運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2015

1、運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室編河北工程大學(xué) 信電學(xué)院（2015版）目 錄MCL-型電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用說明1實(shí)驗(yàn)一 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)測(cè)定及調(diào)節(jié)器的調(diào)試4實(shí)驗(yàn)二 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)9實(shí)驗(yàn)三 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)14實(shí)驗(yàn)四 雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)19安全注意事項(xiàng)1. 本實(shí)驗(yàn)室使用強(qiáng)電做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中發(fā)生觸電事故應(yīng)立即切斷電源。參加實(shí)驗(yàn)的所有人員都必須知道實(shí)驗(yàn)室總電源開關(guān)的位置以及實(shí)驗(yàn)臺(tái)上電源開關(guān)的位置，以便緊急情況時(shí)斷開電源。實(shí)驗(yàn)室總電源開關(guān)的閉合由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)人員負(fù)責(zé)；實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的電源開關(guān)接通前要告知周圍同學(xué)后方可接通。2. 實(shí)驗(yàn)中每次接線、拆線或改接線時(shí)，

2、都要確保電源已斷開。3. 接線時(shí)不得出現(xiàn)任何裸漏的帶電部分，尤其是懸空裸露的接插件必須嚴(yán)格禁止。4. 測(cè)試過程中需要改變示波器信號(hào)線或電表表筆測(cè)量點(diǎn)時(shí)，可以帶電操作，但切記只用一只手操作，且不得接觸裸漏的可能帶電部件。5. 實(shí)驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，謹(jǐn)防衣服、圍巾和頭發(fā)等卷入其中造成人身傷害。6. 實(shí)驗(yàn)完成后立即關(guān)斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源，然后再檢查測(cè)量結(jié)果的正確性和完整性。實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)1. 連接實(shí)驗(yàn)線路時(shí)要按照連接點(diǎn)的距離合理使用不同長(zhǎng)度的導(dǎo)線。完成接線或改接線路后要經(jīng)指導(dǎo)教師檢查通過方可通電實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)完成后把線整理好放在桌面上。2. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)總電源開關(guān)（鑰匙開關(guān)等）接通時(shí)常出現(xiàn)過流保護(hù)誤動(dòng)作，只需按下

3、電源控制屏上過流保護(hù)電路的復(fù)位按鈕SB1解除過流狀態(tài)即可正常工作。3. 雙蹤示波器兩個(gè)探頭的地線端是短接的，測(cè)量中必須保證兩個(gè)探頭的地線同電位或有良好電氣隔離。本實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)測(cè)試中要求兩條地線短接或只用一根地線。4. 起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)前要保證電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組已連接勵(lì)磁電源，并保證勵(lì)磁電源開關(guān)扳到接通的位置。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁要接并勵(lì)繞組，不可接串勵(lì)繞組。5. 直流調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)工作時(shí)，給定環(huán)節(jié)的輸出接于觸發(fā)脈沖控制端。這種情況下不得在給定環(huán)節(jié)輸出（Ug）較大時(shí)直接接通主電源；不得隨意扳動(dòng)給定環(huán)節(jié)的開關(guān)。6. 注意實(shí)驗(yàn)室的紀(jì)律，不得在實(shí)驗(yàn)室打鬧。注意實(shí)驗(yàn)室的衛(wèi)生，不得亂扔雜物，尤其是飲料袋和食品包裝，嚴(yán)禁放

4、入抽屜內(nèi)。25MCL-型電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用說明本節(jié)介紹實(shí)驗(yàn)臺(tái)上運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)使用的部分面板和掛箱。一、MCL31低壓控制電路及儀表面板MCL31由給定G、零速封鎖器DZS、速度變換器FBS、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR、直流電流表、交流電流表組成。1、給定 G原理圖如圖01。它的作用是得到所需的給定電壓。正負(fù)電壓的大小可分別由RP1、RP2兩個(gè)多圈電位器調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)范圍為0一±13V左右）。數(shù)值由面板右邊的電壓表讀出。給定電路能給出下列階躍的給定信號(hào)：1) 0V突跳到正電壓，正電壓突跳到 0V；2) 0V突跳到負(fù)電壓，負(fù)電壓突跳到0V；3) 正電壓突跳到負(fù)電壓，負(fù)電壓

5、突跳到正電壓。只要適當(dāng)扳動(dòng)S1、S2的不同位置即能實(shí)現(xiàn)上述階躍信號(hào)輸出，使用者可以參考其電路圖確定操作方法。使用注意事項(xiàng)：給定輸出電壓較高時(shí)，輸出端短路會(huì)燒壞限流電阻。2、速度變換器 FBS 速度變換器FBS用于轉(zhuǎn)速反饋的調(diào)速系統(tǒng)中，將測(cè)速裝置輸出的電壓變換成適合速度調(diào)節(jié)器使用并與轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓，作為速度反饋。其原理圖如圖02所示。使用時(shí)，將測(cè)速裝置輸出端接至速度變換器的輸入端1和2。轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)由電位器RP中心抽頭輸出。反饋強(qiáng)度由電位器RP調(diào)節(jié)，RP安裝在面板上。3、速度調(diào)節(jié)器 ASR速度調(diào)節(jié)器的對(duì)給定和反饋兩個(gè)輸入量進(jìn)行加減法、比例、積分和微分等運(yùn)算，使其輸出按所需規(guī)律變化。它由運(yùn)算

6、放大器，輸入與反饋網(wǎng)絡(luò)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成。速度調(diào)節(jié)器ASR的原理圖見圖13所示（第6頁(yè)）。由二極管VD4、VD5和電位器RP2、RP3組成正負(fù)限幅值可調(diào)的限幅電路。由C2、R5組成反饋微分校正網(wǎng)絡(luò)，用于抑制振蕩，減少超調(diào)。R6、C1組成速度環(huán)串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)。場(chǎng)效應(yīng)管V5為零速封鎖電路，當(dāng)4端為“0V”時(shí)V5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)，V5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插線孔，電容C2兩端也裝有插線孔，可根據(jù)需要外接電容。4、電流調(diào)節(jié)器 ACR電流調(diào)節(jié)器對(duì)其輸入信號(hào)（給定量和反饋量）進(jìn)

7、行加減法、比例、積分、微分，延時(shí)等運(yùn)算，以使其輸出所需。它由運(yùn)算放大器、二極管限幅、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)、反饋?zhàn)杩咕W(wǎng)絡(luò)等幾部分組成。電流調(diào)節(jié)器ACR的原理圖見設(shè)備面板。與速度調(diào)節(jié)器相比，增加了4個(gè)輸入端，其中2端接過流推信號(hào)，來自邏輯控制器的過流信號(hào)U，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)載構(gòu)成射極跟隨器。如V3、V

8、4基極電位為負(fù)時(shí)， V3管（NPN型晶體管）截止，V4管和負(fù)載構(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。二、MCL32電源控制屏面板MCL32由主電源輸出、電流變送器及過流過壓保護(hù)電路組成。1主電源輸出在實(shí)驗(yàn)時(shí)，按下綠色按扭后，U、V、W輸出線電壓為230V左右的三相電壓。2電流變送器與過流保護(hù)（FBCFA）此單元有兩種功能：一是檢測(cè)電流反饋信號(hào)，二是發(fā)出過流信號(hào)。電路圖見圖03。(1) 電流變送器電流變送器適用于可控硅直流調(diào)速裝置中，與電流

9、互感器配合，檢測(cè)可控硅變流器交流進(jìn)線電流，以獲得與變流器電流成正比的直流電壓信號(hào)、零電流信號(hào)和過電流邏輯信號(hào)。電流互感器的輸出為TA1、TA2、TA3，反映電流大小的信號(hào)經(jīng)三相橋式整流電路整流后加至R1、R2、VD1和RP1及R3、R4組成的各支路上，其中：a、 R2與VD1并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，在其中點(diǎn)取零電流檢測(cè)信號(hào)。b、 將RP1的可動(dòng)觸點(diǎn)輸出作為電流反饋信號(hào)，反饋強(qiáng)度由RP1進(jìn)行調(diào)節(jié)。c、 將可動(dòng)觸點(diǎn)RP2與過流保護(hù)電路相聯(lián)，輸出過流信號(hào)，可調(diào)節(jié)過流動(dòng)作電流的大小。(2) 過流保護(hù)(FA)當(dāng)主電路電流超過某一數(shù)值后(2A左右)，由R3，R4上取得的過流信號(hào)電壓超過運(yùn)算放大器的反向輸入端，

10、運(yùn)放A1輸出低電平（有效電平），使RS觸發(fā)器的輸出為高電平，使晶體三極管VT由截止變?yōu)閷?dǎo)通，結(jié)果使繼電器K1的線圈得電。繼電器K1由釋放變?yōu)槲?，它的常閉觸點(diǎn)接在主回路接觸器的線圈回路中，使接觸器釋放，斷開主電路。并使發(fā)光二極管亮，作為過流信號(hào)指示。告訴操作者已經(jīng)過流跳閘。SA為解除記憶的復(fù)位按鈕。當(dāng)過流動(dòng)作后，如過流故障已經(jīng)排除。則須按下該按鈕以解除過流狀態(tài)，恢復(fù)正常工作。三、MCL33觸發(fā)電路及晶閘管主回路掛箱 MCL33由脈沖控制及移相、雙脈沖觀察孔、第一組可控硅、第二組可控硅、二極管組、RC吸收回路、平波電抗器L組成。1、脈沖控制及移相MCL33內(nèi)置的觸發(fā)器是一套數(shù)字電路構(gòu)成的觸發(fā)電路

11、，輸出相位差為60°的經(jīng)過調(diào)制的“雙窄”脈沖（調(diào)制頻率為3 10KHz），即每個(gè)觸發(fā)脈沖為一簇方波。觸發(fā)脈沖分別由兩路功放進(jìn)行放大，分別由Ublr和Ublf進(jìn)行控制。當(dāng)Ublf接地時(shí)，第一組脈沖放大電路工作。當(dāng)Ublr接地時(shí)，第二組脈沖放大電路工作。脈沖移相由Uct端的輸入電壓進(jìn)行控制。當(dāng)Uct端輸入電壓升高時(shí)脈沖前移（減?。?；Uct端輸入電壓降低時(shí)脈沖后移（增大）。移相范圍為= 10°160°。偏移電壓調(diào)節(jié)電位器RP調(diào)節(jié)脈沖的初始相位，不同的實(shí)驗(yàn)初始相位要求不一樣。2、雙脈沖及同步電壓觀察孔雙脈沖觀察孔輸出經(jīng)過調(diào)制的雙脈沖。同步電壓觀察孔，輸出相電壓為30V左右

12、的同步電壓，用雙蹤示波器分別觀察同步電壓和雙脈沖，可比較雙脈沖的相位。注意：“脈沖觀察孔”和“同步電源觀察孔”在面板上為小孔，僅能接示波器，不能輸入輸出任何信號(hào)。3、其它RC吸收回路可消除整流引起的振蕩。通常接在整流橋輸出端。平波電抗器可作為電感性負(fù)載電感使用，電感分別為50mH、100mH、200mH、700mH，在1A范圍內(nèi)基本保持線性。通常都是作700mH電感使用，即連接最上和最下端。使用注意事項(xiàng)：可控硅門極觸發(fā)脈沖的連線裝置內(nèi)部已接好，實(shí)驗(yàn)時(shí)不必再接線，只需直鍵開關(guān)彈起。若需外加觸發(fā)脈沖，必須通過直鍵開關(guān)切斷內(nèi)部觸發(fā)脈沖（直鍵開關(guān)按下并鎖?。?shí)驗(yàn)一 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)測(cè)定及調(diào)節(jié)器

13、的調(diào)試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)成。3掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主回路電阻和電感的測(cè)定方法。2熟悉調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的調(diào)試方法，了解PI特性的測(cè)試方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主回路的總電阻和電樞繞組電阻；2測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組電感；3調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的正負(fù)向限幅值，觀測(cè)PI特性。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1. MCL電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，電源控制屏，MCL31控制屏。2. MCL33組件，MEL03三相可調(diào)電阻器掛箱，MEL11電容掛箱。3. 由測(cè)速發(fā)電機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)（M03）、直流發(fā)電機(jī)（M01）以及安裝導(dǎo)軌構(gòu)成的機(jī)組。4. 二蹤慢掃描示波器。四注意事項(xiàng)1. 為防止電樞過大電流沖擊，

14、每次接通主電源前給定電位器應(yīng)調(diào)回零位。2. 電機(jī)通入大電流時(shí)測(cè)量時(shí)間要短，以防電機(jī)過熱。3. 測(cè)量?jī)x表顯示有波動(dòng)時(shí)，取平均值即可。五實(shí)驗(yàn)操作1. 實(shí)驗(yàn)接線本實(shí)驗(yàn)需要采用三種完全不同的接線滿足三大項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：電阻測(cè)定、電感測(cè)定和調(diào)節(jié)器調(diào)試。實(shí)驗(yàn)時(shí)針對(duì)具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容接線，用完拆除。對(duì)于電樞回路電阻的測(cè)定，圖1-1中只給出了主電路的接線圖，觸發(fā)電路使用MCL33內(nèi)置觸發(fā)器，接線見下文單獨(dú)列出的標(biāo)題。調(diào)節(jié)器調(diào)試中的圖1-3只給出了調(diào)節(jié)器內(nèi)部的電路圖，實(shí)驗(yàn)中的接線按照實(shí)驗(yàn)操作中的描述。2觸發(fā)電路接線的特別說明MCL33內(nèi)置觸發(fā)器的同步電源信號(hào)線和觸發(fā)脈沖到晶閘管的連線都已通過內(nèi)部引線連接。實(shí)驗(yàn)臺(tái)總開關(guān)接通

15、后，同步信號(hào)就引入了觸發(fā)電路。為了靈活使用晶閘管，內(nèi)部觸發(fā)信號(hào)到第組整流橋晶閘管門極的線路中安裝了按鍵開關(guān)，按鍵開關(guān)彈出時(shí)接通內(nèi)部觸發(fā)信號(hào)。實(shí)驗(yàn)時(shí)仍有五條線需要連接。觸發(fā)電路工作需要的±15V電源，從MCL31面板相應(yīng)端引入（三條線）。要實(shí)現(xiàn)移相控制，需要在Uct端引入移相控制電壓（一條線）。 要想使觸發(fā)信號(hào)能夠到達(dá)第組整流橋，需要把Ub1f接地（與下端相鄰插孔連接）；同樣，要想使觸發(fā)信號(hào)能夠到達(dá)第組整流橋，需要把Ub1r接地（由于兩組橋不同時(shí)使用，所以這里只接一條線）。注意：觸發(fā)電路區(qū)域的“同步電源觀察孔”和“脈沖觀察孔”是用來接示波器信號(hào)線的，不可作其它用途。在此引入同步電源或引

16、出觸發(fā)脈沖會(huì)燒壞觸發(fā)電路。說明：以下實(shí)驗(yàn)中都要用到該觸發(fā)器，也都需要接這五條線，請(qǐng)按照本說明接線。3電樞回路電阻的測(cè)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(cè)出晶閘管整流裝置的電源內(nèi)阻，可采用伏安特性法來測(cè)定，其實(shí)驗(yàn)線路如圖11 所示。負(fù)載電阻仍采用兩只900電阻并聯(lián)。測(cè)試時(shí)電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁，電機(jī)不轉(zhuǎn)。把給定環(huán)節(jié)的電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct0。將負(fù)載電阻調(diào)至最大。接通實(shí)驗(yàn)臺(tái)總電源，按下電源控制屏主電路的閉合按鈕，把線電壓為220V的三相交流電壓引入整流器交流側(cè)。、電樞回路總電阻的測(cè)定調(diào)節(jié)Ug使整流裝置輸出電壓Ud1

17、20V （也可取額定輸出電壓30%70%內(nèi)的其他值），然后調(diào)整Rz使電樞電流為Id=0.6A （取額定輸出電流的8090均可），讀取電流表A的數(shù)值I1和電壓表V的數(shù)值U1，則此時(shí)整流裝置的理想空載電壓為 Ud0 I1R U1保持控制角不變（也即Ud0不變）的條件下，調(diào)節(jié)Rz，使電流表A的讀數(shù)為Id=0.2A （取I1的一半以下），讀取電流表A的數(shù)值I2和電壓表V的數(shù)值U2，則 Ud0I2R U2求解兩式，可得電樞回路總電阻R (U2U1)/(I1I2)、主回路短接電機(jī)電樞繞組后電阻的測(cè)定把電機(jī)電樞兩端短接，重復(fù)上述中的實(shí)驗(yàn)步驟，可得RLRn = (U2U1)/(I1I2)、電樞繞組電阻的計(jì)算電

18、機(jī)的電樞電阻為Ra = R (RLRn)4電樞繞組電感量的測(cè)定電樞回路總電感包括電機(jī)的電樞繞組電感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，故可認(rèn)為電樞回路的等效總電感為：LLaLL電感的數(shù)值可用交流伏安法測(cè)定。測(cè)電樞電感時(shí)電動(dòng)機(jī)應(yīng)該加入額定勵(lì)磁。實(shí)驗(yàn)線路如圖12所示，從MCL32電源控制屏引出的220V交流電壓經(jīng)MCL35中變壓器兩級(jí)降壓后變?yōu)榧s55V交流電壓，連接到被測(cè)電感（電樞繞組或平波電抗器）。按下電源控制屏主電路的閉合按鈕（接通主電路電源），用電壓表和電流表分別測(cè)出加入交流電壓后電樞兩端（或電抗器）上的電壓值Ua（或UL）及電流I ，從而可得到交流阻抗

19、Za（或ZL）。計(jì)算出電感值La和 LL 的公式如下：注意：實(shí)驗(yàn)中流入電機(jī)的交流電流的有效值應(yīng)小于電機(jī)電樞的額定值。5速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試速度調(diào)節(jié)器（ASR）的原理圖見圖13所示，把ASR的給定輸入端1接到給定電路G的輸出，封鎖端4接到DZS（零速封鎖器）輸出端3，并把DZS的開關(guān)S打到“解除”位置。(1) 調(diào)整輸出正負(fù)限幅值 在調(diào)節(jié)器 “5”、“6” 端接入MEL11掛箱中的一個(gè)電容，使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器。給調(diào)節(jié)器加入負(fù)極性的絕對(duì)值較大的給定輸入電壓Ug，使調(diào)節(jié)器輸出達(dá)到正向限幅值，調(diào)節(jié)正限幅電位器RP1使正限幅值等于“+5V”；給調(diào)節(jié)器加入正極性的較大的給定輸入電壓Ug，使調(diào)節(jié)器輸出達(dá)到

20、負(fù)向限幅值，調(diào)節(jié)負(fù)限幅電位器RP2使負(fù)限幅值等于“-5V”。(2) 測(cè)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型調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正（或負(fù)）電壓，測(cè)出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出達(dá)到限幅值，并畫出輸入輸出關(guān)系曲線。(3) 觀察PI特性 拆除調(diào)節(jié)器“5”、“6”端的短接線（把電容串入反饋網(wǎng)絡(luò)中），使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器。通過給定環(huán)節(jié)中的S1切換開關(guān)使給定電壓在正負(fù)值之間突變，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化波形，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋電容，觀察輸出電壓波形的變化。說明：反饋電容由MEL11掛箱改變數(shù)值；正負(fù)給定電壓的絕對(duì)值要適當(dāng)小；示波器

21、掃描速度要適當(dāng)慢。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容。2. 說明實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法如果完全按照本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書做實(shí)驗(yàn)，可以寫明：“使用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書指定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書給出的接線圖和操作方法完成實(shí)驗(yàn)”。如果實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)操作方法等與本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書有所不同，要詳細(xì)寫明。3. 電樞回路電阻的測(cè)定 列出測(cè)定電樞回路總電阻的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、計(jì)算公式以及計(jì)算結(jié)果。例如：按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書“電樞回路總電阻的測(cè)定”中的方法，測(cè)得：當(dāng)電樞回路電流為： I1=0.6 A 時(shí)， 輸出電壓為： U1= . V當(dāng)電樞回路電流為： I2=0.2 A 時(shí)， 輸出電壓為： U2= . V根據(jù)計(jì)算公式： R (U2U1)/(I1

22、I2)可得電樞回路總電阻為： R . = . 列出測(cè)定短接電動(dòng)機(jī)電樞繞組后的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、計(jì)算公式以及計(jì)算結(jié)果。 列出電樞繞組電阻的計(jì)算公式，計(jì)算電樞繞組電阻的值（如：Ra= . ）。4. 電樞繞組電感量的測(cè)定列出測(cè)量到的數(shù)據(jù)，說明計(jì)算的依據(jù)，給出計(jì)算結(jié)果。例如：按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書“電樞繞組電感的測(cè)定”中的方法，在電樞繞組兩端加入有效值為： Ua= . V的工頻交流電壓時(shí)，測(cè)得電樞繞組的電流為： Ia= . A由此得到電樞繞組的阻抗為： Za= Ua/Ia = . = . 上述已測(cè)得Ra，求出電樞繞組電感量：La= . = . 5. 總結(jié)PI調(diào)節(jié)器正負(fù)向限幅值調(diào)整的要點(diǎn)注意這里只簡(jiǎn)述要點(diǎn)，不要照抄實(shí)驗(yàn)

23、指導(dǎo)書上的方法步驟。例如：給PI調(diào)節(jié)器加入較大的負(fù)電壓使之達(dá)到正向限幅值，通過調(diào)節(jié)正向限幅電位器使之滿足正向限幅值的要求；.。6. 速度調(diào)節(jié)器PI特性的觀測(cè)例如：按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書“速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試”中“觀察PI特性”敘述的內(nèi)容，觀測(cè)到的速度調(diào)節(jié)器PI特性如圖：（繪制觀測(cè)到的波形）其中：波形的下水平段對(duì)應(yīng)負(fù)向限幅值；波形的上跳段（或下跳段）高度取決于放大倍數(shù)和；波形的傾斜段 .；波形的上水平段 .。注：主回路總電阻約為50歐姆；短路電樞繞組后的電源電阻約為35歐姆；電樞繞組的阻抗約為280歐姆。實(shí)驗(yàn)中要及時(shí)計(jì)算，以防操作有誤造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)二 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解晶閘管直

24、流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成。2. 研究直流調(diào)速系統(tǒng)中速度調(diào)節(jié)器ASR的工作原理及其對(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)。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 構(gòu)造晶閘管直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，并調(diào)試系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)。2. 測(cè)取開環(huán)工作機(jī)械特性。3. 測(cè)取在有靜差和無靜差兩種調(diào)節(jié)器下單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。三實(shí)驗(yàn)儀表設(shè)備1. MCL電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、電源控制屏、MCL31控制屏。2. MCL33掛箱、 MEL11電容掛箱、 MEL03三相可調(diào)電阻掛箱3. 電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)M03、直流發(fā)電機(jī)M014. 雙蹤示波器。四注意事項(xiàng)1、 接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時(shí)，

25、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端可調(diào)電容預(yù)置7F 。2、 測(cè)取靜特性時(shí)，主電路電流不要長(zhǎng)時(shí)間超過電機(jī)的額定值（取額定值0.8A） 。3、 三相主電源連線時(shí)要注意相序不可接錯(cuò)，要按順序?qū)?yīng)連接（上對(duì)左，下對(duì)右）。4、 為防止直流電機(jī)直接啟動(dòng)造成沖擊，接通主電源時(shí)要保證觸發(fā)電路移相控制端Uct不為正值。實(shí)驗(yàn)過程中Uct也不能突然上跳，即不能通過給定電路中的開關(guān)使Uct向更高電壓切換。5、 起動(dòng)電機(jī)前，應(yīng)先把MEL03的發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻調(diào)到最大，以免帶重負(fù)載起動(dòng)。6、 改變接線時(shí)要先切斷電源。五實(shí)驗(yàn)操作1. 實(shí)驗(yàn)接線按圖21接線。負(fù)載電

26、阻Rz由MEL03的兩組電阻并串聯(lián)構(gòu)成，即同一手柄下的兩只電阻并聯(lián)，然后再把并聯(lián)的兩組電阻串聯(lián)，構(gòu)成最大阻值為900、額定電流0.82A的電阻。2測(cè)取直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)工作機(jī)械特性。(1) 修改接線 把觸發(fā)電路移相控制端Uct的接線從ASR的輸出端改為給定環(huán)節(jié)G的輸出Ug。斷開負(fù)載電阻Rz （空載）。(2) 起動(dòng)機(jī)組 扳動(dòng)給定環(huán)節(jié)G中的開關(guān)使輸出Ug取自正向給定電位器RP1，調(diào)節(jié)RP1使Ug為零。電源控制屏上直流電機(jī)勵(lì)磁電源開關(guān)閉合。按下電源控制屏的閉合按鈕，接通主電源。然后調(diào)節(jié)RP1使Ug增大啟動(dòng)機(jī)組。(3) 特性測(cè)試 調(diào)節(jié)給定電壓Ug，使直流電機(jī)空載轉(zhuǎn)速n 0 1500轉(zhuǎn)分。在保持Ug不變

27、的情況下，接入并改變直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻Rz，在空載至額定負(fù)載的范圍內(nèi)測(cè)取78點(diǎn)，讀取整流裝置輸出電（電動(dòng)機(jī)電樞電壓）Ud、輸出電流Id（電動(dòng)機(jī)電樞電流）以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n ，并填下表。系統(tǒng)開環(huán)時(shí)電動(dòng)機(jī)電流Id與電動(dòng)機(jī)電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對(duì)應(yīng)關(guān)系表Id (A)0.30.40.50.60.70.80.9Ud (V)n (r/min)1500(4) 反饋電壓極性的調(diào)整 用萬用表在速度變換器輸出端檢測(cè)反饋電壓極性，通過調(diào)換轉(zhuǎn)速計(jì)到速度變換器之間的引線，使得速度反饋信號(hào)電壓的極性為正。(5) 停機(jī) 測(cè)量完成后，按下電源控制屏的斷開按鈕切斷主電源。注意：開環(huán)實(shí)驗(yàn)過程中每次接通主電源時(shí)（按下電源控制屏上的閉合

28、按鈕時(shí)）要保證正向給定電位器回到零。3測(cè)取有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性(1) 改接線 斷開觸發(fā)電路移相控制端Uct到給定環(huán)節(jié)Ug的連接線，把Uct的接線恢復(fù)到連接ASR的輸出（3端）。把ASR的5、6點(diǎn)短接（有靜差）。斷開負(fù)載電阻Rz 。(2) 起動(dòng)系統(tǒng) 扳動(dòng)給定環(huán)節(jié)G中的開關(guān)使輸出Ug取自負(fù)向給定電位器RP2，調(diào)節(jié)RP2使Ug為零。按下電源控制屏的閉合按鈕，接通主電源。把零速封鎖器DZS中的開關(guān)S扳到“解除”位置。然后調(diào)節(jié)RP2使Ug絕對(duì)值增大啟動(dòng)機(jī)組。 觸發(fā)電路Uct端的控制信號(hào)是正極性的，Uct升高則整流輸出電壓Ud升高。為滿足Uct對(duì)輸入極性的要求，速度調(diào)節(jié)器ASR的給定端（

29、接Ug）應(yīng)給出負(fù)極性控制信號(hào)（本步驟實(shí)現(xiàn)）；反饋端（接FBS的3端）為正極性信號(hào)（開環(huán)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“反饋電壓極性的調(diào)整”步驟中已實(shí)現(xiàn)）。(3) 移相范圍調(diào)試 為使系統(tǒng)正確工作，控制角應(yīng)能在30°120°范圍內(nèi)可調(diào)，可通過調(diào)節(jié)觸發(fā)電路中偏移電壓電位器和ASR輸出電壓限幅值實(shí)現(xiàn)。方法如下：低輸出端調(diào)試： 把零速封鎖器DZS中的開關(guān)S扳到“封鎖”位置（使ASR輸出為0V），觀察整流器輸出電壓波形判斷控制角，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器使整流器稍有輸出電壓，這時(shí)控制角稍小于120°；高輸出端調(diào)試： 把零速封鎖器DZS中的開關(guān)S扳到“解鎖”位置。調(diào)節(jié)RP2使Ug絕對(duì)值大幅增大（或接入AS

30、R的5、6的積分電容），從而使ASR輸出正向限幅值，觀察整流器輸出電壓波形，調(diào)節(jié)ASR的限幅電位器RP1使輸出電壓波形不再增高，這時(shí)稍小于30°。(4) 閉環(huán)調(diào)試 先把給定電壓Ug調(diào)節(jié)至“-5V”，然后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變換器電位器RP，使被測(cè)電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)速n 01500轉(zhuǎn)分。通過調(diào)節(jié)ASR的反饋電位器RP3，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。(5) 特性測(cè)試 在保持Ug不變的情況下，接入并改變直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻Rz，在空載至額定負(fù)載的范圍內(nèi)測(cè)取78點(diǎn)，讀取整流裝置輸出電壓（電動(dòng)機(jī)電樞電壓）Ud、輸出電流（電動(dòng)機(jī)電樞電流）Id以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n ，并填下表。有靜差單閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)電流Id與電動(dòng)機(jī)電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n

31、的對(duì)應(yīng)關(guān)系表Id0.30.40.50.60.70.80.9Udn (r/min)1500(6) 停機(jī) 測(cè)量完成后，按下電源控制屏的斷開按鈕切斷主電源。4測(cè)取無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜特性(1) 改接線 斷開ASR的5、6端短接線，在5、6端引入MEL11中的一個(gè)電容器，可預(yù)置7F，使ASR成為PI（比例一積分）調(diào)節(jié)器。(2) 起動(dòng)系統(tǒng) 扳動(dòng)給定環(huán)節(jié)G中的開關(guān)使輸出Ug取自負(fù)向給定電位器RP2，調(diào)節(jié)RP2使Ug為零。再扳動(dòng)開關(guān)使輸出Ug取自正向給定電位器RP1，調(diào)節(jié)RP1使Ug為一個(gè)較小的正值。按下電源控制屏的閉合按鈕，接通主電源。再扳開關(guān)使輸出Ug取自負(fù)向給定電位器RP2，調(diào)節(jié)RP2使

32、Ug絕對(duì)值增大啟動(dòng)機(jī)組。 這里要求按下電源控制屏的閉合按鈕前把給定Ug調(diào)為一個(gè)正值是為了保證接通主電源時(shí)Uct不為正值，以防直流電機(jī)直接啟動(dòng)的沖擊。這是很必要的。(3) 閉環(huán)調(diào)試 先把給定電壓Ug調(diào)節(jié)至“-5V”，然后調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變換器電位器RP，使被測(cè)電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)速n 01500轉(zhuǎn)分。通過調(diào)節(jié)ASR的反饋電位器RP3以及ASR連接的電容，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。(4) 特性測(cè)試 在保持Ug不變的情況下，接入并改變直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻Rz，在空載至額定負(fù)載的范圍內(nèi)測(cè)取78點(diǎn)，讀取整流裝置輸出電壓（電動(dòng)機(jī)電樞電壓）Ud、輸出電流（電動(dòng)機(jī)電樞電流）Id以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n ，并填下表。靜差單閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)電流Id與

33、電動(dòng)機(jī)電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對(duì)應(yīng)關(guān)系表Id0.30.40.50.60.70.80.9Udn (r/min)1500(5) 停機(jī) 測(cè)量完成后，按下電源控制屏的斷開按鈕切斷主電源。然后切斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總電源。六實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容。2. 說明實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法如果完全按照本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書做實(shí)驗(yàn)，可以寫明：“使用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書指定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書給出的接線圖和操作方法完成實(shí)驗(yàn)”。如果實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)操作方法等與本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書有所不同，要詳細(xì)寫明。3. 直流調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)時(shí)的工作特性 列出實(shí)驗(yàn)操作中得到的系統(tǒng)開環(huán)時(shí)電動(dòng)機(jī)電流Id與電動(dòng)機(jī)電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。 繪制“Id- n”坐標(biāo)系

34、坐標(biāo)系的橫軸為電流Id，單位為安培（A），從零點(diǎn)開始等距離標(biāo)注：0.1、0.2、0.8、0.9 ；縱軸為轉(zhuǎn)速n，單位為轉(zhuǎn)/分（rpm），從適當(dāng)高度開始等距離標(biāo)注：1000、1100、1400、1500 。坐標(biāo)系要適當(dāng)大，以便在同一坐標(biāo)系繪制本實(shí)驗(yàn)的三條特性。 繪制“Id-Ud”坐標(biāo)系 坐標(biāo)系的橫軸為電流Id，單位為安培（A），從零點(diǎn)開始等距離標(biāo)注：0.1、0.2、0.8、0.9；縱軸為電壓Ud，單位為伏特（V），從適當(dāng)高度開始等距離標(biāo)注：180、190、230、240。坐標(biāo)系要適當(dāng)大，以便在同一坐標(biāo)系繪制本實(shí)驗(yàn)的三條曲線。 繪制開環(huán)機(jī)械特性 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表中Id與n之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系在“Id

35、- n” 坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連線，得到開環(huán)機(jī)械特性n = (Id)。并注明。 繪制電動(dòng)機(jī)電流與電壓之間的關(guān)系曲線 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表中Id與Ud之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系在“Id-Ud” 坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連線，得到開環(huán)時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流與電壓之間的關(guān)系曲線Ud= (Id)。并注明。4. 有靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作特性 列出實(shí)驗(yàn)操作中得到的有靜差單閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)電流Id與電動(dòng)機(jī)電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對(duì)應(yīng)關(guān)系表 繪制有靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表中Id與n之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在前面建立的同一“Id- n” 坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連線，得到有靜差系統(tǒng)的靜特性n = (Id)。并注明。 繪制電動(dòng)機(jī)電流與電壓之間的關(guān)

36、系曲線 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表中Id與Ud之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在前面建立的同一“Id-Ud” 坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連線，得到有靜差系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)電流與電壓之間的關(guān)系曲線Ud= (Id)。并注明。5. 無靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作特性 列出實(shí)驗(yàn)操作中得到的無靜差單閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)電流Id與電動(dòng)機(jī)電壓Ud以及轉(zhuǎn)速n的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。 繪制無靜差單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表中Id與n之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在前面建立的同一“Id- n” 坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連線，得到無靜差系統(tǒng)的靜特性n = (Id)。并注明。 繪制電動(dòng)機(jī)電流與電壓之間的關(guān)系曲線 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表中Id與Ud之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在前面建立的同一“Id-

37、Ud” 坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連線，得到無靜差系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)電流與電壓之間的關(guān)系曲線Ud = (Id)。并注明。6. 分析比較以上三種直流調(diào)速系統(tǒng)（開環(huán)、有靜差單閉環(huán)和無靜差單閉環(huán)）的“電動(dòng)機(jī)電流與轉(zhuǎn)速”的特性和“電動(dòng)機(jī)電流與電壓”關(guān)系曲線。至少包括以下兩項(xiàng)內(nèi)容： 說明負(fù)載增大時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)電樞電壓的變化趨勢(shì)和變化量的相對(duì)大小。 說明負(fù)載變化時(shí)閉環(huán)控制系統(tǒng)的作用；解釋負(fù)載增大時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電壓上升的原因。7. 簡(jiǎn)述系統(tǒng)調(diào)試的收獲。七思考題1. 系統(tǒng)在開環(huán)、有靜差閉環(huán)和無靜差閉環(huán)工作時(shí)，速度調(diào)節(jié)器ASR各工作在什么狀態(tài)？ 2. 在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，為得到相同的空載轉(zhuǎn)速n 0 ，轉(zhuǎn)速反饋的強(qiáng)度對(duì)Ug

38、有什么影響？為什么？3. 如何確定轉(zhuǎn)速反饋的極性，以便把轉(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)？實(shí)驗(yàn)三 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. 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. 在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上構(gòu)建雙閉環(huán)不可逆直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，并調(diào)試系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)。2. 測(cè)定系統(tǒng)的開環(huán)機(jī)械特性、雙閉環(huán)系統(tǒng)靜特性、以及閉環(huán)系統(tǒng)控制特性。3. 觀測(cè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形。三實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1. MCL電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、電源控制屏，MCL31控制屏2. MCL33掛箱、

39、電容掛箱MEL11、可調(diào)電阻器掛箱MEL033. 電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)M03、直流發(fā)電機(jī)M014. 二蹤慢掃描示波器四雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試原則雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器調(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。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成如圖41所示。系統(tǒng)中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)到限制電機(jī)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min和min的目的。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則如下：先部件，后系統(tǒng)：先調(diào)好各部件的特性（如偏移電壓

40、、限幅值、積分電容等），然后才能組成系統(tǒng)。先開環(huán)，后閉環(huán)：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)。先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)：先調(diào)試電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。五注意事項(xiàng)1. 三相主電源連線時(shí)注意相序。2. 系統(tǒng)開環(huán)連接時(shí)，不允許突加正給定信號(hào)Ug起動(dòng)電機(jī)。3. 起動(dòng)電機(jī)時(shí)，要把發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻調(diào)到最大，以免重載起動(dòng)。4. 改變接線時(shí)要斷開主電源，同時(shí)把系統(tǒng)給定Ug調(diào)為零。5. 閉環(huán)后，若電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)最高速且不可調(diào)，檢查轉(zhuǎn)速反饋的極性是否接錯(cuò)。六實(shí)驗(yàn)操作1. 實(shí)驗(yàn)接線按圖31接線。注意將Ublf接地，Ublr懸空，即使用第一組橋六個(gè)晶閘管。負(fù)載電阻Rz由MEL03的兩組電阻并聯(lián)串聯(lián)構(gòu)

41、成，即同一手柄下的兩只并聯(lián)，然后再把并聯(lián)的兩組電阻串聯(lián)，構(gòu)成最大阻值為900、額定電流0.82A的電阻。兩個(gè)調(diào)節(jié)器ASR和ACR接為PI調(diào)節(jié)器，積分電容預(yù)置5至7F。把零速封鎖器DZS中的開關(guān)S扳到“解鎖”位置。2開環(huán)機(jī)械特性的測(cè)定(1) 修改接線 把觸發(fā)電路移相控制端Uct的接線從ACR的輸出端改為給定環(huán)節(jié)G的輸出Ug。斷開負(fù)載電阻Rz （使直流發(fā)電機(jī)空載）。(2) 起動(dòng)機(jī)組 扳動(dòng)給定環(huán)節(jié)G中的開關(guān)使輸出Ug取自正向給定電位器RP1，調(diào)節(jié)RP1使Ug為零。電源控制屏上直流電機(jī)勵(lì)磁電源開關(guān)閉合。按下電源控制屏的閉合按鈕，接通主電源。然后調(diào)節(jié)RP1使Ug增大啟動(dòng)機(jī)組。(3) 初始控制角的調(diào)整 通

42、過調(diào)節(jié)給定電位器RP1使Uct=0 。觀察輸出電壓波形判斷控制角，調(diào)整移相觸發(fā)電路的偏移電位器使控制角=90°。(4) 機(jī)械特性n(Id)的測(cè)試 調(diào)節(jié)給定電壓Ug，使直流電機(jī)空載轉(zhuǎn)速n 0 1500轉(zhuǎn)分。在保持Ug不變的情況下，接入并改變直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻Rz，在直流發(fā)電機(jī)空載至直流電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載范圍，測(cè)78點(diǎn)，讀取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n和電樞電流Id并填入下表。系統(tǒng)開環(huán)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與電流Id的對(duì)應(yīng)關(guān)系表n (r/min)1500Id (A)0.30.40.50.60.70.80.9(5) 停機(jī) 測(cè)量完成后，按下電源控制屏的斷開按鈕切斷主電源。3速度環(huán)開環(huán)調(diào)試為了減少改接線，順便在此完成速度

43、環(huán)開環(huán)的調(diào)試。步驟如下：(1) 反饋系數(shù)的調(diào)整 把負(fù)載電阻增到最大，升高給定電壓Ug使轉(zhuǎn)速n1500 r/min，調(diào)節(jié)MCL31速度變換器FBS中速度反饋電位器RP，使反饋信號(hào)電壓大小為5 V。(2) 反饋極性的調(diào)整 通過調(diào)換轉(zhuǎn)速計(jì)到速度變換器之間的引線，使得速度反饋信號(hào)電壓為負(fù)極性。4調(diào)節(jié)器限幅值的調(diào)整(1) 速度調(diào)節(jié)器ASR限幅值的調(diào)整 速度調(diào)節(jié)器ASR輸出正負(fù)向限幅值要求為±5V。調(diào)整方法同實(shí)驗(yàn)一，操作方法如下：。給調(diào)節(jié)器加入負(fù)極性的絕對(duì)值較大的給定輸入電壓Ug，使調(diào)節(jié)器輸出達(dá)到正向限幅值，調(diào)節(jié)正限幅電位器RP1使正限幅值等于“+5V”；給調(diào)節(jié)器加入正極性的較大的給定輸入電壓U

44、g，使調(diào)節(jié)器輸出達(dá)到負(fù)向限幅值，調(diào)節(jié)負(fù)限幅電位器RP2使負(fù)限幅值等于“-5V”。(2) 電流調(diào)節(jié)器ACR限幅值的調(diào)整 把電流調(diào)節(jié)器ACR的給定輸入端改接給定環(huán)節(jié)Ug，輸出接到觸發(fā)器控制端Uct。把Ug正負(fù)輸出值調(diào)為約±1V，并先置為正值。接通主電源，然后把Ug置為負(fù)值起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)完成后ACR輸出為正向限幅值，調(diào)整正向限幅電位器RP1使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速稍大于1800rpm，或額定負(fù)載下轉(zhuǎn)速稍大于1500rpm 。測(cè)量并記錄限幅電壓。把Ug置為正值使ACR輸出負(fù)向限幅值，調(diào)整負(fù)向限幅電位器RP2使負(fù)向限幅電壓約等于正向限幅電壓。5電流環(huán)調(diào)試(1) 改接線 觸發(fā)電路控制電壓Uct由給定器U

45、g直接接入。暫時(shí)改變整流器輸出主回路，甩開電動(dòng)機(jī)，直接接入負(fù)載電阻Rz并調(diào)至最大。接通主電源，逐漸增加給定電壓Ug，用示波器監(jiān)視晶閘管整流橋兩端電壓波形，保證其正常工作。(2) 電流環(huán)開環(huán)調(diào)試 通過增加給定電壓Ug，減小主回路串接電阻Rz，直至主回路電流Id0.8A，然后調(diào)節(jié)MCL32面板FBC環(huán)節(jié)的電流反饋電位器，使電流反饋信號(hào)的電壓Ufi等于速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅值的大?。?V）。(3) 改接線 觸發(fā)電路移相控制電壓Uct改為從ACR的輸出端7接入，ACR的輸入3端改為直接取自給定輸出電壓Ug，電流反饋信號(hào)Ufi接入ACR的5端組成電流閉環(huán)系統(tǒng)。ACR的9、10端接MEL11電容器，可

46、預(yù)置5F。(4) 電流環(huán)閉環(huán)調(diào)試 置給定電壓Ug為負(fù)并逐漸增大，使之等于ASR的負(fù)向限幅值（-5V），適當(dāng)減小負(fù)載電阻Rz，觀察主電路電流Id是否限制在約0.8A。如偏差過大，則應(yīng)調(diào)整電流反饋電位器，使Id0.8A。通過調(diào)節(jié)ACR的反饋電位器RP3以及9、10端連接的電容，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 至此電流環(huán)調(diào)試完成。之后可把Rz減小直至切除（短路），此時(shí)Id應(yīng)增加很少，這說明電流環(huán)己具有限流保護(hù)功能。可測(cè)定并計(jì)算電流反饋系數(shù)。6、速度環(huán)閉環(huán)調(diào)試第3步已完成速度環(huán)開環(huán)的調(diào)整，這里直接接入速度調(diào)節(jié)器構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)行閉環(huán)調(diào)試(1) 對(duì)照?qǐng)D31檢查接線使系統(tǒng)連接完整，即構(gòu)成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。負(fù)載電阻開路。

47、(2) 接通電源起動(dòng)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)給定電壓Ug = +5V 。這時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在1500rpm左右，適當(dāng)調(diào)整速度變換器的電位器使轉(zhuǎn)速n=1500rpm 。(3) 用漫掃描示波器觀察突加給定的動(dòng)態(tài)波形，適當(dāng)調(diào)節(jié)ASR和ACR的放大倍數(shù)及外接電容，確定較佳的性能指標(biāo)。(4) 在不同的給定Ug和負(fù)載Rz下試驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果系統(tǒng)有振蕩可減小兩個(gè)調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)，適當(dāng)調(diào)整積分電容。至此雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試完畢。7系統(tǒng)特性測(cè)試(1) 靜特性n(Id)的測(cè)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。在保持Ug不變的情況下，接入并改變發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻Rz，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)測(cè)量

48、6個(gè)點(diǎn)，讀取電機(jī)轉(zhuǎn)速n和電樞電流Id并填下表；繼續(xù)減小Rz，轉(zhuǎn)速開始大幅下降，在不同的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)測(cè)量5個(gè)點(diǎn)填入下表。由此得到雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性n = (Id)。雙閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與電流Id的對(duì)應(yīng)關(guān)系表n (rpm)150014001200900600300Id (A)0.40.50.60.7(2) 雙閉環(huán)系統(tǒng)控制特性n = (Ug)的測(cè)定斷開負(fù)載電阻Rz。給出不同的Ug，檢測(cè)記錄Ug和n填入下表，可得到雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制特性n = (Ug) 。雙閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與給定電壓Ug的對(duì)應(yīng)關(guān)系表n (r/min)Ug (V)0.01.02.03.04.05.06.07.08系統(tǒng)動(dòng)

49、態(tài)波形的觀察用慢掃描示波器，在以下三種情況下觀察并記錄電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。(1) 突加給定電壓Ug起動(dòng) 通過扳動(dòng)給定環(huán)節(jié)的開關(guān)S2實(shí)現(xiàn) 。(2) 突加額定負(fù)載 先調(diào)好負(fù)載電阻，然后斷開，待穩(wěn)定后快速接通負(fù)載電阻。(3) 突降負(fù)載 在額定負(fù)載下系統(tǒng)穩(wěn)定后，突然斷開負(fù)載電阻。說明： 觀測(cè)電動(dòng)機(jī)電樞電流波形在ACR的電流反饋信號(hào)端，觀測(cè)轉(zhuǎn)速波形在ASR的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)端。不可在主電路觀測(cè)電流波形。 記錄波形時(shí)首先要確定橫軸的位置，橫軸不一定與示波器屏幕上刻度的中間線重合。七實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容。2. 說明實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)方法如果完全按照本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書做實(shí)驗(yàn)，可以寫明：“使用實(shí)驗(yàn)指

50、導(dǎo)書指定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書給出的接線圖和操作方法完成實(shí)驗(yàn)”。如果實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)操作方法與本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書有所不同，要詳細(xì)寫明。3. 系統(tǒng)的開環(huán)機(jī)械特性 列出實(shí)驗(yàn)操作中得到的系統(tǒng)開環(huán)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與電流Id的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。 繪制“Id- n”坐標(biāo)系 坐標(biāo)系的橫軸為電流Id，單位為安培（A），從零點(diǎn)開始等距離標(biāo)注：0.1、0.2、0.8、0.9 ；縱軸為轉(zhuǎn)速n，單位為轉(zhuǎn)/分（rpm），從零點(diǎn)開始等距離標(biāo)注：300、600、900、1200、1500 。坐標(biāo)系要適當(dāng)大，以便在同一坐標(biāo)系繪制本實(shí)驗(yàn)的閉環(huán)靜特性。 繪制開環(huán)機(jī)械特性n =(Id) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表，在“Id- n” 坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連

51、線，得到開環(huán)機(jī)械特性。并注明。4. 雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性 列出實(shí)驗(yàn)操作中得到的雙閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與電流Id的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。 繪制雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性n =(Id) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表，在前面建立的同一“Id- n” 坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連線，得到雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。并注明。 分析比較 說明雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性相對(duì)于開環(huán)特性的優(yōu)點(diǎn)，至少應(yīng)包括正常負(fù)載下特性的硬度和過載時(shí)的保護(hù)能力。5. 雙閉環(huán)系統(tǒng)控制特性 列出實(shí)驗(yàn)操作中得到的雙閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與給定電壓Ug的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。 繪制“Ug- n”坐標(biāo)系 坐標(biāo)系的橫軸為電壓Ud，單位為伏特（V），從零點(diǎn)開始等距離標(biāo)注：1.0、2.0、3.0、4.0、5.0

52、 ；縱軸為轉(zhuǎn)速n，單位為轉(zhuǎn)/分（rpm），從零點(diǎn)開始等距離標(biāo)注：300、600、900、1200、1500 。 繪制控制特性n = (Ug) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)表，在“Ud- n” 坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連線，得到雙閉環(huán)系統(tǒng)的控制特性。6. 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形定性描繪“系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察”實(shí)驗(yàn)操作中觀察到的波形。繪制波形使用的坐標(biāo)系橫軸為t，縱軸為n或Id ，不必標(biāo)刻度。繪制時(shí)注意波形與橫軸的相對(duì)位置。最后要對(duì)這些動(dòng)態(tài)波形描述的物理過程進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。例如說明啟動(dòng)時(shí)速度上升的特點(diǎn)、電流被限制情況以及電流有隨機(jī)波動(dòng)等等。7. 簡(jiǎn)述系統(tǒng)調(diào)試的收獲。實(shí)驗(yàn)四 雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉雙閉環(huán)

53、三相異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成及工作原理。2. 掌握串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟及方法。3. 了解串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上構(gòu)建雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng) ，并調(diào)試系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)。2. 測(cè)定開環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性。3. 測(cè)定雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。4. 測(cè)定雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)波形。三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理繞線式異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速，即在轉(zhuǎn)子回路中引入附加電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行調(diào)速。通常使用的方法是將轉(zhuǎn)子三相電動(dòng)勢(shì)經(jīng)二極管三相橋式不控整流得到一個(gè)直流電壓，再由晶閘管有源逆變電路代替電動(dòng)勢(shì)，從而方便地實(shí)現(xiàn)調(diào)速，并將多余能量回饋至電網(wǎng)，這是一種比較經(jīng)濟(jì)的調(diào)速方法。 本系

54、統(tǒng)為晶閘管閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由速度調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR、觸發(fā)裝置GT、速度變換器FBS，電流變換器FBC等組成，其系統(tǒng)原理圖如圖41所示。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1. MCL電力電子及電氣傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、電源控制屏、MCL35三相變壓器組件2. MCL33掛箱、MEL03掛箱、MEL11電容掛箱3. 電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)、直流發(fā)電機(jī)M01、繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)M094. 二蹤慢掃描示波器² 其中繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)M09的參數(shù)為：PN100W，UN220V (Y接)，IN0.55A，nN1350 r/min，MN0.68 N.m五注意事項(xiàng)1. 本實(shí)驗(yàn)利用串級(jí)調(diào)速電路直接起動(dòng)電機(jī)，不再另外加啟動(dòng)設(shè)備。所以開環(huán)控制時(shí)，應(yīng)使晶閘管逆變角處于min位置。然后隨起動(dòng)過程加大角，使逆變器的逆變電壓緩慢降低，電機(jī)平穩(wěn)加速。2. 角的移相范圍為 90°150°，注意不可使90°，否則會(huì)造成短路事故。3. 注意繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子有4個(gè)引出端，其中黑色為公共端，不需接線。4. 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)針旋轉(zhuǎn)到底，使調(diào)節(jié)器放大