電力拖動(dòng)與控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

1、 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)一 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)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(cè)定方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電阻R2測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電感L3測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)組（或光電編碼器）的飛輪慣量GD24測(cè)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(cè)定直流電動(dòng)機(jī)電勢(shì)常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM6測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)TM7測(cè)定晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性Ud=f (Uct)8測(cè)定測(cè)速發(fā)電機(jī)特性UTG=f (n)三

2、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)由三相調(diào)壓器，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1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL33組件4NMEL03組件5電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器）6直流電動(dòng)機(jī)M037雙蹤示波器8萬(wàn)用表五注意事項(xiàng)1由于實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置處于開(kāi)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(guò)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

3、應(yīng)調(diào)回零位，以防過(guò)流。3電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，大電流測(cè)量的時(shí)間要短，以防電機(jī)過(guò)熱。六實(shí)驗(yàn)方法1電樞回路電阻R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，可采用伏安比較法來(lái)測(cè)定電阻，其實(shí)驗(yàn)線路如圖1-1所示。將變阻器RD（可采用兩只900電阻并聯(lián)）接入被測(cè)系統(tǒng)的主電路，并調(diào)節(jié)電阻負(fù)載至最大。測(cè)試時(shí)電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁，并使電機(jī)堵轉(zhuǎn)。NMCL-31A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°。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓U

4、uv=220v。調(diào)節(jié)Ug使整流裝置輸出電壓Ud=（3070）%Ued（可為110V），然后調(diào)整RP使電樞電流為（8090）%Ied，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% Ied。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)/(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(cè)得電抗器直流電阻RL2電樞回路電感L的測(cè)定電

5、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(cè)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1-2所示。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓。用電壓表和電流表分別測(cè)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，從而可得到交流阻抗Za和ZL，計(jì)算出電感值La和LL。實(shí)驗(yàn)時(shí)，交流電流的有效值應(yīng)小于電機(jī)直流電流的額定值， Za=Ua/I ZL=UL/I3直流電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)組的飛輪慣量GD2的測(cè)定。電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為

6、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(chē)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方程式為 故 式中GD2的單位為Nm2.MK可由空載功率（單位為W）求出。 dn/dt可由自由停車(chē)時(shí)所得曲線n= f (t)求得，其實(shí)驗(yàn)線路如圖1-3所示。電動(dòng)機(jī)M加額定勵(lì)磁。NMCL-31A的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv=220v。調(diào)節(jié)Uct，將電機(jī)空載起動(dòng)至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，測(cè)取電樞電壓Ud和電流IK，然后斷開(kāi)Uct，用記憶示波器拍攝

7、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(cè)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(cè)定采用電流波形法測(cè)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 當(dāng)t =Td時(shí)，有 實(shí)驗(yàn)線路如圖1-4所示。NMCL-31A的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開(kāi)關(guān)，調(diào)

8、節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv=220v。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)%Ied。然后保持Uct不變，突然合上主電路開(kāi)關(guān)，用數(shù)字示波器拍攝id=f(t)的波形，由波形圖上測(cè)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(shì)常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM的測(cè)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(cè)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.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(cè)定系統(tǒng)的機(jī)

9、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(guò)的時(shí)間即為拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)。測(cè)試時(shí)電樞回路中附加電阻應(yīng)全部切除。NMCL-31A的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)到底，使Uct=0。三相調(diào)壓器逆時(shí)針調(diào)到底，合上主電路電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)主控制屏輸出電壓Uuv=220v。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(kāi)主電路開(kāi)關(guān)，待電機(jī)完全停止后，突然合上主電路開(kāi)關(guān)，給電樞加電壓，用數(shù)字示波器拍攝過(guò)渡過(guò)程曲線，即可由此確定機(jī)電

10、時(shí)間常數(shù)。7測(cè)速發(fā)電機(jī)特性UTG=f(n)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)線路如圖1-3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1作出實(shí)驗(yàn)所得各種曲線，計(jì)算有關(guān)參數(shù)。2由Ks=f(Uct)特性,分析晶閘管裝置的非線性現(xiàn)象。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(cè)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1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。

11、2NMCL31A組件3NMCL18組件4雙蹤示波器5萬(wàn)用表四實(shí)驗(yàn)方法1速度調(diào)節(jié)器（ASR）的調(diào)試 按圖1-5接線，DZS(零速封鎖器)的扭子開(kāi)關(guān)扳向“解除”。 （1）調(diào)整輸出正、負(fù)限幅值 “5”、“6”端 接可調(diào)電容，使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓（由NMCL31A的給定提供，以下同），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(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調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負(fù)電壓，測(cè)出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫(huà)出曲線。（3）觀察PI特性 拆除“5”、“6”端短接線，

12、突加給定電壓，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1-5接線。（1）調(diào)整輸出正,負(fù)限幅值 “9”、“10”端 接可調(diào)電容，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(cè)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(cè)出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫(huà)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

13、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(cè)器的調(diào)試（1）測(cè)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(cè)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(cè)定零電流檢測(cè)器（DPZ）的環(huán)寬，要求環(huán)寬也為0.40.6伏，調(diào)節(jié)RP，

14、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(cè)得數(shù)據(jù)，畫(huà)出兩個(gè)電平檢測(cè)器的回環(huán)。4反號(hào)器（AR）的調(diào)試 測(cè)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(cè)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。

15、調(diào)試方法：按圖1-6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)NMCL31A中G（給定）部分S2開(kāi)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(wàn)用表測(cè)量，“3”與“Ublf”，“4”與“Ublr”等電位。（c）把+15V與DLC的“2”連線斷開(kāi)，DLC的“2”接地，此時(shí)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)S2，Ublr、Ublf輸出無(wú)變化。五. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫(huà)各控制單元的調(diào)試連線圖。2簡(jiǎn)述各控制單元的調(diào)試要點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)三 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

16、的工作及其對(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)線路及原理見(jiàn)圖1-7。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL33組件4NMEL03組件5NMCL18組件6電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器）、直流發(fā)電機(jī)M017直流電動(dòng)機(jī)M038雙蹤示波器9萬(wàn)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)

17、電容（預(yù)置7F）。3測(cè)取靜特性時(shí)，須注意主電路電流不許超過(guò)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系統(tǒng)開(kāi)環(huán)連接時(shí)，不允許突加給定信號(hào)Ug起動(dòng)電機(jī)。6改變接線時(shí)，必須先按下主控制屏總電源開(kāi)關(guān)的“斷開(kāi)”紅色按鈕，同時(shí)使系統(tǒng)的給定為零。7雙蹤示波器的兩個(gè)探頭地線通過(guò)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NMCL33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&

18、#176;90°范圍內(nèi)可調(diào)?？赏ㄟ^(guò)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(wú)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時(shí)的開(kāi)環(huán)工作機(jī)械特性。a斷開(kāi)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(kāi)關(guān)閉合。b合上主控制屏的綠色按鈕開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器的輸出，使Uuv、Uvw、Uwu=200V。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(cè)取78點(diǎn)，讀取整流裝

19、置輸出電壓Ud，輸出電流id以及被測(cè)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(kāi)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(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)Uuv，Uvw，Uwu為200伏。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(cè)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(cè)取78點(diǎn)，讀取Ud、id、n。id（A）Ud（V）n（r/min）4測(cè)取調(diào)速系統(tǒng)在帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時(shí)的無(wú)靜差閉環(huán)工作的靜特性

20、a斷開(kāi)ASR的“5”、“6”短接線，“5”、“6”端接可調(diào)電容，可預(yù)置7F，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(cè)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(kāi)環(huán)、有靜差閉環(huán)與無(wú)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(wú)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)Ug有什么影響？

21、為什么？4如何確定轉(zhuǎn)速反饋的極性與把轉(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)？實(shí)驗(yàn)四 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(shí)驗(yàn)內(nèi)容1各控制單元調(diào)試2測(cè)定電流反饋系數(shù)。3測(cè)定開(kāi)環(huán)機(jī)械特性及閉環(huán)靜特性。4閉環(huán)控制特性的測(cè)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

22、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(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響，實(shí)驗(yàn)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(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=Ufn），并出現(xiàn)超調(diào)后，AS

23、R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1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL33組件4NMEL03組件5NMCL18組件6電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器）、直流發(fā)電機(jī)M017直流電動(dòng)機(jī)M038雙蹤示波器9萬(wàn)用表五注意事項(xiàng)1三相主電源連線時(shí)需注意，不可換錯(cuò)相序。2系統(tǒng)開(kāi)環(huán)連接時(shí)，不允許突加給定信號(hào)Ug起動(dòng)電機(jī)3改變接線時(shí)，必須先按下主控制屏總電源開(kāi)關(guān)的“斷開(kāi)”紅色按鈕，同時(shí)使系統(tǒng)的給定為零。4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)。5雙蹤示波器的兩個(gè)探頭地線通過(guò)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

24、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(kāi)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(kāi)環(huán)，后閉環(huán)，即使系統(tǒng)能正常開(kāi)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)。

25、即先調(diào)試電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。3開(kāi)環(huán)外特性的測(cè)定（1）控制電壓Uct由給定器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(kāi)，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(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)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(cè)取78點(diǎn)，讀取電機(jī)轉(zhuǎn)速n，電機(jī)電樞電流Id，即可測(cè)出系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)外特性n=f (Id)。n(r/min)I(A)注意，若給定電壓Ug為0時(shí)，

26、電機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，則表明太小，需后移5單元部件調(diào)試ASR調(diào)試方法與實(shí)驗(yàn)二相同。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。4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(kāi)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(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）增加給定電壓，減小

27、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(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1.1Ied，如Id過(guò)大，則應(yīng)調(diào)整電流反饋電位器，使Ufi增加，直至I

28、d<1.1Ied；如Id<Ied，則可將Rd減小直至切除，此時(shí)應(yīng)增加有限，小于過(guò)電流保護(hù)整定值，這說(shuō)明系統(tǒng)已具有限流保護(hù)功能。測(cè)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，短接限流電阻RD。（a）系統(tǒng)開(kāi)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)最高速且

29、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。4系統(tǒng)特性測(cè)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(cè)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(diǎn)，可測(cè)出系統(tǒng)靜特性曲線n=f（Id）n(r/min)I(A)（2）閉環(huán)

30、控制特性n=f(Ug)的測(cè)定調(diào)節(jié)Ug，記錄Ug和n，即可測(cè)出閉環(huán)控制特性n=f(Ug)。n(r/min)Ug(V)8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，用數(shù)字示波器記錄動(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(guò)ACR的第“1”端 轉(zhuǎn)速波形的觀察可通過(guò)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(huà)出閉環(huán)控制特性曲線。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出閉環(huán)機(jī)械特性，并計(jì)算靜差率。3根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出

31、系統(tǒng)開(kāi)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分析由數(shù)字示波器記錄下來(lái)的動(dòng)態(tài)波形。實(shí)驗(yàn)五 邏輯無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(cè)定。4正反轉(zhuǎn)閉環(huán)控制特性n=f (Ug)的測(cè)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(wú)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(méi)有環(huán)流，兩組可控整流橋之間

32、可省去限制環(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(cè)器DPZ，無(wú)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1-9所示。正向起動(dòng)時(shí)，給定電壓Ug為正電壓，無(wú)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(kāi)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<Ufn,使Ugi 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(guò)零后，Ublf，Ublr輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換，U

33、blf為“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(wú)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(wú)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

34、統(tǒng)工作過(guò)程中既無(wú)直流環(huán)流也無(wú)脈沖環(huán)流。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL33組件4NMEL03組件5NMCL18組件6電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器）、直流發(fā)電機(jī)M017直流電動(dòng)機(jī)M038雙蹤示波器9萬(wàn)用表五實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)1熟悉系統(tǒng)的接線圖，分析邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理。2復(fù)習(xí)邏輯無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)過(guò)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1-

35、9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(kāi)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(wàn)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)二的方法調(diào)試AR，DPT，DPZ，DLC對(duì)電平檢

36、測(cè)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(cè)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。4機(jī)械特性n=f (Id)的測(cè)定測(cè)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)5閉環(huán)控制特性的測(cè)定按實(shí)驗(yàn)四的方法測(cè)出正，反轉(zhuǎn)時(shí)的閉環(huán)控制特性n =f (Ug)。n(r/min)Ug(V)6系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察用二蹤慢掃描示波器觀察并記錄：（1）給定值階躍變化（正向

37、起動(dòng)® 正向停車(chē)® 反向切換到正向 ® 正向切換到反向®反向停車(chē)）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%Ied«100%Ied) 的動(dòng)態(tài)波形：（3）改變ASR,ACR的參數(shù)，觀察動(dòng)態(tài)波形如何變化。注：電動(dòng)機(jī)電樞電流波形的觀察可通過(guò)ACR的第“1”端 轉(zhuǎn)速波形的觀察可通過(guò)ASR的第“1”端八實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫(huà)出正，反轉(zhuǎn)閉環(huán)控制特性曲線。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，畫(huà)出正，反轉(zhuǎn)閉環(huán)機(jī)械特性，并計(jì)算靜差率。3分析參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的影響。4分析電機(jī)從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)過(guò)程中，電機(jī)經(jīng)歷的工作狀態(tài)，系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換狀況。實(shí)驗(yàn)

38、六 雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的組成、原理及各主要單元部件的工作原理。2熟悉直流PWM專用集成電路SG3525的組成、功能與工作原理。3熟悉H型PWM變換器的各種控制方式的原理與特點(diǎn)。4掌握雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(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1PWM控制器SG3525性能測(cè)試。2控制單元調(diào)試。3系統(tǒng)開(kāi)環(huán)調(diào)試。4系統(tǒng)閉環(huán)調(diào)試5系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)特性測(cè)試。6H型PWM變換器不同控制方式時(shí)的性能測(cè)試。三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成和工作原理在中小容量的直流傳動(dòng)系統(tǒng)中，采用自關(guān)斷器件的脈寬調(diào)速系統(tǒng)比相控系統(tǒng)具有更多的優(yōu)越性，因而日益得到廣泛應(yīng)用。雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)

39、的原理框圖如圖110所示。圖中可逆PWM變換器主電路系采用IGBT所構(gòu)成的H型結(jié)構(gòu)形式，UPW為脈寬調(diào)制器，DLD為邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)，GD為MOS管的柵極驅(qū)動(dòng)電路，F(xiàn)A為瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)流保護(hù)。脈寬調(diào)制器UPW采用美國(guó)硅通用公司（Silicon General）的第二代產(chǎn)品SG3525，這是一種性能優(yōu)良，功能全、通用性強(qiáng)的單片集成PWM控制器。由于它簡(jiǎn)單、可靠及使用方便靈活，大大簡(jiǎn)化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試，故獲得廣泛使用。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL22組件或NMCL10A組件4NMEL03組件5NMCL18組件6電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)（或光電編碼器）、直流發(fā)電

40、機(jī)M017直流電動(dòng)機(jī)M038雙蹤示波器9萬(wàn)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7F）。3測(cè)取靜特性時(shí)，須注意主電路電流不許超過(guò)電機(jī)的額定值（1A）。4系統(tǒng)開(kāi)環(huán)連接時(shí)，不允許突加給定信號(hào)Ug起動(dòng)電機(jī)。5改變接線時(shí)，必須先按下主控制屏總電源開(kāi)關(guān)的“斷開(kāi)”紅色按鈕，同時(shí)使系統(tǒng)的給定為零。6雙蹤示波器的兩個(gè)探頭地線通過(guò)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。7實(shí)驗(yàn)時(shí)需要特別注意起

41、動(dòng)限流電路的繼電器有否吸合，如該繼電器未吸合，進(jìn)行過(guò)流保護(hù)電路調(diào)試或進(jìn)行加負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，就會(huì)燒壞起動(dòng)限流電阻。六實(shí)驗(yàn)方法1SG3525性能測(cè)試：按下S1琴鍵開(kāi)關(guān)，（1）用示波器觀察UPW的“1”端的電壓波形，記錄波形的周期、幅度。（2）用示波器觀察UPW的“2”端的電壓波形，調(diào)節(jié)UPW的RP電位器，使方波的占空比為50%。（3）用導(dǎo)線將NMCL-31A的“G”的“1”和“UPW”的“3”相連，分別調(diào)節(jié)正負(fù)給定，記錄“2”端輸出波形的最大占空比和最小占空比。2控制電路的測(cè)試（1）邏輯延時(shí)時(shí)間的測(cè)試在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別將正、負(fù)給定均調(diào)到零，連接UPW的“2”端和DLD的“1”端，用示波器觀察“D

42、LD”的“1”和“2”端的輸出波形，并記錄延時(shí)時(shí)間td= （2）同一橋臂上下管子驅(qū)動(dòng)信號(hào)列區(qū)時(shí)間測(cè)試分別將“隔離驅(qū)動(dòng)”的G和主回路的G相連，用雙蹤示波器分別測(cè)量VVT1.GS和VVT2.GS以及VVT3.GS和VVT4.GS的列區(qū)時(shí)間：tdVT1.VT2=tdVT3.VT4=3開(kāi)環(huán)系統(tǒng)調(diào)試主回路按圖110a接線，控制回路可參考圖110b，但調(diào)節(jié)器不接，控制回路直接將NMCL-31A的給定接至NMCL-22的UPW“3”端，并將UPW“2”端和DLD“1”端相連，驅(qū)動(dòng)電路的G1、G2、G3、G4相連。（1）電流反饋系數(shù)的調(diào)試a將正、負(fù)給定均調(diào)到零，合上主控制屏電源開(kāi)關(guān)，接通直流電機(jī)勵(lì)磁電源。b調(diào)

43、節(jié)正給定，電機(jī)開(kāi)始起動(dòng)直至達(dá)1500r/minc給電動(dòng)機(jī)拖加負(fù)載，即逐漸減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻，直至電動(dòng)機(jī)的電樞電流為1A。d調(diào)節(jié)“FBA”的電流反饋電位器，用萬(wàn)用表測(cè)量“9”端電壓達(dá)2V左右。（2）速度反饋系數(shù)的調(diào)試 在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再次調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的1400r/min，調(diào)節(jié)NMCL-31A的“FBS”電位器，使速度反饋電壓為5V左右。（3）系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性測(cè)定參照速度反饋系數(shù)調(diào)試的方法，使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)1400r/min，改變直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻Rd，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)測(cè)取78個(gè)點(diǎn)，記錄相應(yīng)的轉(zhuǎn)速n和直流電動(dòng)機(jī)電流id。 n=1400r/minn(r/min)id(A)調(diào)節(jié)給定，使n=100

44、0/min和n=500r/min，作同樣的記錄，可得到電機(jī)在中速和低速時(shí)的機(jī)械特性。n=1000r/minn(r/min)id(A)M(N.m)n=500r/minn(r/min)id(A)M(N.m)斷開(kāi)主電源，NMCL-31A的S1開(kāi)關(guān)撥向“負(fù)給定”，然后按照以上方法，測(cè)出系統(tǒng)的反向機(jī)械特性。4閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)試控制回路可按圖110b接線，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)。（1）速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試（a）反饋電位器RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最小；（b）“5”、“6”端接入可調(diào)電容器，預(yù)置57F；（c）調(diào)節(jié)RP1、RP2使輸出限幅為±2V。（2）電流調(diào)節(jié)器的

45、調(diào)試（a）反饋電位器RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最小；（b）“5”、“6”端接入可調(diào)電容器，預(yù)置57F；（c）NMCL-31A的S2開(kāi)關(guān)打向“給定”，S1開(kāi)關(guān)扳向上，調(diào)整NMCL-31A的RP1電位器，使ACR輸出正飽和，調(diào)整ACR的正限幅電位器RP1，用示波器觀察NMCL-22的DLD “2”的脈沖，不可移出范圍。S1開(kāi)關(guān)打向下至“負(fù)給定”， 調(diào)整NMCL-31A的RP2電位器，使ACR輸出負(fù)飽和，調(diào)整ACR的負(fù)限幅電位器RP2，用示波器觀察NMCL-22的DLD “2”的脈沖，不可移出范圍。5系統(tǒng)靜特性測(cè)試（1）機(jī)械特性n=f（Id）的測(cè)定NMCL-31A的S2開(kāi)關(guān)打向“給定”，S1開(kāi)關(guān)

46、扳向上，逆時(shí)針調(diào)整NMCL-31A的RP1電位器到底。合上主電路電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使Uuv，Uvw，Uwu為220V，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)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(cè)取78點(diǎn)，讀取電機(jī)轉(zhuǎn)速n，電機(jī)電樞電流Id，可測(cè)出系統(tǒng)正轉(zhuǎn)時(shí)的靜特性曲線n=f（Id）。n(r/min)I(A)斷開(kāi)主電源，S1開(kāi)關(guān)打向下至“負(fù)給定”，逆時(shí)針調(diào)整NMCL-31A的RP2電位器到底。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)直流發(fā)電

47、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(cè)取78點(diǎn)，讀取電機(jī)轉(zhuǎn)速n，電機(jī)電樞電流Id，可測(cè)出系統(tǒng)反轉(zhuǎn)時(shí)的靜特性曲線n=f（Id）。n(r/min)I(A)（2）閉環(huán)控制特性n=f(Ug)的測(cè)定S1開(kāi)關(guān)扳向上，調(diào)節(jié)NMCL-31A給定電位器RP1，記錄給定輸出Ug和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，即可測(cè)出閉環(huán)控制特性n=f(Ug)。n(r/min)Ug(V)6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，用數(shù)字示波器記錄動(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

48、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(guò)NMCL-18的ACR的第“1”端 轉(zhuǎn)速波形的觀察可通過(guò)NMCL-18的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)，列出SG3525的各項(xiàng)性能參數(shù)、邏輯延時(shí)時(shí)間、同一橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間、起動(dòng)限流繼電器吸合時(shí)的直流電壓值等。2列出開(kāi)環(huán)機(jī)械特性數(shù)據(jù), 畫(huà)出對(duì)應(yīng)的曲線,并計(jì)算出滿足S=0.05時(shí)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍。3根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出電流反饋系數(shù)與速度反饋系數(shù)。4列出閉環(huán)機(jī)械特性數(shù)據(jù)，畫(huà)出對(duì)應(yīng)的曲線，計(jì)算出滿足S=0.05時(shí)的閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍，并與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍相比較。5列出閉環(huán)控制特性n=f（ug）數(shù)據(jù)，并畫(huà)出對(duì)應(yīng)的曲線。

49、6畫(huà)出下列動(dòng)態(tài)波形（1）突加給定時(shí)的電動(dòng)機(jī)電樞電流和轉(zhuǎn)速波形，并在圖上標(biāo)出超調(diào)量等參數(shù)。（2）突加與突減負(fù)載時(shí)的電動(dòng)機(jī)電樞電流和轉(zhuǎn)速波形。7試對(duì)H型變換器的優(yōu)缺點(diǎn)以及由SG3525控制器構(gòu)成的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合作出評(píng)述。8對(duì)實(shí)驗(yàn)中感興趣現(xiàn)象的分析、討論。9實(shí)驗(yàn)的收獲、體會(huì)與改進(jìn)意見(jiàn)。八思考題1為了防止上、下橋臂的直通，有人把上、下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間調(diào)得很大，這樣做行不行，為什么？您認(rèn)為死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)短由哪些參數(shù)決定？2與采用晶閘管的移相控制直流調(diào)速系統(tǒng)相對(duì)比，試歸納采用自關(guān)斷器件的脈寬調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)七 直流調(diào)速計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DDC）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解Matlab軟件的基本

50、功能；2研究數(shù)字控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其組成原理；3認(rèn)識(shí)板卡的基本功能。二預(yù)習(xí)要求：1理解三相橋式全控整流及雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，畫(huà)出控制系統(tǒng)方框圖。2認(rèn)識(shí)直流脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)的工作原理，及雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，畫(huà)出控制系統(tǒng)方框圖。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1板卡性能測(cè)試。2計(jì)算機(jī)控制單閉環(huán)控制系統(tǒng)特性的測(cè)試。3計(jì)算機(jī)控制雙閉環(huán)控制系統(tǒng)特性的測(cè)試。4計(jì)算機(jī)控制邏輯無(wú)環(huán)流控制系統(tǒng)特性測(cè)試及其性能研究。5計(jì)算機(jī)控制直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)特性測(cè)試及其性能研究。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL33組件或NMCL22組件4NMEL03組件5NMCL38組件6電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)（或光

51、電編碼器）、直流發(fā)電機(jī)M017直流電動(dòng)機(jī)M038雙蹤示波器9萬(wàn)用表五實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理隨著計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制（DDC, Direct Digital Control ）早已應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)控制系統(tǒng)。現(xiàn)代控制系統(tǒng)的日益復(fù)雜，模擬的控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)越來(lái)越明顯。主要表現(xiàn)在：不易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律；不易實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和操作；而且更改控制規(guī)律極其困難。為了適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的要求，我公司特意開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制調(diào)速系統(tǒng)。我們根據(jù)自動(dòng)化及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的特點(diǎn)，特別開(kāi)發(fā)了基于Matlab的計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制調(diào)速系統(tǒng)，使學(xué)生可以在學(xué)習(xí)Matlab 的基礎(chǔ)上使仿真與實(shí)時(shí)控制相結(jié)合，提高對(duì)控制理論及控制方法的理解。并且我們還提供了開(kāi)放式接口，使學(xué)生可以在我們?cè)械幕A(chǔ)上開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)自己的控制方法和控制系統(tǒng)。同時(shí)還可以作為相關(guān)教師的科研平臺(tái)。采用臺(tái)灣研華板卡（如右圖）作為計(jì)算機(jī)控制板，以Matlab為系統(tǒng)工作平臺(tái)。系統(tǒng)外圍的摸擬量通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)入Matlab 系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)Matlab 的實(shí)時(shí)運(yùn)算數(shù)字量由D/A轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)的運(yùn)行。六實(shí)驗(yàn)方法1認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，掌握Matlab的仿真方法、板卡的工作原理、實(shí)驗(yàn)的內(nèi)