实验二-双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date实验二-双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验实验二-双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验实验二 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验一实验目的1了解双闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。2熟悉MCL电机控制教学实验台主控制屏的结构及调试方法。3熟悉MCL-01, MCL-02，MCL-03 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

2、及参数的整定。二实验内容1MCL-01 的调试。2各控制单元调试3测定电流反馈系数，转速反馈系数。4测定开环机械特性及闭环静特性。5闭环控制特性的测定。6观察，记录系统动态波形。三实验系统组成及工作原理仅有速度反馈的调速系统在调速过程中，当速度给定发生突变时，整流桥的输出电压很大，这可能引起电机电枢电流剧增，可能会使晶闸管损坏。此外电流的急剧变化也会导致直流电机换向恶化，并引起电机转矩的剧变，对传动系统产生猛力的冲击，这是不允许的，在调速系统中还必须采取限制电流冲击的措施，现在普遍采用再加一级电流反馈构成双闭环调速系统。图2-1 所示的是双闭环直流调速系统。系统包括两个反馈控制环节，内环是电流

3、控制环，外环是速度控制环。内环由电流调节器、晶闸管移相触发器、晶闸管整流器和电动机电枢回路所构成。电流调节器的给定信号与电流反馈信号相比较，其差值送入电流调节器，由调节器的输出通过移相触发器控制整流桥的输出电压。在这个电压作用下电机的电流及转矩将相应地发生变化。当电流调节器的给定信号大于电流反馈信号时，其差值为正，经过调节器控制整流桥的移相角，使整流桥输出电压升高，电枢电流增大。反之，给定信号小于电流反馈信号时，使整流桥输出电压降低，电枢电流减小。它力图使电枢电流与电流给定值相等。外环是速度环，其中有一个速度调节器，在调节器的输入端送入一个速度给定信号，由它规定电机运行的转速，另一个速度反馈信

4、号来自与电机同轴的测速发动机，这个速度给定信号和实际转速反馈信号之差输入到速度调节器，由速度调节器的输出信号作电流调节器输入送到电流调节器，通过电流调节环的控制作用调节电机的电枢电流和转矩，使电机转速发生变化，最后达到转速的给定值。四实验设备及仪器1MCL电机控制教学实验台主控制屏。2MCL01 组件。3MCL02 组件。4MCL03 组件。5MEL-11 挂箱6MEL03 三相可调电阻。7电机导轨及测速发电机、测功机。8直流电动机M03。9双踪示波器。五注意事项1三相主电源连线时需注意，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、SB

5、2 即可正常工作。3系统开环连接时，不允许突加给定信号 起动电机4起动电机时，需把MEL-13 的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。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，若电机转速达最高速且不可调，注意转速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，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。六. 实验方法1MCL-01 的调试。（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

6、600，则相序正确，否则，应调整输入电源。（3）将控制一组桥触发脉冲通断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）将接地,可观察反桥晶闸管的触发脉冲。2双闭环调速系统调试原则（1）先部件，后系统。即先将各单元的特性调好，然后才能组成系统。（2）先开环，后闭环，即使系统能正常开环运行，然后在确定电流和转速均为负反馈时组成闭环系统。（3）先内环，后外环。即先调试电流内环，然后调转速外环。3控制单元调试（1）调节器正、负限幅值的调整ASR 调试：使调节器为PI 调节器，加入一定的输入电压（由MCL01 提供），调整正，负限幅电位器RP1、RP2，使输

7、出正负值等于5V。ACR 调试：使调节器为PI 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a300,使脉冲后移b=300，反馈电位器RP3 逆时针旋到底，使放大倍数最小。（2）电流反馈系数的整定电动机不加励磁（a）系统开环，即控制电压 由给定器 直接接入，整流桥输出接电阻并调至最大（由MEL03 的两只电阻并联）。逐渐增加给定电压，用示波器观察晶闸管整流桥两端电压波形。在一个周期内，电压波形应有6 个对称波头平滑变化 。（b）增加给定电压，使三相全控整流输出电压升高，当时，减小主回路串接电阻，直至，再调节MCL-01 挂箱上的电流反馈电位器RP，使电流反馈电压近似等于速度调节

8、器ASR 的输出限幅值（ASR 的输出限幅可调为5V）。（c）MCL01 的G（给定）输出电压 接至ACR 的“3”端，ACR 的输出“7”端接至，即系统接入已接成PI 调节的ACR 组成电流单闭环系统。ASR 的“9”、“10”端接MEL11 电容器，可预置7F，同时，反馈电位器RP3 逆时针旋到底，使放大倍数最小。逐渐增加给定电压，使之等于ASR 输出限幅值（+5V），观察主电路电流是否小于或等于，如过大，则应调整电流反馈电位器，使Ufi 增加，直至；如，则可将 减小直至切除，此时应增加有限，小于过电流保护整定值，这说明系统已具有限流保护功能。测定并计算电流反馈系数。（3）速度反馈系数的整

9、定电动机加额定励磁（a）系统开环，即给定电压 直接接至，三相全控整流输出接直流电动机电枢， 作为输入给定，逐渐加正给定，当转速 时，调节FBS（速度变换器）中速度反馈电位器RP，使速度反馈电压为+5V 左右，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，即给定电压 接至ASR 的第2 端，ASR 的第3 端接至。调节（ 为负电压），若稍加给定，电机转速即达最高速且调节 不可控，则表明单闭环系统速度反馈极性有误。但若接成转速电流双闭环系统，由于给定极性改变，故速度反馈极性可不变。4开环外特性的测定（1）控制电压 由给定器 直接接入，测功机加载旋钮应逆时针旋到底

10、。（2）使，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、，逐渐增加给定电压，使电机起动、升速，调节 使电机空载转速，再调节测功机加载旋钮，改变负载，在直流电机空载至额定负载范围内，测取6 点，读取电机转速，电机电枢电流，即可测出系统的开环特性。1200125713051358141214720.200.360.520.680.841.00注意，若给定电压Ug 为0 时，电机缓慢转动，则表明太小，需后移。5系统静特性测试将ASR,ACR 均接成PI 调节器接入系统，形成双闭环不可逆系统。ASR、ACR 的调试：（a）反馈电位器RP3 逆时针旋到底，使放大倍数最小；（b）

11、“5”、“6”端接入MEL11 电容器，预置57F；（c）调节RP1、RP2 使输出限幅为5V。（1）机械特性的测定调节转速给定电压Ug，使电机空载转速，再调节测功机加载旋钮，在空载至额定负载范围内分别记录6 点，可测出系统静特性曲线1506150315031501149714940.200.360.500.620.841.00测取速度反馈系数、电流反馈系数(r/min)-0.002392.924-3.5852.924（2）闭环控制特性n=f(Ug)的测定调节，使电机空载转速，逐渐降低记录和，即可测出闭环控制特性。2505087491005124315000.601.231.812.433.003.636. 系统闭环控制特性曲线图2-2 系统闭环控制特性曲线7. 系统闭环、开环机械特性比较图2-3 系统闭环机械特性曲线及开环机械特性比较由实验数据可得系统闭环、开环静差率：由此可见闭环系统的静差率远远小于开环系统，其机械特性较硬。-