电力拖动自动控制系统实验指导书09电气

电力拖动自动控制系统 实验指导书 重庆文理学院电子电气工程学院重庆文理学院电子电气工程学院 1 D DD DS SZ Z 1 1 型型电电机机及及电电气气技技术术实实验验装装置置交交流流及及直直流流电电源源操操作作说说明明 实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作 开启三相交流电源的步骤为 1 开启电源前 要检查控制屏下面 直流电机电源 的 电枢电源 开关 右下角 及 励磁电源 开关 左下角 都须在 关 断的位置 控制屏左侧端面上安装的调压 器旋钮必须在零位 即必须将它向逆时针方向旋转到底 2 检查无误后开启 电源总开关 关 按钮指示灯亮 表示实验装置的进线接 到电源 但还不能输出电压 此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的 3 按下 开 按钮 开 按钮指示灯亮 表示三相交流调压电源输出插孔 U V W 及 N 上已接电 实验电路所需的不同大小的交流电压 都可适当旋转调压器 旋钮用导线从这三相四线制插孔中取得 输出线电压为0 450V 可调 并可由控制屏 上方的三只交流电压表指示 当电压表下面左边的 指示切换 开关拨向 三相电网电 压 时 它指示三相电网进线的线电压 当 指示切换 开关拨向 三相调压电压 时 它指示三相四线制插孔U V W 和 N 输出端的线电压 4 实验中如果需要改接线路 必须按下 关 按钮以切断交流电源 保证实验操 作安全 实验完毕 还需关断 电源总开关 并将控制屏左侧端面上安装的调压器旋 钮调回到零位 将 直流电机电源 的 电枢电源 开关及 励磁电源 开关拨回到 关 断位置 开启直流电机电源的操作 1 直流电源是由交流电源变换而来 开启 直流电机电源 必须先完成开启交流 电源 即开启 电源总开关 并按下 开 按钮 2 在此之后 接通 励磁电源 开关 可获得约为220V 0 5A 不可调的直流电压 输出 接通 电枢电源 开关 可获得40 230V 3A 可调节的直流电压输出 励磁电 源电压及电枢电源电压都可由控制屏下方的1 只直流电压表指示 当将该电压表下方的 指示切换 开关拨向 电枢电压 时 指示电枢电源电压 当将它拨向 励磁电压 时 指示励磁电源电压 但在电路上 励磁电源 与 电枢电源 直流电机电源 与 交流三相调压电源 都是经过三相多绕组变压器隔离的 可独立使用 3 电枢电源 是采用脉宽调制型开关式稳压电源 输入端接有滤波用的大电容 为了不使过大的充电电流损坏电源电路 采用了限流延时的保护电路 所以本电源在开 机时 从电枢电源开合闸到直流电压输出约有3 4 秒钟的延时 这是正常的 4 电枢电源设有过压和过流指示告警保护电路 当输出电压出现过压时 会自动 切断输出 并告警指示 此时需要恢复电压 必须先将 电压调节 旋钮逆时针旋转调 低电压到正常值 约240V 以下 再按 过压复位 按钮 即能输出电压 当负载电流 2 过大 即负载电阻过小 超过3A 时 也会自动切断输出 并告警指示 此时需要恢复 输出 只要调小负载电流 即调大负载电阻 即可 有时候在开机时出现过流告警 说 明在开机时负载电流太大 需要降低负载电流 可在电枢电源输出端增大负载电阻或甚 至暂时拔掉一根导线 空载 开机 待直流输出电压正常后 再插回导线加正常负载 不可短路 工作 若在空载时开机仍发生过流告警 这是由于气温或湿度明显变化 造成光电耦合器TIL117 漏电使过流保护起控点改变所致 一般经过空载开机 即开启 交流电源后 再开启 电枢电源 开关 予热几十分钟 即可停止告警 恢复正常 所 有这些操作到直流电压输出都有3 4 秒钟的延时 5 在做直流电动机实验时 要注意开机时须先开 励磁电源 后开 电枢电源 在关机时 则要先关 电枢电源 而后关 励磁电源 的次序 同时要注意在电枢电路 中串联起动电阻以防止电源过流保护 具体操作要严格遵照实验指导书中有关内容的说 明 3 实实验验的的基基本本要要求求 电机及电气技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能 培 养学生学会根据实验目的 实验内容及实验设备拟定实验线路 选择所需仪表 确定 实验步骤 测取所需数据 进行分析研究 得出必要结论 从而完成实验报告 在整 个实验过程中 必须集中精力 及时认真做好实验 现按实验过程提出下列基本要求 一 实验前的准备一 实验前的准备 实验前应复习教科书有关章节 认真研读实验指导书 了解实验目的 项目 方 法与步骤 明确实验过程中应注意的问题 有些内容可到实验室对照实验预习 如熟悉 组件的编号 使用及其规定值等 并按照实验项目准备记录抄表等 实验前应写好预习报告 经指导教师检查认为确实作好了实验前的准备 方可开始 作实验 认真作好实验前的准备工作 对于培养同学独立工作能力 提高实验质量和保护 实验设备都是很重要的 二 实验的进行二 实验的进行 1 建立小组 合理分工 每次实验都以小组为单位进行 每组由 2 3 人组成 实验进行中的接线 调节负 载 保持电压或电流 记录数据等工作每人应有明确的分工 以保证实验操作协调 记录数据准确可靠 2 选择组件和仪表 实验前先熟悉该次实验所用的组件 记录电机铭牌和选择仪表量程 然后依次排 列组件和仪表便于测取数据 3 按图接线 根据实验线路图及所选组件 仪表 按图接线 线路力求简单明了 按接线原则 是先接串联主回路 再接并联支路 为查找线路方便 每路可用相同颜色的导线或插 头 4 起动电机 观察仪表 在正式实验开始之前 先熟悉仪表刻度 并记下倍率 然后按一定规范起动电机 观察所有仪表是否正常 如指针正 反向是否超满量程等 如果出现异常 应立即切 断电源 并排除故障 如果一切正常 即可正式开始实验 5 测取数据 预习时对电机的试验方法及所测数据的大小作到心中有数 正式实验时 根据实验 步骤逐次测取数据 4 6 认真负责 实验有始有终 实验完毕 须将数据交指导教师审阅 经指导教师认可后 才允许拆线并把实验 所用的组件 导线及仪器等物品整理好 三 实验报告三 实验报告 实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题 经过自己分析研究或分 析讨论后写出的心得体会 实验报告要简明扼要 字迹清楚 图表整洁 结论明确 实验报告包括以下内容 1 实验名称 专业班级 学号 姓名 实验日期 室温 2 列出实验中所用组件的名称及编号 电机铭牌数据 PN UN IN nN 等 3 列出实验项目并绘出实验时所用的线路图 并注明仪表量程 电阻器阻值 电 源端编号等 4 数据的整理和计算 5 按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线 图纸尺寸不小于 8cm 8cm 曲线要用 曲线尺或曲线板连成光滑曲线 不在曲线上的点仍按实际数据标出 6 根据数据和曲线进行计算和分析 说明实验结果与理论是否符合 可对某些问 题提出一些自己的见解并最后写出结论 实验报告应写在一定规格的报告纸上 保持 整洁 7 每次实验每人独立完成一份报告 按时送交指导教师批阅 5 实验一实验一 晶闸管直流调速系统环节特性的测定实验晶闸管直流调速系统环节特性的测定实验 一 实验目的一 实验目的 掌握晶闸管直流调速系统环节特性的测定方法 二 实验内容二 实验内容 1 测定晶闸管触发电路及整流装置特性 Ud f Ug 或 Ud f Uct 2 测定测速发电机特性 UTG f n 三 实验所需挂件及附件三 实验所需挂件及附件 序号型号备注 1DJK01 电源控制屏该控制屏包含 三相电源输出 励磁电源 电感 等几个模块 2DJK02 晶闸管主电路该挂件包含 晶闸管 触发电路等几个模块 3DJK04 电机调速控制实验 该挂件包含 给定 速度调节器 电流调节器 电流反馈与过流保护 速度变换等几个模块 4D42 可调电阻箱 5DD03 3 电机导轨 光码盘 测速系统及数显转速表 6DJ13 1 直流发电机 7DJ15 直流电动机 8万用表 四 实验原理及接线图四 实验原理及接线图 1 测定出晶闸管整流电路输出电压 Ud 移相控制电压 Uct 便可得到晶闸管触发及整流特性 Ud f Ug 或 Ud f Uct 2 测定出测速发电机的输出 UTG 电动机的转速 n 即可得到测速发电机特性 UTG f n 3 由 Ud f Ug 或 Ud f Uct 曲线可求得晶闸管整流装置的放大倍数曲线 Ks f Ug 求 Ks 可用公式 Ks 求取 Ug Ud 6 五 实验方法与步骤五 实验方法与步骤 将电动机加额定励磁 使其空载运行 逐渐增加控制电压 Ug Uct 分别读取对应的 Ug UTG Ud n 的数值若干组 即可描绘出特性曲线 Ud f Ug 及 UTG f n 由 Ud f Ug 或 Ud f Uct 曲线可求得晶闸管整流装置的放大倍数曲线 Ks f Ug 求 Ks 可用 公式 Ks 求得 Ug Ud Uct 1 Ulf U3 R I2 U2 I1 U 1 L d VT4 VT6 VT2 VT1 VT3 VT5 给 定 触发 电路 正 桥 功 放 T G V V M 三 相 电 源 输 出 A A V G 励 磁 电 源 实验接线原理图 六 数据记录与处理六 数据记录与处理 将数据记录于下表 并绘出 Ud f Ug UTG f n Ks f Ug 三条曲线 序号 项目 12345678 Ug Uct V Ud V n rpm UTG v 7 七 注意事项七 注意事项 1 给定单元的 RP1 从最小值处调起 每次停机前将 RP1 调回到最小值 2 由于电动机电枢回路 励磁回路未串接电阻 不要接短路 3 因 UTG Ug Uct 的数值较小 用万用表的直流电压 10V 或 50V 档测量 4 由于实验时装置处于开环状态 电流和电压可能有波动 可取平均读数 八 思考题八 思考题 比较三条曲线 各曲线有什么特点 为什么 实验二实验二 晶闸管直流调速系统主要单元的调试实验晶闸管直流调速系统主要单元的调试实验 一 实验目的一 实验目的 熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求 学会按要求调试各单 元 二 实验内容二 实验内容 1 速度调节器的调试 2 电流调节器的调试 3 零电平检测 及 转矩极性鉴别 单元的调试 4 反号器的调试 5 逻辑控制单元的调试 三 实验所需挂件及附件三 实验所需挂件及附件 序号型号备注 1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含 三相电源输出 励磁电源 电感 等几个模块 2 DJK04 电机调速控制实验 该挂件包含 给定 速度调节器 电流调节器 电流反馈与过流保护 速度变换等几个模块 3万用表 四 实验原理及接线图四 实验原理及接线图 在直流调速系统中 往往采用闭环控制 需要对电流 转速等信号进行反馈 以便稳速和限流 需要用到速度调节器和电流调节器 在可逆调速系统中 在电动机改变转向时 要对电枢电流 转 矩极性进行鉴别 通过逻辑控制电路控制正 反桥电路的切换 以防止正 反桥同时工作 避免正 反桥之间出现环流 损坏电源 故要将 零电平检测 转矩极性鉴别 反号器 逻辑控制单 元 状态调节好 各单元原理图如下 8 7 15V 15V RP3 10KRP2 4 7K VD4 VD3 R8 1K RP1 4 7K C4 30p R7 C5 4 5 6 R6 20K VD1 VD2 R1 10KC2 1uF R2 10K C3 1uF R5 10k R3 20K R4 10K 0 47uf C1 2 3 1 速度调节器原理图 15V 15V 11 R17 300 9013 V6 V7 9012 R16 300 4 7k VD4 RP2 4 7k RP1 4 7k VD3 R15 1 5k RP3 10k R12 10k VD1 VD2 C6 30P R14 R13 C7 8 9 10 V5 C5 0 22Uf 9013 R11 V3 5 1k 8 2V R9 R10 10k 10k V4 C4 0 22uF 9013 R8 V2 5 1K 8 2V R6 R7 10k 10k V1 R4 R5 8 2V 10k 10k C3 0 22uF R2 R3 10k 10k C2 0 22uF R1 10k K 0 47uF C1 7 6 5 4 3 2 1 电流调节器原理图 9 2 UM 15V VD3 R8 R7 15V C2 VD2 VD1 R6 RP1 C1 R3 1 R4 R5 R2 R1 R3 15V 15V 1 Usr 转矩极性鉴别单元原理图 C1 15V 15V R5 2 UI VD3 R6 VD2 VD1 R3 R2 R4 RP1 R1 15V 1 Usr 零电平检测单元原理图 Usr Usr1 Usr2 Uscm1 Uscm2 UM Usr1 Usr2 Usr UI 10 转矩极性鉴别输入输出特性 零电平检测输入输出特性 速度变换单元 反号器原理图 1 Ug 停止负给定 运行 S2 正给定 S1 RP2 RP1 15V 15V 电压给定原理图 VD7 15V 3 U V5 R10 V4 R8 R9 K VD11 VD10 V3 R7 SB R6 VD9 R5 V2 C2 VD8 R4 V1 R3 RP2 2 If 1 I0 RP1 R2 R1 C1 VD2VD6VD4 VD5VD3VD1 TA3 TA2 TA1 电流反馈与过流保护原理图 RP1 C1 R1 3 2 1 R1 2 R4 RP2 15V 15V RP1 C1 R1 R3 R1 R2 R1 VD2 VD1 R1 1 R1 11 Ulf V1 Ulr U UZ UF V4 V2 V3 R7 R5 R8 R6 VD9 VD8 VD7 VD6 VD5 G8 C4 R4 R3 C3 VD3 VD4 VD2 VD1 R2 R1 C2 C1 UI UM 15V 逻辑控制器原理图 五 实验方法与步骤五 实验方法与步骤 将 DJDK04 挂件的十芯电源线与控制屏连接 打开电源 即可开始实验 1 速度调节器的调试 1 调节器调零 将 DJDK04 中的 速度调节器 单元的所有输入端 1 2 3 脚 接地 用导线将 5 6 脚短接 使 速度调节器 成为 P 比例 调节器 调节面板上的调零电位器 RP1 用万用表的毫 伏档 若无 用 0 25V 档 测量速度调节器 6 端的输出 使调节器的输出电压尽可能接近于零 2 调整输出正 负限幅值 把 5 6 短接线去掉 使调节器成为 PI 比例积分 调节器 然后将 DJDK04 的给定输出端 Ug 接到速度调节器的 3 端 当加一定的正给定时 调整负限幅电位器 RP3 观察输出电压的变 化 当调节器输入端加负给定时 调整正限幅电位器 RP2 观察调节器输出正电压的变化 3 测定输入输出特性 再将反馈网络中的电容短接 将 5 6 端短接 使速度调节器成为 P 比例 调节器 在调节器的输入端分别逐渐加入正 负电压测出相应的电压 直至输出达到限幅值 并画出曲线 2 电流调节器的调节 1 调节器调零 将 DJDK04 中的 电流调节器 单元的所有输入端 1 7 脚 接地 用导线将 9 10 脚短接 使 电流调节器 成为 P 比例 调节器 调节面板上的调零电位器 RP4 用万用表的毫 伏档 若无 用 0 25V 档 测量速度调节器 10 端的输出 使调节器的输出电压尽可能接近于零 2 调整输出正 负限幅值 把 9 10 短接线去掉 使调节器成为 PI 比例积分 调节器 然后将 DJDK04 的给定输 12 出端 Ug 接到电流调节器的 4 端 当加一定的正给定时 调整负限幅电位器 RP2 观察输出电 压的变化 当调节器输入端加负给定时 调整正限幅电位器 RP1 观察调节器输出正电压的变化 3 测定输入输出特性 再将反馈网络中的电容短接 将 9 10 端短接 使速度调节器成为 P 比例 调节器 在调节器的输入端分别逐渐加入正 负电压测出相应的电压 直至输出达到限幅值 并画出曲线 3 零电平检测 单元的调试 测定 零电平检测 单元的环宽 要求其环宽为 0 4 0 6V 调节 RP1 使回环沿纵坐标右侧偏离 0 2V 即环从 0 4 到 0 6V 零电平检测 单元的具体调试方法 1 调节给定 Ug 使 零电平检测 单元的 1 脚约加 0 6V 电压 调节电位器 RP1 恰好 使 2 端输出从 1 跃变为 0 2 慢慢减小给定 当 零电平检测 的 2 端从 0 跃变为 1 时 检测 零电平检测 的 1 端应为 0 2V 左右 否则应调整电位器 3 根据测得的数据 画出 零电平检测 单元的输入输出特性 回环 4 转矩极性鉴别 单元的调试 测定 转矩极性鉴别 单元的环宽 要求环宽为 0 4 0 6V 记录高电平值 调节单元中的 RP1 使特性满足要求 转矩极性鉴别 要求的环宽从 0 25 到 0 25V 转矩极性鉴别 单元的具体调试方法 1 调节给定 Ug 使 转矩极性鉴别 的 1 脚得到约 0 25V 电压 调节电位器 RP1 恰 好使 2 端从 高电平 跃变为 低电平 2 调节负给定从 0V 调起 当转矩极性鉴别器的 2 从 低电平 跃变为 高电平 时 检测转矩极性鉴别器的 1 端应为 0 25V 左右 否则应调整电位器 使 2 端电平变化时 1 端的输入正 负电压的绝对值基本相等 5 反号器的调试 测定输入输出比例 输入端加入 5V 电压 调节 RP1 使输出端输出为 5V 6 逻辑控制电路的调试 测试逻辑功能 列出真值表 真值表应符合下表要求 UM110001 输入 UI100100 UZ Ulf 000111 输出 UF Ulr 111000 调试方法 1 首先将 零电平检测 转矩极性鉴别 调节到位 符合其特性曲线 给定接 转矩极 性鉴别 的输入端 输出端接 逻辑控制 的 UM 零电平检测 的输出端接 逻辑控制 的 13 UI 输入端接地 2 将给定的 RP1 RP2 电位器顺时针旋到底 将 S2 打到运行测 3 将 S1 打到正给定测 用万用表测量 逻辑控制 的 3 6 和 4 7 端 3 6 端输出为高电平时 4 7 端应为低电平 此时将 DJDK04 中的给定部分 S1 开关从正给 定打到负给定侧 则 3 6 端输出从高电平跳变为低电平 4 7 端输出也从低电平跳变 为高电平 在跳变的过程中用示波器观测 5 端输出的脉冲信号 4 将 零电平检测 的输入端解高电平 此时将 DJDK04 中的给定部分的 S1 开关来回扳动 观察 逻辑控制 的输出有无变化 六 实验报告六 实验报告 1 画出 速度调节器 电流调节器 零电平检测 转矩极性鉴别 的输入输出特性曲 线 2 简述各控制单元的调试要点 实验三实验三 转速闭环不可逆直流调速系统实验转速闭环不可逆直流调速系统实验 一 实验目的一 实验目的 1 了解单闭环直流调速系统的原理组成及个主要部件的原理 2 掌握晶闸管直流调速系统的基本特性 3 认识闭环反馈控制系统的基本特性 二 实验内容二 实验内容 1 Uct 不变时直流电动机开环特性的测定 2 Ud 不变时直流电动机开环特性的测定 3 转速单闭环直流调速系统特性的测定 三 实验所需挂件及附件三 实验所需挂件及附件 序号型号备注 1DJK01 电源控制屏 该控制屏包含 三相电源输出 励磁电源 电感 等几个模块 2DJK02 晶闸管主电路该挂件包含 晶闸管 触发电路等几个模块 14 3DJK04 电机调速控制实验 该挂件包含 给定 速度调节器 电流调节器 电流反馈与过流保护 速度变换等几个模块 4 DD03 3 电机导轨 光码盘 测速系统及数显转速表 5DJ13 1 直流发电机 6DJ15 直流电动机 7D42 可调电阻箱 8万用表 四 实验原理及接线图四 实验原理及接线图 转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号 经 转速变换 后接到 速度调 节器 的输入端 与 给定 的电压相比较经放大后 得到移相控制电压 Uct 控制整流桥的 触 发电路 触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间 以改变 三相全控整流 的输出电压 这就构成了速度负反馈闭环系统 U2 I2 R 测速发电机 1 2 3 Ld U1 I1 Ulf R7 C5 Uct 6 4 5 6 1 3 2 三相电源输出 三相 全控 整流 正桥 功放 触发 电路 速度 调节器 给定 速度 变换 TG 电流反馈 与过流保护 V A M G A V 励磁 电源 实验接线原理图 15 五 实验方法与步骤五 实验方法与步骤 1 Uct 不变时的直流电动机开环外特性的测定 1 按接线图分别接好主回路和控制回路 Ug 直接接 Uct 直流发电机接 D42 上的负载电阻 R Ld 200mH 将给定的输出调到零 2 电动机加励磁 起动 Ug 从 0V 起逐渐增加 使 n 1200rpm 3 改变负载电阻 R 使 Id 从 Ied 到空载即可测出 Uct 不变时 n f Id 的外特性 通过调 节 R 和 Ug 将电动机转速调为 1200rpm 电枢电流调为 1 2A 额定值 随后保持 Uct 不变 逐渐 增大 R 电枢电流将下降 转速上升 每调节一次 记录 Id n 于下表中 n rpm Id A 2 Ud 不变时直流电动机开环外特性的测定 1 Ug 直接接 Uct 发电机接负载电阻 R Ld 200mH 调给定输出为零 2 加励磁 起动 调节 Ug 使 n 1200rpm 3 改变 R 使 Id 从 Ied 到空载 保持 Ud 不变 则可测出 Ud 不变时的电动机开环特性 n f Id 改变 R 和 Ug 将电动机转速调到 1200rpm 电枢电流调至 1 2A 额定值 随后增大 R 并保持 Ud 不变 每改变一次 R 值 测 Id n 并记录于下表 n rpm Id A 3 转速单闭环直流调速系统 1 转速反馈系数的整定 Ug 接 Uct Ld 200mH 调节 Ug 为 0 加励磁 起动 Ug 从 0V 调起 使 n 1500rpm 调 速 度变换 单元上的 RP1 使得该转速时 1 3 端电压 Ufn 6V 则 2 3 端电压为 1 3V rpmVrpmV 009 0 1500 3 1 2 将给定输出 Ug 接速度调节器 3 端 速度变换 输出接 速度调节器 2 端 速度调节 器输出 Usc 接 Uct 此时转速反馈应为正电压 发电机接 R 调 Ug 为零 3 发电机先轻载 Ug 从 0V 调起 使 n 1200rpm 4 调节 R 使 Id 从小到大 直至 Ied 测出 Id n 即可测出系统静态特性曲线 n f Id 并记录数据于下表 n rpm Id A 六 实验报告六 实验报告 16 根据所测数据分别作出 Uct Ud 不变时 电动机开环外特性曲线及转速闭环调速系统静态特性 曲线 七 注意事项七 注意事项 1 Ug 接 Uct 给定为正电压 2 发电机所接电阻 R 应将 D42 上每组两个 900 电阻并联使用 3 调节 R 时 要慢慢旋转调节旋钮 特别是电动机电枢电流接近 Ied 时 这时 R 已很小 防止用力过大 将 R 调到 0 造成发电机电枢短路 4 注意电动机的转向 应使转速输出信号 红色插孔为正极 黑色插孔为负极 与 转速变 换 上插孔连接时 应 红 接 红 黑 接 黑 八 思考题八 思考题 1 P 调节器和 PI 调节器在直流调速系统中的作用有什么不同 2 实验中 如何确定转速反馈的极性并把转速反馈正确地接入系统中 3 改变 速度调节器 的电阻 电容参数 对系统有什么影响 实验四实验四 电流单闭环不可逆直流调速系统电流单闭环不可逆直流调速系统 一 实验目的一 实验目的 1 了解电流单闭环直流调速系统的原理 组成及各主要单元部件的原理 2 掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程 3 认识闭环反馈控制系统的基本特性 二 实验内容二 实验内容 1 电流反馈系数的整定 2 电流单闭环调速系统静态特性的测定 三 实验所需挂件及附件三 实验所需挂件及附件 序号型号备注 1DJK01 电源控制屏 该控制屏包含 三相电源输出 励磁电源 电感 等几个模块 2DJK02 晶闸管主电路该挂件包含 晶闸管 触发电路等几个模块 3DJK04 电机调速控制实验 该挂件包含 给定 速度调节器 电流调节器 电流反馈与过流保护 速度变换等几个模块 4D42 可调电阻箱 5DD03 3 电机导轨 光码盘 17 测速系统及数显转速表 6DJ13 1 直流发电机 7DJ15 直流电动机 8万用表 四 实验原理及接线图 电流单闭环实验是将反映电流变化的电流互感器输出信号经整流在采样电阻上得到的电压信号 作为反馈信号 加到 电流调节器 的输入端 与 给定 的电压相比较 经放大后 得到移相控 制电压 Uct 控制整流桥的 触发电路 触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间 以改 变 三相全控整流 的输出电压 这就构成了电流负反馈闭环系统 五 实验方法与步骤五 实验方法与步骤 1 电流反馈系数的整定 1 直接将 给定 Ug 接 DJK02 上的 Uct 整流桥输出端接电阻负载 R 负载电阻放在最大 值 Ug 调到零 2 启动 Ug 从 0V 调起 使 Ud 升高至 220V 减小 R 的值 调节 电流反馈与过流保护 单元上的电位器 RP1 使 Id 1 3A 时 2 端 If的电流反馈电压 Ufi 6V 这时的电流反馈系数 Ufi Id 4 615V A 2 电流单闭环直流调速系统静态特性的测定 1 按图接线 Ug 为负给定 电流反馈为正电压 将 电流调节器 接成 PI 调节器 直流 发电机接负载电阻 R Ld 用 DJK02 的 200mH 将给定输出调到零 2 直流发电机先轻载 从零开始逐渐调大 给定 电压 Ug 使电动机转速接近 1200rpm 3 调节发电机负载电阻 使阻值从大到小 直至 n 500rpm 即可测出系统静态特性 曲 线 n f Id 数据记录 n rpm Id A I2 U2 R Ld I1 U1 Ulf Uct 10 R13 C7 8 9 10 3 3 2 2 1 4 三相电源输出 三相 全控 整流 正桥 功放 触发 电路 电流 调节器 给定 电流反馈 与过流保护 V A M 励磁 电源 G V A 18 六 实验报告六 实验报告 在试验报告上作出系统静态特性曲线 七 注意事项七 注意事项 1 注意给电机加励磁 2 当可变电阻 R 阻值已调到较小时 要调的慢一些 3 电枢电流值不要超过额定值 八 思考题八 思考题 1 电流反馈信号缺失对系统有什么影响 2 电流反馈信号过大或过小会出现什么现象 实验五实验五 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验 一 实验目的一 实验目的 1 了解双闭环不可逆直流调速系统的原理 组成 2 掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤 方法及参数的整定 二 实验内容二 实验内容 1 各控制单元调试 2 整定电流反馈系数 转速反馈系数 3 测定高 低转速时系统闭环静态特性 n f Id 4 闭环控制特性 n f Ug 的测定 三 实验所需挂件及附件三 实验所需挂件及附件 序号型号备注 1DJK01 电源控制屏 该控制屏包含 三相电源输出 励磁电源 电感 等几个模块 2DJK02 晶闸管主电路该挂件包含 晶闸管 触发电路等几个模块 3DJK04 电机调速控制实验 该挂件包含 给定 速度调节器 电流调节器 电流反馈与过流保护 速度变换等几个模块 19 4D42 可调电阻箱 5 DD03 3 电机导轨 光码盘 测速系统及数显转速表 6DJ13 1 直流发电机 7DJ15 直流电动机 8万用表 四 实验原理与接线图四 实验原理与接线图 双闭环直流调速系统是由电流和转速两个调节器进行综合调节 可获得良好的静 动态性能 两个 调节器均采用 PI 调节器 由于调整系统的主要参数为转速 故将转速环作为主环放在外面 电流环作 为副环放在里面 这样可以抑制电网扰动对转速的影响 从而实现比较理想的调速效果 五 实验方法与步骤五 实验方法与步骤 1 速度调节器调试 1 速度调节器调零 将速度调节器所有输入端端接并接地 用万用表毫伏档测其输出 调 节本单元的电位器 RP1 将输出调为零 2 在速度调节器 3 端输入 5V 调节本单元电位器 RP3 将输出调为 6V 2 电流调节器调试 1 电流调节器调零 将电流调节器所有输入端短接接地 用万用表毫伏档测量其输出 调 节电流调节器上的电位器 RP4 将输出调为零 2 在电流调节器 4 端输入 6V 调节其上的电位器 RP1 将输出调为 9V 3 调节电流反馈系数 晶闸管桥路输出电流为 1 3A 时 调节本单元的电位器 RP1 使 电流 反馈与过流保护 单元 2 端输出电压为 6V 4 调节转速反馈系数 在 n 1500rpm 时 调节转速变换单元上的 RP1 使 3 端输出 Ufn 2V 2 3 端之间电压 I2 U2 R Ld I1 U1 Ulf Uct 10 测速发电机1 2 R13 C7 8 9 10 2 3 3 2 3 2 6 4 R7 C5 4 5 6 1 3 三相电源输出 三相 全控 整流 正桥 功放 触发 电路 速度 调节器 给定 速度 变换 TG 电流反馈 与过流保护 V A M G V A 励磁 电源 电流 调节器 20 实验接线原理图 5 特性测试 1 按图接线 Ug 为正给定 转速反馈信号为负电压 电流反馈信号 UIf为正电压 将电机 先轻载 调 Ug 使电机转速 n 1200rpm 然后调节发电机负载电阻 R 增大 Id 直至 Ied 记录 n Id 记录于下表 根据所测数据作静态曲线 n f Id n 1200rpm n rpm Id A 2 将 R 调至最大值 降低 Ug 将转速调为 n 800rpm 调节 R 增大 Id 直至 Ied 1 2A 记录 n Id 根据所测数据 作出静态曲线 n f Id n 800rpm n rpm Id A 3 调节 Ug 及 R 使 Id Ied n 1200rpm 逐渐降低 Ug 记录 Ug 和 n 测出该调速系统 的控制特性 n f Ug n rpm Id A 六 实验报告六 实验报告 1 在实验报告上根据所测数据作出调速系统在 n 1200rpm 和 n 800rpm 的静态曲线 n f Id 2 作出起始条件为 Id Ied N 1200rpm 的控制特性曲线 n f Ug 七 注意事项七 注意事项 1 转速反馈为负反馈 应将转速信号接成负电压信号 2 电流反馈为负反馈 应将电流反馈信号接为正电压信号 3 电流调节器限幅值应根据不同实验台调节 若输出 9V 过大 可降低输出 4 调节 R 时 要慢慢旋转 特别当 R 值较小时 跟要慢些 八 思考题八 思考题 1 为什么双闭环直流调速系统中使用的调节器均为 PI 调节器 2 转速负反馈的极性如果接反会产生什么现象 3 双闭环直流调速系统中哪些参数的变化会引起电动机转速的改变 哪些参数的变化会引起 电动机最大电流的变化 21 实验六实验六 双闭环三相异步电动机调压调速系统实验双闭环三相异步电动机调压调速系统实验 一 实验目的一 实验目的 1