2022年双闭环不可逆直流调速系统课程设计 .pdf

双闭环晶闸管不可逆直流调速系统设计一设计目的一1 了解双闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。2熟悉电力电子及教学实验台主控制屏的结构及调试方法。3 熟悉 NMCL_18 ，NMCL_33 的结构及调试方法。4 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 1 各控制单元调试 2 测试电流反馈系数 3 测定开环机械特性及闭环静特性三实验系统组成及工作原理双闭环晶闸管不可逆直流调速系统有电流和转速两个调节器综合调节，由于调速系统调节的主要是转速，故转速环作为主环放在外面，电流环作为副环放在里面，这样可拟制电网电压波动对转速的影响，试验系统的组成如图6-8 所示。系统工作时，先给电动机加励磁，改变给定电压的大小即可方便的改变电机的转速。ASR,ACR 均有限幅环节，ASR 的输出作为ACR 的给定，利用ASR 的输出限幅可达到限制启动电流的目的，ACR 的输出作为移向触发电路的控制电压，利用 ACR 的输出限幅可达到限制和的目的。当加入给定Ug 后， ASR 即饱和输出，使电动机以限定的最大起动电流加速启动，直到电机转速达到给定转速（即Ug=Ufn ） ，并出现超调后，ASR 退出饱和，最后稳定运行在略低于给定转速的数值上。四实验设备及仪器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页1，NMCL 系统教学实验台主控制屏。2,。NMCL 18 组件（适合NMCL ）或那么长了组件（适合NMCL ）。3NMCL 33 组件或 NMCL 53 组件。4NMCL 03A 三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。5电机导轨及测速装置、直流发电机M01 。6直流电动机M03。五注意事项1三相主电压源连线时需注意，不可换错相序。2电源开关闭合时，过流保护，过压保护的发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关 SB1、SB2 即可正常工作。3系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug 启动电机。4启动电机时，需吧MEL 13 的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载启动。5改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。6进行闭环调试时，若电机转速达到最高转速其不可调，注意转速的反馈的极性是否接错。7双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。六试验方法1按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。（1）用示波器观察双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲（2）检查相序，用示波器观察“1” ， “2”脉冲观察孔， “1”脉冲超前“ 2”脉冲 60，则相序正确，否则应调整输入电源。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页（3） 将控制一组桥触发脉冲同短的六个直键开关弹出，用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V2V 的脉冲。（4）将 Ublr 接地，可观察反桥晶闸管的触发脉冲。2开环外特性的测定（1）控制点也Uct 由给定器Ug 直接接入，测功机加载旋钮应逆时针旋到底（或直流发电机所接负载电阻RG 断开） . (2)使 Ug=0，调节偏移电压电位器，使 稍大于 90，合上主电路电源，调节调压器旋钮，使 Uuv、Uvw、Uwu 为 200V，逐渐增加给定电压Ug，使电机启动、升速，调节Ug 使电机空载转速 N0=1500r/min ，在调节测功机加载旋钮（或负载电阻RG）改变负载，在直流电机空载至额定负载范围内，测取7-8 点，读取电机转速n，电机电枢电流Id，即可测出系统的开环外特性n=f（Id） 。N（r/min ) 1402 1428 1461 1486 1502 1514 I(A) 0.5 0.41 0.3 0.2 0.15 0.1 3. 单元部件调试ASR 与ACR 调试：使调节器，加入一定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使脉冲前移 30 ，使脉冲后移 =30 ，反馈电位器RP3 逆时针到底，是倍数最小。4. 系统的调试（1）电流环调试 A 系统的开环， 及控制电压 Uct 由给定器 Ug直接接入， 开关 S拨向左边， 主电路接入电阻 Rd（两只 900 电阻并联）并调至最大。逐渐增加给定电压，用示波器观察晶闸管整流两端电压波形。在一个周期内，电压波形应有6个对对称波头平滑变化。 B 增加给定电压，减小主电路串接电阻Rd，直至 Id=1.1Ied,在调节 NMCL-01 挂箱上的电流反馈器 RP ，使电流反馈电压Ufi 近似等于速度调节器ASR 的输出限幅值。 C NMCL-18的给定输出电压Ug 接至 ACR 的“3”端， ACR 的输出“ 7”端接至 Uct，即系统接入已连接成PI 调节的 ACR 组成电流单闭环系统。ASR 的“ 9” ， “10”端接 MEL-11电容器。可预置 7 ，同时，反馈电位器RP3 逆时针旋到底是放大倍数最小，逐渐增加给定电压Ug，使之等于输出限幅值（+5v） ，观察主电路电流是否小于或等于1.1Ied 。 （如果 Id 过大，则应调整电流反馈电位器，使Ufi 增加，直至 Id1.1Ied；如IdIed ，则可将 Rd 减小直至切除，此时应增加有限， 小于过电流保护整定值，这说明系统已经具有限流保护功能。测定并计算电流反馈系数。（2）速度变换器的调试( 电动机加额定励磁) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页（a）系统开环，即给定电压Ug直接接至 Uct ，Ug作为输入给定，逐渐加正给定，当转速 n=1500r min 时，调节 FBS 中速度反馈电位器RP，是速度反馈电压为+5v，计算速度反馈系数。（b）速度反馈极性判断：系统中接入ASR 构成转速单闭环系统，及给定电压Ug 接至ASR 的第二端， ASR 的第 3端接至 Uct。调节 Ug （Ug为负电压），若稍给定电压，电机转速即达到最高速且调节Ug不可控制， 则表明单闭环系统反馈极性有误。但若结成转速 电流双闭环系统，极性不变。5. 双馈闭环反测试即把 ASR,ACR 均接入系统中，形成双闭环不可逆系统。（1）机械特性的测试n=f （Id ） ，调节转速给定值Ug ，是电机空载转速至1500r min ，在调节测功机加载扭，在空载至额定负载范围内分别记录7-8 点。n(r min) 1500 1500 1500 1500 1500 1344 1258 1177 985 647 542 413 214 I(A) 0.31 0.36 0.42 0.44 0.47 0.53 0.53 0.54 0.53 0.55 0.55 0.56 0.57 （ 2）闭环控制特性n=f （Ug）的测定，调节Ug，记录 Ug和n 。N （r min）8 7 6 5 4 3 2 1 Ug(V) 1586 1582 1534 1327 1078 832 526 237 七实验数据分析双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性Ks 1/Ce U*nUct Id EnUd0 Un + + - ASR + U*i -IdRRACR - Ui UPE 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页开环系统外特性曲线n=f（ Id）系统静特性曲线n=f(Id)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页闭环控制特性n=f（Id）曲线1）转速调节器的作用: 使转速n 跟随给定电压*mU变化，当偏差电压为零时，实现稳态无静差; 对负载变化起抗扰作用；其输出限幅值决定允许的最大电流。2)电流调节器的作用: 在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压*iU变化 ,对电网电压波动起及时抗扰作用；起动时保证获得允许的最大电流，使系统获得最大加速度起动；当电机过载甚至于堵转时，限制电枢电流的最大值，从而起大快速的安全保护作用。当故障消失时，系统能够自动恢复正常。八总结与体会通过本设计， 我对电力电子在控制电机的运用有了深入的认识，对自动控制系统设计步骤、思路、 有一定的了解与认识。本次设计的时间比较仓促，但我们在老师的指导下和同学们得帮助下， 克服了很多困难圆满完成这次设计。通过这个设计我同时也体会到了团队合作的乐趣。 但是， 通过设计我也明白一点，我们上课所学到的知识在做本设计时是远远的不够的，只是设计的一点皮毛而已。平常我们应该扩大自己得知识面。经过这次的课程设计，不仅在书上学到的知识得到了巩固，而且还在设计过程中拓展了其他没有学过的知识。我们组都团结协作，互相帮助。 我们以前学习的知识都渐渐离我们远去，甚至不知道、不清楚哪些知识该用到哪些地方，什么时候用。这次课程设计，通过自己查找资料， 了解情况，使得我们对知识深刻的了解和巩固。与此同时，在团队的协作中使我们在与人共事之中学会交流学会合作。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页