當(dāng)1端和2端的輸入電壓絕對(duì)值或者其中之一或者二者都大于0.2V時(shí)，其3端的輸出電壓應(yīng)為15V；（3）當(dāng)3端的輸出電壓已為15V，后因1端和2端的電壓絕對(duì)值都小于0.07V，使3端電壓由15V變?yōu)?V時(shí)，需要有100毫秒的延時(shí)。3端為OV時(shí)輸入到各調(diào)節(jié)器反饋網(wǎng)絡(luò)中

3、的場效應(yīng)管，使其導(dǎo)通，調(diào)節(jié)器反饋網(wǎng)絡(luò)短路而被封鎖，3端為15V時(shí)輸入到上述場效應(yīng)管使其夾斷，而解除封鎖。具體原理如下：它是由兩個(gè)山形電平檢測器和開關(guān)延時(shí)電路組成。（1）DZS前半部分別由線性集成電路A1：A和A1：B組成二個(gè)山形電平檢測器，山形電平檢測器的輸入輸出特性如圖1.2所示，輸入電壓是指1或2端送入的電壓（S3放在封鎖位），輸出電壓是指在4或5上得到的電壓。調(diào)整參數(shù)到輸出電壓突跳的幾個(gè)輸入電壓為：Ua=0.2V Ub=0.07V Uc=+0.07V Ud=+0.2V輸出正向電壓無限幅，約為+12V，輸出負(fù)向電壓用二極管VD9和VD10箝位到0.7V。（2）DZS的后關(guān)部為開關(guān)延時(shí)電路（

4、a）當(dāng)1和2端電壓絕對(duì)值均小于0.07V，則4和5得到的電壓都為+15V，高電平為“1”態(tài)，輸入單與門4011，其輸出10腳也為“1”態(tài)，二極管VD11截止，這樣單與非門的輸入為“1”態(tài)，輸出3腳為“0”態(tài)，VD12導(dǎo)通，使穩(wěn)壓管VST不能擊穿，所以三極管VT1截止，從而3端輸出為0V。（b）當(dāng)1和2端電壓絕對(duì)值或其中之一或二者都大于0.2V時(shí)，則在4和5上或者4為0.7V，或者5為0.7V，或者4、5均為0.7V，低電平為“0”態(tài)，三種情況輸入D：C，其輸出都為“0”態(tài)，VD11導(dǎo)通，接0V，D:A輸入為“0”態(tài)，其輸出為“1”態(tài)，使VD12截止，穩(wěn)壓管VST在30V的電壓作用下而擊穿，VT

5、1飽和導(dǎo)通，可使3端輸出為15V。（c）當(dāng)已在（b）的情況，3端子輸出為15V，此時(shí)D:C的輸出為0V，D:A上輸入電壓接近0V。若要回到（a）的情部，則D：C的輸出先由“0”態(tài)變成“1”態(tài)，VD11截止，D:A上輸入上電壓應(yīng)為+15V，但電容C5二端電壓不能突變，+15V電源通過R27對(duì)C5充電，C5電壓逐步上升，上升到一定數(shù)值后D：A的輸出由“1”態(tài)變?yōu)椤?”態(tài)，從而使3端輸出為0V，所以3端由15V變?yōu)?V有一延時(shí)時(shí)間，其延時(shí)長短取決于R27C5的充電回路時(shí)間常數(shù)。（d）鈕子開關(guān)S3有二個(gè)位置，放在“封鎖位”，用在調(diào)速系統(tǒng)正常工作的情況，即為上述分析情況，放在“解除位”，A1：A組成的山

6、形電平檢測器輸入總是+15V，3端子電位總是15V，使各調(diào)節(jié)器解除封鎖，以便單獨(dú)調(diào)試調(diào)節(jié)器用。1.2 FBS（速度變換器）速度變換器（FBS）用于轉(zhuǎn)速反饋的調(diào)速系統(tǒng)中，將直流測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓變換成適用于控制單元并與轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓，作為速度反饋。其原理圖如圖1.3所示。使用時(shí)，將測速發(fā)電機(jī)的輸出端接至速度變換器的輸入端1和2。分兩路輸出。（1）一路經(jīng)電位器RP2至轉(zhuǎn)速表，轉(zhuǎn)速表(0-±2000n/s)已裝在電機(jī)導(dǎo)軌上。（2）另一路經(jīng)電阻及電位器RP，由電位器RP中心抽頭輸出，作為轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)，反饋強(qiáng)度由電位器RP的中心抽頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，由電位器RP輸出的信號(hào)，同時(shí)作為零速封鎖反映

7、轉(zhuǎn)速的電平信號(hào)。元件RP裝在面板上。 1.3 ASR（速度調(diào)節(jié)器）速度調(diào)節(jié)器ASR的功能是對(duì)給定和反饋兩個(gè)輸入量進(jìn)行加法，減法，比例，積分和微分等運(yùn)算，使其輸出按某一規(guī)律變化。它由運(yùn)算放大器，輸入與反饋網(wǎng)絡(luò)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成。其原理圖如圖1.4所示。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR也可當(dāng)作電壓調(diào)節(jié)器AVR來使用。速度調(diào)節(jié)器采用電路運(yùn)算放大器，它具有兩個(gè)輸入端，同相輸入端和倒相輸入端，其輸出電壓與兩個(gè)輸入端電壓之差成正比。電路運(yùn)算放大器具有開環(huán)放大倍數(shù)大，零點(diǎn)漂移小，線性度好，輸入電流極小，輸出阻抗小等優(yōu)點(diǎn)，可以構(gòu)成理想的調(diào)節(jié)器。圖1.4中，由二極管VD4，VD5和電位器RP2，RP3組成正負(fù)限幅可調(diào)的限幅

8、電路。由C2，R9組成反饋微分校正網(wǎng)絡(luò)，有助于抑制振蕩，減少超調(diào)，R15，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(dāng)4端為0V時(shí)VD5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(shí)，VD5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接線柱，電容C2兩端也裝有接線柱，可根據(jù)需要外接電容。1.4 ACR（電流調(diào)節(jié)器）電流調(diào)節(jié)器適用于可控制傳動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)其輸入信號(hào)（給定量和反饋量）時(shí)進(jìn)行加法、減法、比例、積分、微分，延時(shí)等運(yùn)算或者同時(shí)兼做上述幾種運(yùn)算。以使其輸出量按某種予定規(guī)律變化。其原理圖如圖1.5所示。它

9、是由下述幾部分組成：運(yùn)算放大器，兩極管限幅，互補(bǔ)輸出的電流放大級(jí)、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)、反饋?zhàn)杩咕W(wǎng)絡(luò)等。電流調(diào)節(jié)器與速度調(diào)節(jié)器相比，增加了4個(gè)輸入端，其中2端接過流推b信號(hào)，來自電流變換器的過流信號(hào)Ub，當(dāng)該點(diǎn)電位高于某值時(shí)，VST1擊穿，正信號(hào)輸入，ACR輸出負(fù)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(dāng)這二端為高電平時(shí)，三極管V1、V2導(dǎo)通將Ugt和Ugi信號(hào)對(duì)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(bǔ)輸出的電流放大級(jí)，當(dāng)V3、V4基極電位為正時(shí)，V4管（PNP型晶體管）截止，V3管和負(fù)截構(gòu)成射極跟隨器。如V3，V4基極電位為負(fù)時(shí)，V3管（NPN型晶體管）截止，V

10、4管和負(fù)截構(gòu)成射極跟隨器。接在運(yùn)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?zhàn)杩咕W(wǎng)絡(luò)參數(shù)，就能得到各種運(yùn)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。1.5 MCL34掛箱MCL34為邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速專用掛箱。由AR(反號(hào)器)、DPT（轉(zhuǎn)矩器性鑒別器）、DPZ（零電流檢測器）、DLC(邏輯控制器）構(gòu)成。1AR（反號(hào)器）反號(hào)器AR由運(yùn)算放大器及有關(guān)電阻組成，如圖1.6所示。用于調(diào)速系統(tǒng)中信號(hào)需要倒相的場合。反號(hào)器的輸入信號(hào)由運(yùn)算放大器的反相端接入，故輸出電壓為 USC=-（RP+R3）/R1調(diào)節(jié)RP的可動(dòng)觸點(diǎn)，可改變RP的數(shù)值，使RP

11、+R3=R1，則USC=-USR，輸入與輸出成倒相關(guān)系。元件RP裝在面板上。 2DPT（轉(zhuǎn)矩極性鑒別器）轉(zhuǎn)矩極性鑒別器為一電平檢測器，用于檢測控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩極性的變化；它是一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電平轉(zhuǎn)換成邏輯運(yùn)算所需的0”、”1”狀態(tài)信號(hào)。其原理圖如圖1.7所示。轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入輸出特性如圖1.8所示，具有繼電特性。調(diào)節(jié)同相輸入端電位器可以改變繼電特性相對(duì)于零點(diǎn)的位置。特性的回環(huán)寬度為Uk=Usr2-Usr1=K1(Uscm2-Uscm1)式中K1為正反饋系數(shù)，K1越大，則正反饋越強(qiáng)，回環(huán)寬度就越大，Usr2和Usr1分別為輸出由正翻轉(zhuǎn)到負(fù)及由負(fù)翻轉(zhuǎn)到正所需的最小輸入電壓

12、；Uscm2和Uscm1分別為正向和負(fù)向飽和輸出電壓。邏輯控制系統(tǒng)中的電平檢測環(huán)寬一般取0.20.6V，環(huán)寬大時(shí)能提高系統(tǒng)抗干擾能力，但環(huán)太寬時(shí)會(huì)使系統(tǒng)運(yùn)作遲鈍。3DPZ（零電流檢測器）零電流檢測器也是一個(gè)電平檢測器，其工作原理與轉(zhuǎn)矩極性鑒別器相同，在控制系統(tǒng)中進(jìn)行零電流檢測，其原理圖和輸入輸出特性分別如圖1.9和圖1.10所示。4DLC（邏輯控制器）邏輯控制器適用于直流電動(dòng)機(jī)可控硅無環(huán)流反并聯(lián)供電的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，它對(duì)轉(zhuǎn)矩極性指令和主回路零電流信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，切換加于正組橋或反組橋可控硅整流裝置上的觸發(fā)脈沖。邏輯電路除了功率輸出級(jí)外，全部采用CMOS集成化與非門電路組成。對(duì)于與非門電路來說

13、，只有當(dāng)輸入端全部為“1”信號(hào)（高電平）時(shí)，其輸出才為零（低電平）；只要輸入端中任一個(gè)“0”信號(hào)，其輸出便為“1”信號(hào)。其原理圖如圖1.11所示。DLC主要由邏輯判斷電路，延時(shí)電路，邏輯保護(hù)電路，推b環(huán)節(jié)等組成。A邏輯判斷環(huán)節(jié) 邏輯判斷環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性電平檢測器和零電流電平檢測器的輸出UM和UI狀態(tài)，正確地判斷晶閘管的觸發(fā)脈沖是否需要進(jìn)行切換（由UM是否變換狀態(tài)決定）及切換條件是否具備（由UI是否由“0”態(tài)變“1”態(tài)決定）。即當(dāng)UM變換后，零電流檢測器檢測到主電路電流過零（UI =“1”）時(shí)，邏輯判斷電路立即翻轉(zhuǎn)，同時(shí)應(yīng)保證在任何時(shí)刻邏輯判斷電路的輸出UZ和UF狀態(tài)必須相反。B延時(shí)環(huán)節(jié)

14、 要使正，反兩組整流裝置安全，可靠地切換工作，必須在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中邏輯判斷電路發(fā)出切換指令UZ或UF后。經(jīng)關(guān)斷等待時(shí)間t1(3ms)和觸發(fā)等待時(shí)間t2(10ms)之后才能執(zhí)行切換指令，故設(shè)置相應(yīng)的延時(shí)電路，電路中VD1、C1, VD2、C2起t1的延時(shí)作用，VD3、C3,、VD4、C4起t2的延時(shí)作用。C邏輯保護(hù)環(huán)節(jié) 邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)也稱多一保護(hù)環(huán)節(jié)。當(dāng)邏輯電路發(fā)生故障時(shí)，UZ、UF的輸出同時(shí)為”1”狀態(tài)，邏輯控制器兩個(gè)輸出端Ublr和Ublf全為”0”狀態(tài)，造成兩組整流裝置同時(shí)開放，引起短路環(huán)流事故。加入邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)后，當(dāng)UZ、UF全為”1”狀態(tài)時(shí)，使邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)輸出”A”點(diǎn)電位變?yōu)椤?”，使

15、Ublf和Ublr都為高電平，兩組觸發(fā)脈沖同時(shí)封鎖，避免產(chǎn)生短路環(huán)流事故。D推b環(huán)節(jié) 在正，反橋切換時(shí)，邏輯控制器中D2:10輸出”1” 狀態(tài)信號(hào)，將此信號(hào)送入ACR的輸入端作為脈沖后移推b指令，從而可避免切換時(shí)電流的沖擊。E功率放大輸出環(huán)節(jié)。由于與非門輸出功率有限，為了能可靠推動(dòng)脈沖門或, 故加了由V1和V2_組成的功率放大級(jí),由邏輯信號(hào)ULK1或ULK2進(jìn)行控制,或?yàn)椤巴ā?，或“斷”來控制觸發(fā)脈沖門或觸發(fā)脈沖門。1.6 MCL10掛箱MCL10為直流脈寬調(diào)速專用掛箱，原理框圖如圖1.12。在結(jié)構(gòu)上分為兩部分：主回路和控制回路。1主回路：二極管整流橋把輸入的交流電變?yōu)橹绷麟姡Ｇ闆r下，交流

16、輸入為220V，經(jīng)過整流后變?yōu)?00V直流電。電阻R1為起動(dòng)限流電阻，濾波電容C為470F/450V；四只功率MOS管構(gòu)成H橋，根據(jù)脈沖占空比的不同，在直流電機(jī)上可得到或的直流電壓。H橋的具體工作原理可參考有關(guān)資料。在VT2和VT4的源極回路中，串接兩取樣電阻，其上的電壓分別反映流過VT2、VT4的電流，經(jīng)過差放放大，在“21”端輸出一反映電流大小的電壓，作為雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的電流反饋信號(hào)。電阻R2在本實(shí)驗(yàn)箱中有兩個(gè)作用。第一，可用來觀察波形，R2的阻值為1，其上的電壓波形反映了主回路的電流波形。第二，作為過流保護(hù)用，當(dāng)R2的電壓超過整定值后，過流保護(hù)電路動(dòng)作，關(guān)閉脈沖，從而保護(hù)功率MOS管。2

17、控制回路控制回路采用SG3525構(gòu)成。SG3525的13腳輸出占空比可調(diào)（改變9腳電壓）的脈沖波形（占空比調(diào)節(jié)范圍不小于0.10.9），同時(shí)頻率可通過充放電時(shí)間的不同而改變（通過鈕子開關(guān)S1調(diào)節(jié)），經(jīng)過RC移相后，輸出兩組互為倒相，死區(qū)時(shí)間為5S左右的脈沖（觀察“33”端和“34”端），經(jīng)過光耦隔離后，分別驅(qū)動(dòng)四只MOS管，其中VT1、VT4驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，VT2、VT3驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同。為了保證系統(tǒng)的可靠性，在控制回路設(shè)置了保護(hù)線路，一旦出現(xiàn)過流，保護(hù)電路輸出二路信號(hào)，分別封鎖SG3525的脈沖輸出和與門的信號(hào)輸出。面板的左端為正、負(fù)給定。當(dāng)鈕子開關(guān)S5打向“±給定”，S4打向“正給定”

18、時(shí)，“24”端輸出15V，同時(shí)調(diào)節(jié)電位器RP3，“23”可得到012V的正電壓輸出；當(dāng)S4打向“負(fù)給定”時(shí)，調(diào)節(jié)RP4，“23”可得到012V的負(fù)電壓輸出。當(dāng)鈕子開關(guān)S5打向“0”時(shí)，“23”端輸出0V，同時(shí)“24”端輸出為0V，封鎖控制電路的工作。第二章自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)2.1晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。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。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電阻R2測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電感L3測定直流電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī)組（或光電編

19、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(shí)間常數(shù)Td5測定直流電動(dòng)機(jī)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(jī)電時(shí)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(jī)特性UTG=f (n)三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成和工作原理晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)由晶閘管整流調(diào)速裝置，平波電抗器，電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組等組成。本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)要求。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MCL32電源控制屏2MCL31低壓控制電路及儀表3MCL33觸發(fā)電路及晶

20、閘管主電路4電機(jī)導(dǎo)軌及測速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器）5MEL03三相可調(diào)電阻器6雙蹤示波器7萬用表8直流電動(dòng)機(jī)M03、直流發(fā)電機(jī)MO1 五注意事項(xiàng)1由于實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置處于開環(huán)狀態(tài)，電流和電壓可能有波動(dòng)，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(dòng)電動(dòng)機(jī)前給定電位器應(yīng)調(diào)回零位，以防過流。3電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，大電流測量的時(shí)間要短，以防電機(jī)過熱。六實(shí)驗(yàn)方法1電樞回路電阻R的測定電樞回路的總電阻R包括電機(jī)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，可采用伏安比較法來測定電阻，其實(shí)驗(yàn)線路如圖2.1所示。將變阻器RP（可采

21、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(fù)載至最大。測試時(shí)電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁，并使電機(jī)堵轉(zhuǎn)。MCL-31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。調(diào)節(jié)偏移電壓電位器RP2，使a=150°。合上主電路電源開關(guān)。調(diào)節(jié)Ug使整流裝置輸出電壓Ud=（3070）%Unom（可為110V），然后調(diào)整RP使電樞電流為（8090）%Inom，讀取電流表A和電壓表V的數(shù)值為I1,U1，則此時(shí)整流裝置的理想空載電壓為 Udo=I1R+U1 調(diào)節(jié)RP，使電流表A的讀數(shù)為40%Inom。在Ud不變的條件下讀取A，V表數(shù)值，則 Udo=I2R+U2 求解兩式，可得電樞回路總電阻 R=(U2-U1

22、)/(I1-I2) 如把電機(jī)電樞兩端短接，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，可得RL+Rn=(U2-U1)/(I1-I2)則電機(jī)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。2電樞回路電感L的測定電樞電路總電感包括電機(jī)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(dòng)機(jī)應(yīng)加額定勵(lì)磁，并使電機(jī)堵轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)線路如圖2.2所示。合上主電路電源開關(guān)。用電壓表和電流表分別測出通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（可取0.5A），從而可得到交流阻抗Za和ZL

23、，計(jì)算出電感值La和LL。實(shí)驗(yàn)時(shí)，交流電壓的有效值應(yīng)小于電機(jī)直流電壓的額定值。 Za=Ua/I ZL=UL/I3直流電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī)組的飛輪慣量GD2的測定。電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為 式中 M電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，單位為N.m ML ¾負(fù)載轉(zhuǎn)矩，空載時(shí)即為空載轉(zhuǎn)矩MK，單位為N.m n ¾ 電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為r/min電機(jī)空載自由停車時(shí)，運(yùn)動(dòng)方程式為 故 式中GD2的單位為Nm2MK可由空載功率（單位為W）求出。 dn/dt可由自由停車時(shí)所得曲線n= f (t)求得，其實(shí)驗(yàn)線路如圖2.3所示。電動(dòng)機(jī)M加額定勵(lì)磁。MCL-31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。合

24、上主電路電源開關(guān)。調(diào)節(jié)Uct，將電機(jī)空載起動(dòng)至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，測取電樞電壓Ud和電流IK，然后斷開Uct，用示波器拍攝曲線，即可求取某一轉(zhuǎn)速時(shí)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(zhǔn)選擇若干個(gè)點(diǎn)（如1500r/min，1000r/min），測出相應(yīng)的MK和dn/dt，以求取GD2的平均值。電機(jī)為1500r/min。Ud（v）IK（A）dn/dtPKMKGD2電機(jī)為1000r/min。Ud（v）IK（A）dn/dtPKMKGD24主電路電磁時(shí)間常數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)線路如圖2.4所示。采用電流波形法測定電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)Td，電樞回路突加給定電壓時(shí)，電流id按指數(shù)規(guī)律上升 其電流變化曲線

25、如圖2.5所示。當(dāng)t =Td時(shí)，有 MCL-31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源開關(guān)。電機(jī)不加勵(lì)磁。調(diào)節(jié)Uct，監(jiān)視電流表的讀數(shù)，使電機(jī)電樞電流為(5090)%Inom。然后保持Uct不變，突然合上主電路開關(guān)，用示波器拍攝id=f(t)的波形，由波形圖上測量出當(dāng)電流上升至63.2%穩(wěn)定值時(shí)的時(shí)間，即為電樞回路的電磁時(shí)間常數(shù)Td。5電動(dòng)機(jī)電勢常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM的測定將電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，使之空載運(yùn)行，改變電樞電壓Ud，測得相應(yīng)的n，即可由下式算出Ce Ce=KeF=(Ud2-Ud1)/(n2-n1)Ce的單位為V/(r/min)轉(zhuǎn)矩常數(shù)(額定磁通時(shí))CM的單位為N.

26、m/A，可由Ce求出 CM=9.55Ce6系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)TM的測定系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)可由下式計(jì)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 當(dāng)電樞突加給定電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速n將按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)n到達(dá)63.2%穩(wěn)態(tài)值時(shí)，所經(jīng)過的時(shí)間即為拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)。測試時(shí)電樞回路中附加電阻應(yīng)全部切除。MCL31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源開關(guān)。電動(dòng)機(jī)M加額定勵(lì)磁。調(diào)節(jié)Uct，將電機(jī)空載起動(dòng)至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1000r/min。然后保持Uct不變，斷開主電路開關(guān)，待電機(jī)完全停止后，突然合上主電路開關(guān)，給電樞加電壓，用示波器拍攝過渡過程曲線，即可由此確定

27、機(jī)電時(shí)間常數(shù)。7測速發(fā)電機(jī)特性UTG=f(n)的測定實(shí)驗(yàn)線路如圖2.3所示。電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，逐漸增加觸發(fā)電路的控制電壓Uct，分別讀取對(duì)應(yīng)的UTG,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）七實(shí)驗(yàn)報(bào)告作出實(shí)驗(yàn)所得各種曲線，計(jì)算有關(guān)參數(shù)。八思考題由Ks=f(Uct)特性,分析晶閘管裝置的非線性現(xiàn)象。2.2 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.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(duì)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。二實(shí)驗(yàn)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(hào)器的調(diào)試4邏輯控制器的調(diào)試三實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MC

28、L32電源控制屏2MCL31組件3MCL34組件4MEL-11掛箱5示波器6萬用表四實(shí)驗(yàn)方法1速度調(diào)節(jié)器（ASR）的調(diào)試 按圖2.6接線，DZS(零速封鎖器)的扭子開關(guān)扳向“解除”。（1）調(diào)整輸出正,負(fù)限幅值 “5”、“6”端 接MEL-11掛箱，使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正、負(fù)限幅電位器RP1、RP2，使輸出正負(fù)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調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負(fù)電壓，測出相應(yīng)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

29、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。2電流調(diào)節(jié)器（ACR）的調(diào)試 按圖2.6接線。（1）調(diào)整輸出正,負(fù)限幅值 “9”、“10”端 接MEL-11掛箱，使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正，負(fù)限幅電位器，使輸出正負(fù)最大值大于±6V。（2）測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡(luò)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(fù)電壓，測出相應(yīng)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

30、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。3電平檢測器的調(diào)試（1）測定轉(zhuǎn)矩極性鑒別器（DPT）的環(huán)寬，要求環(huán)寬為0.40.6伏，記錄高電平值 ，調(diào)節(jié)RP使環(huán)寬對(duì)稱縱坐標(biāo)。具體方法：（a）調(diào)節(jié)給定Ug，使DPT的“1”腳得到約0.3V電壓，調(diào)節(jié)電位器RP，使“2”端輸出從“1”變?yōu)椤?”。（b）調(diào)節(jié)負(fù)給定，從0V起調(diào)，當(dāng)DPT的“2”端從“0”變?yōu)椤?”時(shí)，檢測DPZ的“1”端應(yīng)為-0.3V左右，否則應(yīng)調(diào)整電位器，使“2”端電平變化時(shí)，“1”端電壓大小基本相等。（2）測定零電流檢測器（DPZ）的環(huán)寬，要求環(huán)寬也為0.40.6伏，調(diào)節(jié)RP，

31、使回環(huán)向縱坐標(biāo)右側(cè)偏離0.10.2伏。具體方法：（a）調(diào)節(jié)給定Ug，使DPZ的“1”端為0.7V左右，調(diào)整電位器RP，使“2”端輸出從“1”變?yōu)椤?”。（b）減小給定，當(dāng)“2”端電壓從“0”變?yōu)椤?”時(shí)，“1”端電壓在0.10.2V范圍內(nèi)，否則應(yīng)繼續(xù)調(diào)整電位器RP。（3）按測得數(shù)據(jù)，畫出兩個(gè)電平檢測器的回環(huán)。4反號(hào)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。5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(yīng)符合下表：輸入U(xiǎn)M110001UI100100輸出Uz(Ublf)000111UF(Ublr)111000調(diào)試時(shí)的階躍信號(hào)可從給定器得到。

32、調(diào)試方法：按圖2.7接線。（a）給定電壓順時(shí)針到底，Ug輸出約為12V。（b）此時(shí)上下?lián)軇?dòng)MCL31中G（給定）部分S2開關(guān)，Ublf、Ublr的輸出應(yīng)為高、低電平變化，同時(shí)用示波器觀察DLC的“5”，應(yīng)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(shí)撥動(dòng)開關(guān)S2，Ublr、Ublf輸出無變化。五. 實(shí)驗(yàn)報(bào)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(diǎn)。2.3 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研究一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究晶閘管直流電動(dòng)機(jī)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

33、工作及其對(duì)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)。二預(yù)習(xí)要求1了解速度調(diào)節(jié)器在比例工作與比例積分工作時(shí)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。三實(shí)驗(yàn)線路及原理如圖2.8所示。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表1MCL32電源控制屏2MCL31組件3MCL33組件4MEL-11掛箱5MEL03三相可調(diào)電阻6電機(jī)導(dǎo)軌及測速發(fā)電機(jī)7直流電動(dòng)機(jī)M03、直流發(fā)電機(jī)M018示波器9萬用表五注意事項(xiàng)1直流電動(dòng)機(jī)工作前，必須先加上直流激磁。2接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時(shí)，為了防止振蕩，可預(yù)先把ASR的RP3電位器逆時(shí)針旋到底，使調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)最小，同時(shí)，ASR的“5”、“6”端接入可調(diào)電容（預(yù)置7.5F

34、）。3測取靜特性時(shí)，須注意主電路電流不許超過電機(jī)的額定值（1A）。4三相主電源連線時(shí)需注意，不可換錯(cuò)相序。5電源開關(guān)閉合時(shí)，過流保護(hù)發(fā)光二極管可能會(huì)亮，只需按下對(duì)應(yīng)的復(fù)位開關(guān)SB1即可正常工作。6系統(tǒng)開環(huán)連接時(shí)，不允許突加給定信號(hào)起動(dòng)電機(jī)。7改變接線時(shí)，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕，同時(shí)使系統(tǒng)的給定為零。8雙蹤示波器的兩個(gè)探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時(shí)，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。六實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1移相觸發(fā)電路的調(diào)試（主電路未通電）a用示波器觀察MCL33的雙脈沖觀察孔，應(yīng)有雙脈沖，且間隔均勻，幅值相同；觀察每個(gè)晶閘管的控制極、陰極電壓波

35、形，應(yīng)有幅值為1V2V的雙脈沖。b觸發(fā)電路輸出脈沖應(yīng)在30°90°范圍內(nèi)可調(diào)?？赏ㄟ^對(duì)偏移電壓調(diào)節(jié)單位器及ASR輸出電壓的調(diào)整實(shí)現(xiàn)。例如：使ASR輸出為0V，調(diào)節(jié)偏移電壓，實(shí)現(xiàn)=90°；再保持偏移電壓不變，調(diào)節(jié)ASR的限幅電位器RP1，使=30°。2求取調(diào)速系統(tǒng)在無轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時(shí)的開環(huán)工作機(jī)械特性。a斷開ASR的“3”至Uct的連接線，G（給定）直接加至Uct，且Ug調(diào)至零，直流電機(jī)勵(lì)磁電源開關(guān)閉合。b合上主控制屏的綠色按鈕開關(guān)。c調(diào)節(jié)給定電壓Ug，使直流電機(jī)空載轉(zhuǎn)速n0=1500轉(zhuǎn)/分，調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻，在空載至額定負(fù)載的范圍內(nèi)測取78點(diǎn)，讀取整流

36、裝置輸出電壓Ud，輸出電流id以及被測電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n。id（A）Ud（V）n（r/min）3帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差工作的系統(tǒng)靜特性a斷開G（給定）和Uct的連接線，ASR的輸出接至Uct，把ASR的“5”、“6”點(diǎn)短接。b合上主控制屏的綠色按鈕開關(guān)。c調(diào)節(jié)給定電壓Ug至2V，調(diào)整轉(zhuǎn)速變換器RP電位器，使被測電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)速n0=1500轉(zhuǎn)/分，調(diào)節(jié)ASR的調(diào)節(jié)電容以及反饋電位器RP3，使電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)測取78點(diǎn)，讀取Ud、id、n。id（A）Ud（V）n（r/min）4測取調(diào)速系統(tǒng)在帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時(shí)的無靜差閉環(huán)工作的靜特性a斷開ASR的“5”、“6”短接線，

37、“5”、“6”端接MEL11電容器，可預(yù)置7.5F，使ASR成為PI（比例積分）調(diào)節(jié)器。b調(diào)節(jié)給定電壓Ug，使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速n0=1500轉(zhuǎn)/分。在額定至空載范圍內(nèi)測取78個(gè)點(diǎn)。id（A）Ud（V）n（r/min）七實(shí)驗(yàn)報(bào)告繪制實(shí)驗(yàn)所得靜特性，并進(jìn)行分析、比較。八思考題1系統(tǒng)在開環(huán)、有靜差閉環(huán)與無靜差閉環(huán)工作時(shí)，速度調(diào)節(jié)器ASR各工作在什么狀態(tài)？實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)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(duì)于有反饋與無反饋調(diào)速系統(tǒng)哪個(gè)情況下給定電壓要大些？為什么？3在有轉(zhuǎn)速負(fù)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(qiáng)度對(duì)有Ug什么影響？為什么？4如何確定轉(zhuǎn)速反

38、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(qiáng)度，在線路中調(diào)節(jié)什么元件能實(shí)現(xiàn)？2.4雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)?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熟悉電力電子及教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法。3熟悉MCL-33的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法4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(shí)驗(yàn)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(jī)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(dòng)態(tài)波形三實(shí)驗(yàn)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(gè)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

39、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(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成如圖2.9所示。系統(tǒng)工作時(shí)，先給電動(dòng)機(jī)加勵(lì)磁，改變給定電壓的大小即可方便地改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。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(dá)到限制起動(dòng)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(dá)到限制amin和bmin的目的。當(dāng)加入給定Ug后，ASR即飽和輸出，使電動(dòng)機(jī)以限定的最大起動(dòng)電流加速起動(dòng)，直到電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速（即Ug=Un），并出現(xiàn)超調(diào)后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運(yùn)行在略低于給定轉(zhuǎn)速的數(shù)值上。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MCL32電源控制屏

40、2MCL31組件3MCL33組件4MEL-11掛箱5MEL03三相可調(diào)電阻6電機(jī)導(dǎo)軌及測速發(fā)電機(jī)、直流發(fā)電機(jī)M01、直流電動(dòng)機(jī)M037示波器五注意事項(xiàng)1三相主電源連線時(shí)需注意，不可換錯(cuò)相序。2電源開關(guān)閉合時(shí)，過流保護(hù)、過壓保護(hù)的發(fā)光二極管可能會(huì)亮，只需按下對(duì)應(yīng)的復(fù)位開關(guān)SB1、SB2即可正常工作。3系統(tǒng)開環(huán)連接時(shí)，不允許突加給定信號(hào)Ug起動(dòng)電機(jī)。4起動(dòng)電機(jī)時(shí)，需把負(fù)載電阻旋鈕逆時(shí)針旋到底，以免帶負(fù)載起動(dòng)。5改變接線時(shí)，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕，同時(shí)使系統(tǒng)的給定為零。6進(jìn)行閉環(huán)調(diào)試時(shí)，若電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)最高速且不可調(diào)，注意轉(zhuǎn)速反饋的極性是否接錯(cuò)。7雙蹤示波器的兩個(gè)探頭地線通過示波

41、器外殼短接，故在使用時(shí)，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。六.實(shí)驗(yàn)方法1按圖接線，未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。（1）用示波器觀察雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖（2）檢查相序，用示波器觀察“1”，“2”脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600，則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源。（3）將控制一組橋觸發(fā)脈沖通斷的六個(gè)直鍵開關(guān)彈出，用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V2V的脈沖。（4）將Ublr接地,可觀察反橋晶閘管的觸發(fā)脈沖。2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)

42、，后閉環(huán)，即使系統(tǒng)能正常開環(huán)運(yùn)行，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負(fù)反饋時(shí)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)。3開環(huán)外特性的測定（1）控制電壓Uct由給定器Ug直接接入，直流發(fā)電機(jī)所接負(fù)載電阻Rd斷開。（2）使Ug=0，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，使稍大于90°，合上主電路電源。逐漸增加給定電壓Ug，使電機(jī)起動(dòng)、升速，調(diào)節(jié)Ug使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速n0=1500r/min，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻Rd，改變負(fù)載，在直流電機(jī)空載至額定負(fù)載范圍，測取78點(diǎn)，讀取電機(jī)轉(zhuǎn)速n，電機(jī)電樞電流Id，即可測出系統(tǒng)的開環(huán)外特性n=f (Id)。n(r/min)Id(A)注意，若給定電壓Ug為0時(shí)，電

43、機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，則表明太小，需后移。4單元部件調(diào)試ASR調(diào)試方法與實(shí)驗(yàn)2.2相同。ACR調(diào)試：使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正，負(fù)限幅電位器，使脈沖前移a£300,使脈沖后移b=300，反饋電位器RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最小。5系統(tǒng)調(diào)試將Ublf接地，Ublr懸空，即使用一組橋六個(gè)晶閘管。（1）電流環(huán)調(diào)試電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁（a）系統(tǒng)開環(huán)，即控制電壓Uct由給定器Ug直接接入，開關(guān)S撥向左邊，主回路接入電阻Rd并調(diào)至最大（Rd由MEL03的兩只900電阻并聯(lián)）。逐漸增加給定電壓，用示波器觀察晶閘管整流橋兩端電壓波形。在一個(gè)周期內(nèi)，電壓波形應(yīng)有6個(gè)對(duì)稱波頭平滑變化 。（b）

44、增加給定電壓，減小主回路串接電阻Rd，直至Id=1.1Inom，再調(diào)節(jié)MCL-31掛箱上的電流反饋電位器RP，使電流反饋電壓Ui近似等于速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅值（ASR的輸出限幅可調(diào)為±5V）。（c）MCL31的G（給定）輸出電壓Ug接至ACR的“3”端，ACR的輸出“7”端接至Uct，即系統(tǒng)接入已接成PI調(diào)節(jié)的ACR組成電流單閉環(huán)系統(tǒng)。ASR的“9”、“10”端接MEL11電容器，可預(yù)置7.5F，同時(shí)，反饋電位器RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最小。逐漸增加給定電壓Ug，使之等于ASR輸出限幅值（+5V），觀察主電路電流是否小于或等于1.1Inom，如Id過大，則應(yīng)調(diào)整電流反饋電

45、位器，使Ui增加，直至Id<1.1Inom；如Id<Inom，則可將Rd減小直至切除，此時(shí)應(yīng)增加有限，小于過電流保護(hù)整定值，這說明系統(tǒng)已具有限流保護(hù)功能。測定并計(jì)算電流反饋系數(shù)（2）速度變換器的調(diào)試電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁。（a）系統(tǒng)開環(huán)，即給定電壓Ug直接接至Uct，Ug作為輸入給定，逐漸加正給定，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=1500r/min時(shí)，調(diào)節(jié)FBS（速度變換器）中速度反饋電位器RP，使速度反饋電壓為+5V左右，計(jì)算速度反饋系數(shù)。（b）速度反饋極性判斷：系統(tǒng)中接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)，即給定電壓Ug接至ASR的第2端，ASR的第3端接至Uct。調(diào)節(jié)Ug（Ug為負(fù)電壓），若稍加給定，電機(jī)轉(zhuǎn)速即達(dá)

46、最高速且調(diào)節(jié)Ug不可控，則表明單閉環(huán)系統(tǒng)速度反饋極性有誤。但若接成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，由于給定極性改變，故速度反饋極性可不變。6系統(tǒng)特性測試將ASR,ACR均接成PI調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)。ASR的調(diào)試：（a）反饋電位器RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最??； （b）“5”、“6”端接入MEL11電容器，預(yù)置57.5F； （c）調(diào)節(jié)RP1、RP2使輸出限幅為±5V。（1）機(jī)械特性n=f（Id）的測定調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速給定電壓Ug，使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速至1500 r/min，再調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻Rd，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)分別記錄78點(diǎn)，可測出系統(tǒng)靜特性曲線n=f（Id）n(r/min)I(

47、A)（2）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)7系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察用二蹤慢掃描示波器觀察動(dòng)態(tài)波形，用示波器記錄動(dòng)態(tài)波形。在不同的調(diào)節(jié)器參數(shù)下，觀察，記錄下列動(dòng)態(tài)波形：（1）突加給定起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。（2）突加額定負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。（3）突降負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。注：電動(dòng)機(jī)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”端七 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出閉環(huán)控制特性曲線。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出閉環(huán)機(jī)械特性，并計(jì)算靜差率。3根據(jù)實(shí)驗(yàn)

48、數(shù)據(jù)，畫出系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性，計(jì)算靜差率，并與閉環(huán)機(jī)械特性進(jìn)行比較。4分析由示波器記錄下來的動(dòng)態(tài)波形。2.5邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 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。4. 了解邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的靜特性和動(dòng)態(tài)特性。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1控制單元調(diào)試2系統(tǒng)調(diào)試3正反轉(zhuǎn)機(jī)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(dòng)態(tài)特性的觀察三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成及工作原理邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的主回路由二組反并聯(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

49、限制環(huán)流的均衡電抗器，電樞回路僅串接一個(gè)平波電抗器?？刂葡到y(tǒng)主要由速度調(diào)節(jié)器ASR，電流調(diào)節(jié)器ACR，反號(hào)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FBS等組成。其系統(tǒng)原理圖如圖2.10所示。正向起動(dòng)時(shí)，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(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。減小給定時(shí)，Ug<Un,使Ui 反向，整流裝置進(jìn)入本橋逆變狀態(tài)，而Ublf,Ublr不變，當(dāng)主回路電流減小并過零后，Ublf，Ublr輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換，Ublf為

50、“1”態(tài)，Ublr為“0”態(tài)，即進(jìn)入它橋制動(dòng)狀態(tài)，使電機(jī)降速至設(shè)定的轉(zhuǎn)速后再切換成正向運(yùn)行；當(dāng)Ug=0時(shí)，則電機(jī)停轉(zhuǎn)。反向運(yùn)行時(shí)，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)流邏輯控制器的輸出取決于電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，正向運(yùn)轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)制動(dòng)本橋逆變及反轉(zhuǎn)制動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)制動(dòng)本橋逆變，正轉(zhuǎn)制動(dòng)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(huì)同時(shí)觸發(fā)，一組觸發(fā)工作時(shí)，另一組被封鎖，因此系統(tǒng)工作過

51、程中既無直流環(huán)流也無脈沖環(huán)流。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏2 MCL31組件3MCL33組件4MEL-11掛箱5MEL03三相可調(diào)電阻6電機(jī)導(dǎo)軌及測速發(fā)電機(jī)、7直流電動(dòng)機(jī)M03、直流發(fā)電機(jī)M018示波器9MCL¾34組件五實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)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(fù)習(xí)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(dòng)態(tài)波形圖。六注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)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(yùn)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。七實(shí)驗(yàn)方法1按圖

52、2.10接線，未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。（1）用示波器觀察雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖（2）檢查相序，用示波器觀察“1”，“2”脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600，則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)整輸入電源。（3）將控制一組橋觸發(fā)脈沖通斷的六個(gè)直鍵開關(guān)彈出，用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V2V的脈沖。（4）將Ublr接地,可觀察反橋晶閘管的觸發(fā)脈沖。（5）用萬用表檢查Ublf，Ublr的電壓，一為高電平，一為低電平，不能同為低電平。2控制單元調(diào)試（1）按實(shí)驗(yàn)四的方法調(diào)試FBS，ASR，ACR（2）按實(shí)驗(yàn)2.2的方法調(diào)試AR，DPT，DPZ，DL

53、C對(duì)電平檢測器的輸出應(yīng)有下列要求轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT：電機(jī)正轉(zhuǎn) 輸出UM為”1”態(tài)電機(jī)反轉(zhuǎn) 輸出UM為0”態(tài) 零電流檢測器DPZ： 主回路電流接近零 輸出UI為”1”態(tài) 主回路有電流 輸出UI為”0”態(tài)（3）調(diào)節(jié)ASR,ACR的串聯(lián)積分電容，使系統(tǒng)正常，穩(wěn)定運(yùn)行。3機(jī)械特性n=f (Id)的測定測出n =1500r/min的正，反轉(zhuǎn)機(jī)械特性n =f (Id)，方法與實(shí)驗(yàn)四相同。n=1500r/minn(r/min)I(A)4閉環(huán)控制特性的測定按實(shí)驗(yàn)四的方法測出正，反轉(zhuǎn)時(shí)的閉環(huán)控制特性n =f (Ug)。n(r/min)Ug(V)5系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察用示波器觀察并記錄：（1）給定值階躍變化（正向起動(dòng)® 正向停車® 反向切換到正向 ® 正向切換到反向®反向停車）時(shí)的動(dòng)態(tài)波形。（2）電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速，Ug不變，突加，突減負(fù)載(20%Inom«100%Inom) 的動(dòng)態(tài)波