實驗二雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)

1、實驗二 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熟悉電力電子及教學(xué)實驗臺主控制屏的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法。3熟悉NMCL-18，NMCL-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(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)動態(tài)波形。三實驗系統(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

2、的影響，實驗系統(tǒng)的控制回路如圖1-8b所示，主回路可參考圖1-8a所示。系統(tǒng)工作時，先給電動機(jī)加勵磁，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，使電動機(jī)以限定的最大起動電流加速起動，直到電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)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。四實驗設(shè)備及儀器1教學(xué)實驗臺主控制屏；2NMCL31A組件；3NM

3、CL33組件；4NMEL03組件；5NMCL18組件；6電機(jī)導(dǎo)軌及測速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器）、直流發(fā)電機(jī)M01；7直流電動機(jī)M03；8雙蹤示波器（自備）；9萬用表（自備）。五注意事項1三相主電源連線時需注意，不可換錯相序。2系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機(jī)3改變接線時，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕，同時使系統(tǒng)的給定為零。4進(jìn)行閉環(huán)調(diào)試時，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。5雙蹤示波器（自備）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。六. 實驗方法1按圖接線，未上主電源之前，

4、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。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)，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(fù)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)。3開環(huán)外特性的測定（1）控制電壓Uct由給

5、定器Ug直接接入。主回路按圖1-8a接線，直流發(fā)電機(jī)所接負(fù)載電阻RG斷開，短接限流電阻RD。（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，調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使Uuv，Uvw，Uwu為200V，逐漸增加給定電壓Ug，使電機(jī)起動、升速，調(diào)節(jié)Ug使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速n0=1500r/min，再調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻RG，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，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)I(A)注意，若給定電壓Ug為0時，電機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動，則表明太小，需后移5單元部件調(diào)試ASR調(diào)試方法與實驗二相同。A

6、CR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逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最小。4系統(tǒng)調(diào)試將Ublf接地，Ublr懸空，即使用一組橋六個晶閘管。（1）電流環(huán)調(diào)試電動機(jī)不加勵磁（a）系統(tǒng)開環(huán)，即控制電壓Uct由給定器Ug直接接入，主回路接入電阻RD并調(diào)至最大（RD由NMEL03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。在一個周期內(nèi)，電壓波形應(yīng)有6個對稱波頭平滑變化 。（b）增加給定電壓，減小主回路串接電阻Rd，直至Id=1.1Ied，再調(diào)節(jié)NMCL-33掛箱上的電流

7、反饋電位器RP，使電流反饋電壓Ufi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）NMCL31A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”端接可調(diào)電容，可預(yù)置7F，同時，反饋電位器RP3逆時針旋到底，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1.1Ied，如Id過大，則應(yīng)調(diào)整電流反饋電位器，使Ufi增加，直至Id<1.1Ied；如Id<Ied，則可將Rd減小直至切除，此時應(yīng)

8、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。測定并計算電流反饋系數(shù)（2）速度變換器的調(diào)試電動機(jī)加額定勵磁，短接限流電阻RD。（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，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)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)

9、，由于給定極性改變，故速度反饋極性可不變。4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逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最小； （b）“5”、“6”端接入可調(diào)電容，預(yù)置57F； （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（a）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Rg，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)分別記錄78點，可測出系統(tǒng)靜特性曲線n=f（Id）n(r/min)I(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)8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：（1）突加給定起動時，電動機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。（2）突加額定負(fù)載時，電動機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。（3）突降負(fù)載時，電動機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。注：