《电机驱动与调速》第55讲（实训20双闭环直流调速系统静特性研究）

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讲项目7

典型调速系统工程实训20三相异步电机双闭环调压调速系统的研究教学目标1、熟悉实训线路及其原理2、掌握实训方法与步骤

教学重点实训线路及其原理教学难点实训方法与步骤教学方法探究式、演示、情境交融、启发互动式教学法教学手段多媒体教学、动画演示教学、实训设备和工具作业布置

实训报告202教学过程：工程实训20三相异步电机双闭环调压调速系统的研究1、实训目的(1)熟悉三相异步电机双闭环调压调速系统的原理及组成。(2)了解转子串电阻的绕线式异步电机在调节定子电压调速时的机械特性。(3)通过测定系统的特性，进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。32、实训内容

（1）实训线路及其原理异步电动机调速控制趋于采用双闭环调速系统。双闭环三相异步电机调压调速系统原理框图如图7-49所示。图7-49三相异步电机双闭环调压调速系统原理图4主电路由三相晶闸管交流调压器及三相绕线异步电动机组成。控制电路由电流调节器、速度变换、触发电路、正桥功放等组成。调速系统有速度、电流两个反馈控制环。速度环作用与直流调速系统相同，而电流环的作用则不同。稳定运行下，电流环对电网扰动有较大抗扰作用，但起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。异步电动机调压调速系统采用双闭环系统时静差率较小且易实现正反转、反接和能耗制动。但恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率Ps=SPM全部消耗在转子电阻中，使转子过热。5

（2）实训设备DJK01电源控制屏、DJK02晶闸管主电路、DJK02-1三相晶闸管触发电路、DJK04电机调速控制实验I、DJK08可调电阻和电容箱、DD03-2电机导轨与测速发电机及转速表、DJ23校正直流测功机、DJ17三相线绕式异步电动机、DJ17-2线绕式异步电机转子专用箱、D42三相可调电阻、慢扫描示波器、万用表。

（3）实训方法与步骤

1)“触发电路”的调试①打开DZ01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网输入”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。6②用10芯的扁平电缆将“三相同步信号输出”端和“三相同步信号输入”端相连,打开电源开关，拨动“触发脉冲指示”开关使“窄”的发光管亮。③将“给定”输出Ug直接与移相控制电压Uct相接，将给定开关S2拨到接地(Uct=0)，调节偏移电压电位器，用双踪示波器观察U相同步电压信号和“双脉冲观察孔”VT1的输出波形，使a=170°。④增加给定Ug的正电压输出，观测“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。⑤将面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平电缆将“正桥触发脉冲输出”和“正桥触发脉冲输入”相连，并将“正桥触发脉冲”六个开关拨至“通”，观察VT1～VT6晶闸管门极和阴极间的触发脉冲是否正常。7

2)控制单元的调试①调节器的调零将“速度调节器”所有输入端接地，将可调电阻120K接到“速度调节器”的“4、5”两端，用导线短接“5、6”，使“电流调节器”成为P调节器。调节调零电位器RP3，万用表测量“7”端输出为零。将“电流调节器”所有输入端接地，将可调电阻13K接到“速度调节器”的“8、9”两端，用导线将“9、10”短接。调节调零电位器RP3，用万用表毫伏档测量电流调节器的“11”端，使输出电压接近零。8②调节器正、负限幅值的调整将给定电压Ug接入移相控制电压Uct输入端，三相交流调压输出接绕线异步电机，测量电机端电机。当给定电压Ug由零调大时，输出电压U随给定电压的增大，当Ug超过某值Ug＇时，电压U接近电机额定电压220V，可确定移相控制电压的最大允许值Uctmax=Ug＇，即Ug的允许调节范围为0～Uctmax。

记录Ug＇于下表中。

Ug＇Uctmax=Ug＇9把“速度调节器”的“5、6”短接线去掉，将可调电容0.47mF接入“5、6”两端，然后将DJK04的给定输出端接到转速调节器的“3”端，加一定正给定（1V）时，调整负限幅电位器RP2，使输出电压为-6V，当调节器输入端加负给定（-1V）时，调整正限幅电位器RP1，使之输出电压为最小值即可。把“电流调节器”的“9、10”短接线去掉，将可调电容0.47mF接入“9、10”两端，使调节器成为PI调节器，然后将给定输出端接到电流调节器的“4”端，当加正给定（1V）时，调整负限幅电位器RP2，使之输出电压为最小值即可，当调节器输入端加负给定（-1V）时，调整正限幅电位器RP1，使电流调节器的输出正限幅为Uctmax。10③电流反馈的整定直接将DJK04的给定电压Ug接入DJK02-1移相控制电压Uct的输入端，三相交流调压输出接三相线绕式异步电动机，测量校正测功机的电流值和电流反馈电压。调节“电流反馈与过流保护”上的电流反馈电位器RP1，使电流Ie=1A时的电流反馈电压为Ufi=6V。④转速反馈的整定直接将DJK04的给定电压Ug接入DJK02-1移相控制电压Uct的输入端，输出接三相线绕式异步电动机（Y接），测量电动机的转速值和转速反馈电压值，调节“速度变换”电位器RP1，使n=1300rpm时的转速反馈电压为Ufn=-6V。11

3)机械特性n=f(T)的测定①将DJK04的“给定”电压输出直接接至DJK02-1上的移相控制电压Uct，电机转子回路接DJ17-2转子电阻专用箱，直流发电机接负载电阻R(D42三相可调电阻，将两个900Ω接成串联形式)，并将给定的输出调到零。②直流发电机先轻载，调节转速给定电压Ug使电动机的端电压=Ue。转矩可按下式计算:式中，T为三相线绕式异步电机电磁转矩，IG为直流发电机电流，UG为直流发电机电压，Ra为直流发电机电枢电阻（15Ω左右），Po为机组空载损耗（5W左右）。③调节Ug，降低电动机端电压，在2/3Ue时重复上述实验，以取得一组机械特性。12表7-2转子串电阻机械特性n=f(T)测定记录表

4)系统的调试

①确定“电流调节器”和“速度调节器”的限幅值和电流、转速反馈的极性。②将系统接成双闭环调压调速系统，电动机转子回路仍每相串5Ω左右的电阻，逐渐增大给定Ug，观察电机运行是否正常。③调节“电流调节器”和“速度调节器”的外接电容和电位器（改变放大倍数），确定较佳的调节器参数。n(rpm)U2=UG(V)I2=IG(A)T(N·m)13

5)系统闭环特性的测定①调节Ug使转速至n=1200rpm，从轻载按一定间隔调到额定负载，测出闭环静态特性。表7-3系统闭环静特性n=f(T)测定记录表②测出n=800rpm时系统闭环静态特性n=f(T)，T由公式计算。n(rpm)1200U2=UG(V)I2=IG(A)T(N·m)14

（4）注意事项1)低速实验时间不宜过长，以免电阻器过热引起串接电阻数值的变化。2)转子每相串接电阻为5Ω左右，可根据需要进行调节，以便系统有较好的性能。3)计算转矩T时用到的机组