电机控制实验精.ppt

电机控制实验第1页，本讲稿共24页实验内容实验内容1 1、测定开环机械特性及闭环静特性；、测定开环机械特性及闭环静特性；2 2、闭环控制特性的测定；、闭环控制特性的测定；3 3、测定电流反馈系数；、测定电流反馈系数；第2页，本讲稿共24页实验系统组成及工作原理实验系统组成及工作原理第3页，本讲稿共24页实验设备及仪器实验设备及仪器1 1、MCLMCL系列教学实验台主控制屏；系列教学实验台主控制屏；2 2、MCL-18MCL-18组件；组件；3 3、MCL-33MCL-33组件；组件；4 4、MEL-11MEL-11挂箱（电容）；挂箱（电容）；5 5、MEL-03MEL-03三相可调电阻；三相可调电阻；6 6、直流电动机、直流电动机M03M03、直流发电机、直流发电机M01M01；第4页，本讲稿共24页实验步骤实验步骤一、开环特性的测定一、开环特性的测定1 1、接线：控制电压由给定器直接接入。即把、接线：控制电压由给定器直接接入。即把ACRACR的的7 7端甩开，不接至控制电压；另外端甩开，不接至控制电压；另外把把ASRASR的的2 2端（给定值）甩开不接，这样端（给定值）甩开不接，这样ASRASR、ACRACR两个环节就甩开了。两个环节就甩开了。2 2、负载电机、负载电机M01M01（作为直流电动机的负载）（作为直流电动机的负载）电枢回路的负载电阻断开。（空载）电枢回路的负载电阻断开。（空载）第5页，本讲稿共24页3 3、使、使UgUg0 0；调节调压器，使三相；调节调压器，使三相输入电压为输入电压为200V200V。4 4、逐渐增加给定电压、逐渐增加给定电压UgUg，使电机，使电机起动、升速；调节起动、升速；调节UgUg使电机空载转使电机空载转速速 。第6页，本讲稿共24页5 5、保持此时的、保持此时的UgUg不变，在负载电机不变，在负载电机M01M01的电枢回路串入负载电阻，改变的电枢回路串入负载电阻，改变电阻，在直流电机空载至额定负载电阻，在直流电机空载至额定负载范围，测取范围，测取7 7、8 8点，读取电机转速点，读取电机转速和电机电枢电流，即可测出系统的和电机电枢电流，即可测出系统的开环机械特性开环机械特性 .第7页，本讲稿共24页二、系统闭环特性测试二、系统闭环特性测试1 1、调节转速给定电压、调节转速给定电压UgUg，使电机空，使电机空载转速至载转速至1500r/min1500r/min；此时维持给定；此时维持给定值值UgUg不变；不变；2 2、调节负载电机、调节负载电机M01M01的电枢回路负的电枢回路负载电阻，在空载至额定负载范围载电阻，在空载至额定负载范围内分别记录内分别记录7 7、8 8点，可测出系统闭点，可测出系统闭环机械特性曲线环机械特性曲线 。第8页，本讲稿共24页3 3、调节、调节UgUg，记录，记录UgUg和转速和转速n n（此（此时保持负载电阻不变），即可时保持负载电阻不变），即可测出闭环控制特性测出闭环控制特性 。第9页，本讲稿共24页三、闭环时系统动态波形的观察三、闭环时系统动态波形的观察1 1、突加给定突加给定时，电动机时，电动机电枢电流波形电枢电流波形和和转速波形转速波形；2 2、突加额定负载突加额定负载时，电动机时，电动机电枢电流波电枢电流波形和转速波形；形和转速波形；注：电动机电枢电流波形的观察可通过注：电动机电枢电流波形的观察可通过ACRACR的第的第“1 1”端；转速波形的观察可端；转速波形的观察可通过通过ASRASR的第的第“1 1”端。端。第10页，本讲稿共24页注意事项注意事项1 1、改变接线时，必须先按下主控制屏总电、改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的源开关的“断开断开”红色按钮，同时使系红色按钮，同时使系统的给定为零；统的给定为零；2 2、系统、系统开环连接时，不允许突加给定开环连接时，不允许突加给定信号信号UgUg起动电机（即起动电机（即UgUg从从0 0开始逐渐增大），开始逐渐增大），否则可能冲击过流；否则可能冲击过流；第11页，本讲稿共24页3 3、进行闭环测试时，若电机、进行闭环测试时，若电机转速达最高速转速达最高速且不可调且不可调，注意，注意转速反馈的极性是否接转速反馈的极性是否接错。错。4 4、双踪示波器的两个探头地线通过示波、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，必须使两探器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。以免造成短路事故。第12页，本讲稿共24页实验报告实验报告1 1、根据实验数据，画出闭环控制特性曲线；、根据实验数据，画出闭环控制特性曲线；2 2、根据实验数据，画出闭环机械特性，并、根据实验数据，画出闭环机械特性，并计算静差率；计算静差率；3 3、根据实验数据，画出开环机械特性，、根据实验数据，画出开环机械特性，计算静差率，并与闭环机械特性进行比计算静差率，并与闭环机械特性进行比较。较。第13页，本讲稿共24页实验二、基于实验二、基于DSPDSP的异步电动机的异步电动机SPWMSPWM与电与电压空间矢量变频调速系统压空间矢量变频调速系统实验目的实验目的：1 1、掌握异步电动机变压变频调速系统的组成、掌握异步电动机变压变频调速系统的组成及工作原理；及工作原理；2 2、理解用单片机通过软件生成、理解用单片机通过软件生成SPWMSPWM波的工作波的工作原理与特点，以及不同调制方式对系统性原理与特点，以及不同调制方式对系统性能的影响。能的影响。3 3、熟悉电压空间矢量控制（磁链跟踪控制）、熟悉电压空间矢量控制（磁链跟踪控制）的工作原理与特点。的工作原理与特点。第14页，本讲稿共24页实验内容实验内容1 1、连接线路，构成一个实用的异步电动机、连接线路，构成一个实用的异步电动机变频调速系统；变频调速系统；2 2、采用、采用SPWMSPWM数字控制数字控制时，不同输出频率、时，不同输出频率、不同调制方式时的磁通分量、磁通轨迹、不同调制方式时的磁通分量、磁通轨迹、定子电流与电压等波形测试；定子电流与电压等波形测试；3 3、采用、采用电压空间矢量控制电压空间矢量控制时，不同输出频时，不同输出频率时的磁通分量、磁通轨迹、定子电流与率时的磁通分量、磁通轨迹、定子电流与电压波形测试；电压波形测试；4 4、低频补偿特性低频补偿特性测试测试第15页，本讲稿共24页实验设备和仪器实验设备和仪器MCL MCL 系列教学实验台主控制屏；系列教学实验台主控制屏；MCL-13MCL-13闭环变频系统组件；闭环变频系统组件；异步电动机异步电动机M04M04、转速计；、转速计；双踪示波器双踪示波器第16页，本讲稿共24页实验系统组成及工作原理实验系统组成及工作原理第17页，本讲稿共24页实验方法实验方法1 1、按起动按钮，电动机即可起动，起动后、按起动按钮，电动机即可起动，起动后可调节可调节频率给定电位器频率给定电位器，即可改变电动，即可改变电动机转速（机转速（此时显示面板上显示的数值为此时显示面板上显示的数值为转速）转速）；2 2、在电机运行中，不能改变控制方式、在电机运行中，不能改变控制方式、调制方式调制方式（即，按空间矢量、异步调（即，按空间矢量、异步调制等按钮，系统将不会响应）。必须制等按钮，系统将不会响应）。必须先按停止按钮，使电机停止运行，才先按停止按钮，使电机停止运行，才能改变控制方式及调制方式；能改变控制方式及调制方式；第18页，本讲稿共24页3 3、电机、电机停止运行时停止运行时，显示面板上，显示面板上的数值为此时的的数值为此时的频率值频率值；4 4、低频补偿电位器在电机运行时，、低频补偿电位器在电机运行时，可按需要任意调节。可按需要任意调节。第19页，本讲稿共24页实验步骤实验步骤1 1、连接主电路、起动限流、过流保护、过压保、连接主电路、起动限流、过流保护、过压保护及磁通检测等环节的连线。护及磁通检测等环节的连线。2 2、按下起动按钮前，检查给定电位器是否放、按下起动按钮前，检查给定电位器是否放在零位（左旋到底）；在零位（左旋到底）；3 3、三相调压器逆时针调到底，合上主控制屏、三相调压器逆时针调到底，合上主控制屏上的绿色按钮开关，调节三相调压器的输上的绿色按钮开关，调节三相调压器的输出，使输出为出，使输出为220V220V。第20页，本讲稿共24页4 4、采用采用SPWMSPWM控制控制，分别在输出频率为，分别在输出频率为30Hz30Hz、50Hz50Hz条件下，测量与描绘条件下，测量与描绘不不同调制方式同调制方式时的时的电机气隙磁通分量、电机气隙磁通分量、电机气隙磁通轨迹、定子电流、定子电机气隙磁通轨迹、定子电流、定子端电压等波形端电压等波形，以及观察电机运行的，以及观察电机运行的平稳与平稳与噪声大小噪声大小。按停止按钮，观察此时的电流波形。按停止按钮，观察此时的电流波形。第21页，本讲稿共24页当在低频当在低频2Hz2Hz时，若电机无法转动时，若电机无法转动时，时，可调节低频补偿电位器（顺时针旋转可调节低频补偿电位器（顺时针旋转时，低频补偿电压增大），直到电机时，低频补偿电压增大），直到电机能旋转为止。能旋转为止。第22页，本讲稿共24页5 5、采用电压空间矢量控制、采用电压空间矢量控制实验条件及观察与描绘的波形同步骤实验条件及观察与描绘的波形同步骤4 4。第23页，本讲稿共24页注意事项注意事项转换不同的控制与调制方式时，转换不同的控制与调制方式时，要等到电机转速接近于零时，再要等到电机转速接近于零时，再按起动按钮，以免对电机造成冲按起动按钮，以免对电机造成冲击。击。第24页，本讲稿共24页