雙閉環(huán)三相異步電機調壓調速系統(tǒng)試驗報告

1、運動控制系統(tǒng)專題實驗實驗報土口2016年5月6.1雙閉環(huán)三相異步電機調壓調速系統(tǒng)一.實驗目的(1)熟悉品閘管相位控制交流調壓調速系統(tǒng)的組成與工作原理。(2)熟悉雙閉環(huán)三相異步電機調壓調速系統(tǒng)的基本原理。(3)掌握繞線式異步電機轉子用電阻時在調節(jié)定子電壓調速時的機械特性。(4)掌握交流調壓調速系統(tǒng)的靜特性和動態(tài)特性。熟悉交流調壓系統(tǒng)中電流環(huán)和轉速環(huán)的作用。二.實驗內容(1)測定繞線式異步電動機轉子用電阻時的人為機械特性。(2)測定雙閉環(huán)交流調壓調速系統(tǒng)的靜特性。(3)測定雙閉環(huán)交流調壓調速系統(tǒng)的動態(tài)特性。三.實驗設備(1)電源控制屏(NMCL-32；(2)低壓控制電路及儀表(NMCL-31;(3

2、)觸發(fā)電路和晶閘管主回路(NMCL-33；(4)可調電阻(NMCL-03；(5)直流調速控制單元(NMCL-18);(6)電機導軌及測速發(fā)電機(或光電編碼器)；(7)直流發(fā)電機M03(8)三相繞線式異步電機；(9)雙蹤示波器；(10)萬用表。四.實驗原理1 .系統(tǒng)原理雙閉環(huán)三相異步電動機調壓調速系統(tǒng)的主電路為三相品閘管交流調壓器(TVC及三相繞線式異步電動機M(轉子回路用電阻)。控制系統(tǒng)由零速封鎖器(DZS、電流調節(jié)器(ACR)、速度調節(jié)器(ASR)、電流變換器(FBC),速度變換器(FBS),觸發(fā)器(GT),一組橋脈沖放大器(AP。等組成。其系統(tǒng)原理圖如圖6-1所示。雙周環(huán)三相介中電機壓調遛

3、系統(tǒng)原理因整個調速系統(tǒng)采用了速度、電流兩個反饋控制環(huán)。這里的速度環(huán)作用基本上與直流調速系統(tǒng)相同而電流環(huán)的作用則有所不同。在穩(wěn)定運行情況下，電流環(huán)對電網波動仍有較大的抗擾作用，但在起動過程中電流環(huán)僅起限制最大電流的作用，不會出現(xiàn)最佳起動的恒流特性，也不可能是恒轉矩起動。異步電機調壓調速系統(tǒng)結構簡單，采用雙閉環(huán)系統(tǒng)時靜差率較小，且比較容易實現(xiàn)正，反轉，反接和能耗制動。但在恒轉矩負載下不能長時間低速運行，因低速運行時轉差功率全部消耗在轉子電阻中，使轉子過熱。2 .三相異步電機的調速方法交流調速系統(tǒng)按轉差功率的處理方式可分為三種類型。轉差功率消耗型：異步電機采用調壓、變電阻等調速方式，轉速越低時，轉差

4、功率的消耗越大，效率越低。轉差功率饋送型：控制繞線轉子異步電機的轉子電壓，利用其轉差功率可實現(xiàn)調節(jié)轉速的目的，這種調節(jié)方式具有良好的調速性能和效率，如審級調速。轉差功率不變型：這種方法轉差功率很小，而且不隨轉速變化，效率較高，列如磁極對數調速、變頻調速等。如何處理轉差功率在很大程度上影響著電機調速系統(tǒng)的效率。五.實驗方法雙閉環(huán)交流調壓調速系統(tǒng)主回路和控制回路如圖連接，NMCL-32勺“三相交流電源”開關撥向“交流調速”。給定電位器RP1和RP2左旋到最大位置，可調電阻NMCL-0如旋到最大位置。注意：圖中主回路中接入的是交流電流表和交流電壓表。AV3定子轉子直流發(fā)電機異叁電動機GNMEL-0的

5、線繞電機起動電阻直流電機勵磁電源W隹翡伯E手NMGL32出唳電阻.用抵用NMEL封耳900歐普寐1I與品刑管，荷、，流電流表，量程為lANMO.3JX.JVT5VT2VT4VT圖2-1雙閉環(huán)交流調壓調速系統(tǒng)主回路RP1TA2|l31TG242i4y64756I,.1封鎖NMCL-31TA3TA1可謂電谷，住十NMCL-18的下部GUct2圖2-1b雙閉環(huán)交流調壓調速系統(tǒng)控制回路1 .移相觸發(fā)電路的檢測(1)推上空氣開關，主電源暫不上電。用示波器觀察NMCL33的雙脈沖觀察孔，應有雙窄脈沖，且間隔均勻，幅值相同，相位差60;(2)將面板上的Ublf端接地，調節(jié)偏移電壓Ub,使觸發(fā)角在30

6、6;180°范圍內可調，調試完成后，將Ub左旋到最大位置。(3)將正組觸發(fā)脈沖的六個鍵開關接通，測試正橋晶閘管的脈沖是否正常，正常情況下，晶閘管陰極和控制極之間應有幅值為1-2V的雙脈沖。2 .控制單元調試(1)速度反饋系數的調試首先，斷開ACR勺7端，給定電壓Ug直接與Uct連接，形成開環(huán)調速系統(tǒng)。斷開M03的勵磁電源和限流電阻RG閉合電源使電機M09空載運行，調節(jié)Ug使轉速達到額定轉速約為1420r/min。然后取出FBS3端與NMCL-18中ASR的1端的連接線，調節(jié)速度反饋FBS的電位器使得它的輸出3和4端之間的電壓為3V測試完成后按圖的控制回路重新連接。(2)電流反饋系數的

7、測試斷開ASR勺3端與ACR勺3端，給定電壓Ug直接連接到ACR勺3端，形成電流單閉環(huán)系統(tǒng)，電位器左旋到底使Uct=0,Ub左旋到底使得c=0o斷開發(fā)電機M03的勵磁電源和限流電阻RG閉合主回路電源負給定電壓為3VM09空載運行，然后斷開NMCL-33+電流反饋If與ACR勺1端的連接線，調節(jié)電位器使得三相異步電機M09的轉速n=0,最后再回調電流反饋If的電位器RP使得電機剛要轉動還沒轉動時立即停止，則電流環(huán)便調試完成。3 .開環(huán)機械特性的測試(1)斷開NMCL18的ASR的“3”至NMCL-33勺Uct的連接線，NMCL-31的G(給定)的Ug端直接加至Uct,且Ug調至零。直流電機勵磁電

8、源開關閉合。電機轉子回路接入每相為10(左右的三相電阻。2 2)NMCL-32勺“三相交流電源”開關撥向“交流調速”。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瑞有電壓輸出。(3)調節(jié)給定電壓Ug,使電機空載轉速n0=1300轉/分，調節(jié)直流發(fā)電機負載電阻，在空載至一定負載的范圍內測取78點，讀取直流發(fā)電機輸出電壓Ud,輸出電流id以及被測電動機轉速n。并計算三相異步電動機的輸出轉矩。(4)調節(jié)Ug,降低電機端電壓，在1/3Ue及2/3Ue時重復上述實驗，以取得一組人為機械特性。注：采用直流發(fā)電機，轉矩可按下式計算M=9.55(IgUgiGRsPo)/n式中：M-

9、三相異步電動機電磁轉矩；Ig-一直流發(fā)電機電流；U-一直流發(fā)電機電壓；RS直流發(fā)電機電樞電阻；Po機組空載損耗。不同轉速下取不同數值：n=1500r/min,Po=13.5W;n=1000r/min,Po=10Wn=500r/min,Po=6W4 .系統(tǒng)閉環(huán)特性的測定調節(jié)Ug,使轉速至n=1420r/min,從輕載按一定間隔做到額定負載，測出閉環(huán)靜特性n=f(M)。系統(tǒng)動態(tài)特性的測試，用慢掃描示波器測試并記錄如下波形，即：(1)突加突減給定電壓Ug啟動電機M09時轉速n,ASR輸出“3”端的動態(tài)波形。(2)電機M09穩(wěn)定運行，突加突減負載時的n,ASR輸出“3”的動態(tài)波形。六.實驗結果3.M=

10、9.55(IGUG+IG2RS+P0)/nRS由實驗5.1測得為26.5Q(2)200Vn(r/min)1218115310971010904702IG(A)0.110.130.130.150.150.16UG(V)178168159144131104M(N.m)0.4180.4700.5350.5660.6010.695特性曲線0.80.70.60.50.40.30.20.104.(2)突加給定:RIGClLSTOP人人.sv.人s(jTL.ftaUIrigqLtT0Pf0T&.ftiUCH”1*00*J明碼l.eeuTir»530=02.9迪±CH1P00J值：陋1.G3U5“*。壯*3*匹杷7uF2uF(3)閉環(huán)系統(tǒng)靜特性數據n(r/min)1440140013711350134013201297IG(A)0.130.340.390.410.430.450.48UG(V)209198192188186182179M(N.m)0.4691.9662.5162.7743.0313.3193.776突減負載:突加給定電