试验二双闭环晶闸管不可逆直流调速系统试验

1、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MCn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，方法及参数的整定。二. 实验内容1. MCL-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a。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

2、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

3、。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。M03H盂申型桥

4、A FT沱电克茨 WXj5ATG*哋貫电机2-1山竹坏品闸管不可建“流调速条（A）图21戏闭，11 I ： .ftiH速JK统四. 实验设备及仪器1. MCLn电机控制教学实验台主控制屏。2. MCL 01 组件。3. MCL 02 组件。4. MCL 03 组件。5. MEL-11 挂箱6. MEL-03三相可调电阻。7. 电机导轨及测速发电机、测功机。&直流电动机M039.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 SB2即可正常工 作。3. 系统开环连接时，不允许突加给定

5、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1. MCL-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600,则相序正确

6、，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1V 2V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MC 01提供），调整正，负限幅电位器 RP1 RP2,使输

7、出正负值等于土 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300,使脉冲后移 =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（二由ME03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 -:敢沙 时，减小主回路串接电阻 ,直至上：；. 再调节MCL-01挂箱上的电流反馈电位器 RP,使电流反

8、馈电压一近似等于速度调节器 ASR的输出限幅值（ASR的输 出限幅可调为土 5V）。（c）MC 01的G （给定）输出电压 接至ACR的“3”端，ACR的输出“ 7”端接至汕決，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ME11电容器，可预置7卩F,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 加汽;如沙血,则可将叫减小直至切除，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

9、馈系数阴5加罷。（3）速度反馈系数的整定电动机加额定励磁（a） 系统开环，即给定电压 弘备直接接至G：,三相全控整流输出接直流电动机电枢，卜兔；作为输入给定，逐渐加正 给定，当转速 = 1500转/分钟时，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， 计算速度反馈系数卍：- 一。（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-_ （-一为负电压），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。但若接成转速一电流双闭环系统，由于给定极性改变，故速度反馈

10、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。(2)使叮：亿调节偏移电压电位器，使二稍大于90,合上主电路电源，调节调压器旋钮，使_、.加:治逐渐增加给定电压，使电机起动、升速，调节使电机空载转速_屮，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办 H总范围内，测取6点，读取电机转速.，电机电枢电流.一，即可测出系统的开环特性逾磁n(r min1)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

11、,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) “ 5”、“ 6”端接入ME11电容器，预置57卩F;(c) 调节RP1 RP2使输出限幅为土 5V。(1)机械特性身-的测定调节转速给定电压 Ug使电机空载转速一i ?,再调节测功机加载旋钮，在空载至额定负载I：-范围内分别记录6点，可测出系统静特性曲线暑槪需n(r miTt-1)1506150315031501149714940.200.360.500.620.841.00测取速度反馈系数电流反馈系数 秽:二汕；!讥：n = 1500(r/mi n)a =-0.00239fi =2.924% =-3.585U貞=2.924(2)闭环控制特性n=f(Ug)的测定调节人，使电机空载转速十亠i |,逐渐降低-记录鼻和i ,即可测出闭环控制特性沼：-_。n(r min-1)2505087491005124315000.601.231.812.43