电机控制实验

电机控制实验第1页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验内容1、测定开环机械特性及闭环静特性；2、闭环控制特性的测定；3、测定电流反馈系数；第2页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验系统组成及工作原理第3页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验设备及仪器1、MCL系列教学实验台主控制屏；2、MCL-18组件；3、MCL-33组件；4、MEL-11挂箱（电容）；5、MEL-03三相可调电阻；6、直流电动机M03、直流发电机M01；第4页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验步骤一、开环特性的测定1、接线：控制电压由给定器直接接入。即把ACR的7端甩开，不接至控制电压；另外把ASR的2端（给定值）甩开不接，这样ASR、ACR两个环节就甩开了。2、负载电机M01（作为直流电动机的负载）电枢回路的负载电阻断开。（空载）第5页，共24页，2023年，2月20日，星期一3、使Ug＝0；调节调压器，使三相输入电压为200V。4、逐渐增加给定电压Ug，使电机起动、升速；调节Ug使电机空载转速。第6页，共24页，2023年，2月20日，星期一5、保持此时的Ug不变，在负载电机M01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范围，测取7、8点，读取电机转速和电机电枢电流，即可测出系统的开环机械特性.第7页，共24页，2023年，2月20日，星期一二、系统闭环特性测试1、调节转速给定电压Ug，使电机空载转速至1500r/min；此时维持给定值Ug不变；2、调节负载电机M01的电枢回路负载电阻，在空载至额定负载范围内分别记录7、8点，可测出系统闭环机械特性曲线。第8页，共24页，2023年，2月20日，星期一3、调节Ug，记录Ug和转速n（此时保持负载电阻不变），即可测出闭环控制特性。第9页，共24页，2023年，2月20日，星期一三、闭环时系统动态波形的观察1、突加给定时，电动机电枢电流波形和转速波形；2、突加额定负载时，电动机电枢电流波形和转速波形；注：电动机电枢电流波形的观察可通过ACR的第“1”端；转速波形的观察可通过ASR的第“1”端。第10页，共24页，2023年，2月20日，星期一注意事项1、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；2、系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机（即Ug从0开始逐渐增大），否则可能冲击过流；第11页，共24页，2023年，2月20日，星期一3、进行闭环测试时，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。4、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。第12页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验报告1、根据实验数据，画出闭环控制特性曲线；2、根据实验数据，画出闭环机械特性，并计算静差率；3、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较。第13页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验二、基于DSP的异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统实验目的：1、掌握异步电动机变压变频调速系统的组成及工作原理；2、理解用单片机通过软件生成SPWM波的工作原理与特点，以及不同调制方式对系统性能的影响。3、熟悉电压空间矢量控制（磁链跟踪控制）的工作原理与特点。第14页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验内容1、连接线路，构成一个实用的异步电动机变频调速系统；2、采用SPWM数字控制时，不同输出频率、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；3、采用电压空间矢量控制时，不同输出频率时的磁通分量、磁通轨迹、定子电流与电压波形测试；4、低频补偿特性测试第15页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验设备和仪器MCL系列教学实验台主控制屏；MCL-13闭环变频系统组件；异步电动机M04、转速计；双踪示波器第16页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验系统组成及工作原理第17页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验方法1、按起动按钮，电动机即可起动，起动后可调节频率给定电位器，即可改变电动机转速（此时显示面板上显示的数值为转速）；2、在电机运行中，不能改变控制方式、调制方式（即，按空间矢量、异步调制等按钮，系统将不会响应）。必须先按停止按钮，使电机停止运行，才能改变控制方式及调制方式；第18页，共24页，2023年，2月20日，星期一3、电机停止运行时，显示面板上的数值为此时的频率值；4、低频补偿电位器在电机运行时，可按需要任意调节。第19页，共24页，2023年，2月20日，星期一实验步骤1、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。2、按下起动按钮前，检查给定电位器是否放在零位（左旋到底）；3、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出，使输出为220V。第20页，共24页，2023年，2月20日，星期一4、采用SPWM控制，分别在输出频率为30Hz、50Hz条件下，测量与描绘不同调制方式时的电机气隙磁通分量、电机气隙磁通轨迹、定子电流、定子端电压等波形，以及观察电机运行的平稳与噪声大小。按停止按钮，观察此时的电流波形。第21页，共24页，2023年，2月20日，星期一当在低频2Hz时，若电机无法转动时，可调节低频补偿电位器（顺时针旋转时，低频补偿电压增大），直到电机能旋转为止。第22页，共24页，2023年，2月20日，星期