电力拖动自动控制系统

直流调速系统

试验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定

一.试验目的

1.了解电力电子及电气传动教学试验台的结构及布线状况。

2.熟识晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。

3.驾驭晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。

二.试验内容

1.测定晶闸管直流调速系统主电路甩阻R

2.测定晶闸管直流调速系统主电路电感L

3.测定直流电动机一直流发电机一测速发电机组（或光电编码器）的飞轮惯量GD2

4.测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td

5.测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM

6.测定晶闸管直流调速系统机电时间常数TM

7.测定晶闸管触发及整流装置特性"/可

8.测定测速发电机特性UTG=f（n）

三.试验系统组成和工作原理

晶闸管直流调速系统臼三相调压器，晶闸管整流调速装走，平波电抗器，电动机——

发电机组等组成。

本试验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，限制回路可干脆由给定电压Ug作为

触发器的移相限制电压，变更Ug的大小即可变更限制角，从而获得可调的直流电压和转速,

以满意试验要求。

四.试验设备及仪器

1.MCL系列教学试验台主限制屏。

2.MCL—18组件（适合MCL—H）或MCL—31组件（适合MCL一川）。

3.MCL—33（A）组件或MCL—53组件（适合MCL—H、HI、V）。

4.电机导轨及测速发电机（或光电编码器）、直流发电机

5.MEL—03三相可调电阻器(或自配滑线变阻器450C,IA)

6.双踪示波器

7.万用表

8.直流电动机M03

五.留意事项

1.由于试验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读数。

2.为防止电枢过大电流冲击，每次增加Ug须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器

应调回零位，以防过流。

3.电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热。

六.试验方法

1.电枢回路电阻R的测定

电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻Ra,半波电抗器的直流电阻RL和整流装置

的内阻Rn,BPR=Ra^RL^Rn

为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采纳伏安比较法来测定电阻，其试验线路如图

6-1所示。

将变阻器RP(可采纳两只900。电阻并联)接入被测系统的主电路，并调整电阻负载

至最大。测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。

MCL-18(或MCL-31,以下同)的给定电位器RP1逆时针调究竟，使UQ=0。调整偏

移电压电位港RP2,使a=15(To

三相调压器逆时针调究竟，合上主电路电源开关，调整主限制屏输出电压Uuv=220v。

注：如您选购的产品为MCL—川、V,无三相调压器，干脆合上主电源。以下均同。

调整Ug使整流装置输出电压Ud=(30-70)%Ued:可为110V),然后调整RP使电枢

电流为(80~90)%Ied,读取电流表A和电压表V的数值为h,U,则此时整流装置的志向

空载电压为

U(h=IiR+Ui

调整RP,使电流表A的读数为40%led.在Ud不变的条件下读取A,V表数值，则

Udo=l2R+U2

求解两式，可得电枢回路总电阻

R=(U?-Ui)/(h-l2)

如把电机电枢两端短接，重复上述试验，可得

RL+R〃=(U'2-U'/)/(I'I・「2)

则电机的电枢电阻为

Ra=R-（RL+R”）

同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻RL

A:直流电流表。V:直流电压表。

RP1：电阻负载。可选择MEL-03中900欧并联.（Rmax=450欧，Imax=0.8安）

图67电枢回路电阻R的测定

A:交流电流表V:交流电压表

M:直流电动机M03L:平波电抗器（MCL-33）,可选最大值

图6-2电枢回路电感L的测定

2.电枢回路电感L的测定

电枢电路总电感包括电机的电枢电感La,平波电抗器电感LL和整流变压器漏感LB,

由于LB数值很小，可忽视，故电枢回路的等效总电感为

L=LU^-LL

电感的数值可用沟通伏安法测定。电动机应加额定励磁，并使电机堵转，试验线路如

图6-2所示。

三相调压器逆时针调究竟，合上主电路甩源开关，调整主限制屏输出电压。用电压表

和电流表分别测出通入沟通电压后电枢两端和电抗器上的电压值Ua和UL及电流【(可取

0.5A),从而可得到沟通阻抗Za和ZL,计算出电感值La和LL。

试验时，沟通电压的有效值应小于电机直流电压的额定值，

乙尸

ZL=UL/I

3.直流电动机一发电机一测速发电机组的飞轮惯量GD?的测定。

电力拖动系统的运动方程式为

M-ML=(CD2/375)xdn!dt

式中M—电动机的电磁转矩，单位为N.m;

例乙一负载转矩，空载时即为空载转矩MK,单位为N.m;

n一电机转速，单位为r/min;

电机空载自由停车时，运动方程式为

MK=(-GD2/315)xdn/dt

故GD2=315MK/\dn/dl\

式中GD?的单位为Nn?.

MK可由空载功率(单位为W)求出。

MK=9.55PK!n

PK=UalK-I^R

,加打可由自由停车时所得曲线片/⑺求得，其试验线路如图6-3所示。

电动机M加额定励磁。

MCL-18的给定电位器RP1逆时针调究竟，使Uct=0o

三相调压器逆时针调究竟，合上主电路电源开关，调整主限制屏输出电压Uuv=220v。

调整Um将电机空载起动至稳定转速后，测取电枢电压Ud和电流IK,然后断开UCI,

用记忆示波器拍摄曲线，即可求取某一转速时的MK和小流几由于空载转矩不是常数，可

以转速n为基准选择若干个点(如1500r/min,lOOOr/min),测出相应的MK和力正力，以求

取GD2的平均值。

电机为1500r/min<>

2

Ud(v)IK(A)dn/dtPKMKGD

电机为1000r/mino

2

Ud(v)IK(A)dn/dtPKMKGD

4.主电路电磁时间常数的测定

采纳电流波形法测定电枢回路电磁时间常数Td,电枢回路突加给定电压时，电流id按

指数规律上升

ui=Id(\-e~tlTd)

其电流变更曲线如图6-5所示。当/二々时，有

山=0(1—。7)=0.632人

试验线路如图6-4所示。

MCL-18的给定电位器RP1逆时针调究竟，使Uc,=0o

三相调压器逆时针调究竟，合上主电路电源开关，调整主限制屏输出电压Uuv=220v。

甩机不加励磁。

调整Uct,监视电流表的读数，使电机电枢电流为(50~90)%Ied。然后保持Uct不变，

突然合上主电路开关，用光线示波器拍摄。的波形，由波形图上测量出当电流上升至

63.2%稳定值时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数Td。

5.电动机电势常数Ce和转矩常数CM的测定

将电动机加额定励磁，使之空载运行，变更电枢电压Ud,测得相应的n,即可由下式

算出Ce

Ce=Ke(P=(Ud2-U(u)/(n2-m)

Ce的单位为V/(r/min)

转矩常数(额定磁通时［CM的单位为N.m/A,可由Ce求出

CM=9.55CC

6.系统机电时间常数TM的测定

系统的机电时间常数可由下式计算

Tm=(GD2xR)/375CeLM

由于Tm»Td,也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即

〃=K/(I+TmS)xUd

当电枢突加给定电压时，转速n将按指数规律上升，当n到达63.2%稳态值时，所经

过的时间即为拖动系统的机电时间常数。

测试时电枢回路中附加电阻应全部切除。

MCL-18的给定电位器RP1逆时针调究竟，使Ucl=0o

三相调压器逆时针调究竟，合上主电路电源开关，调整主限制屏输出电压Uuv=220v。

电动机M加额定励磁。

调整Uct,将电机空载起动至稳定转速1000i7min。然后保持Uct不变，断开主电路开

关，待电机完全停止后，突然合上主电路开关，给电枢加电压，用光线示波器拍摄过渡过

程曲线，即可由此确定机电时间常数。

7.测速发电机特性U%可行)的测定

试验线路如图6-3所示。

电动机加额定励磁，渐渐增加触发电路的限制电压Uct,分别读取对应的UTG,n的数

值若干组，即可描绘出特性曲线UTG=f(n).

n(r/min)

UTG(V)

七.试验报告

1.作出试验所得各种曲线，计算有关参数。

2.山心寸。切特性，分析晶闸管装置的非线性现象。

MCL-18

忆O

15VO

GVO

?-I5V

主

控

制

直

流

屏

U励

输

5磁

出V

OW-MCL-18(MCL-31)

5

FBS

9。、C

A:直流电流表=O、、(

RP1：电阻负载。可选择MEL-03中900欧并联.（Rmax=450欧，Imax=0.8安）

图6-3转动惯量GD?的测定和系统机电时间常数Tm的测定

MCL-18

UsMSY

gOV

I-I5Y

控

制

屏u

输

O

出V

Rd：电阻负载。可选择MEL-03中900欧并联.（Rmax=450欧.lmax=0.8安）

图6-4主电路电磁时间常数的测定

试验二晶闸管直流调速系统主要单元调试

一.试验目的

1.熟识直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。

2.驾驭直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。

二.试验内容

1.调整器的调试

2.电平检测器的调试

3.反号器的调试

4.逻辑限制器的调试

三.试验设备及仪器

1.MCL系列教学试验台主限制屏。

2.MCL—18组件（适合MCL—1I）或MCL—31组件（适合MCL—HI）<>

3.MCL—34组件。

4.MEL-11挂箱

5.双踪示波器

6.万用表

四.试验方法

试验中所用的各限制单元的原理图见第一章有关内容。

1.速度调整器（ASR）的调试

按图6-5接线，DZS（零速封锁器）的扭子开关扳向“解除”。

（I）调整输出正，负限幅值

“5”、“6”端接MEL-11挂箱，使ASR调整器为PI调整器，加入肯定的输入电压

（由MCL—18或主限制屏的给定供应，以下同），调整正、负限幅电位器RP1、RP2,使

输出正负值等于±5V。

（2）测定输入输出特性

将反馈网络中的电容短接（“5”、“6”端短接），使ASR调整器为P调整器，向调

整器输入端渐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。

（3）视察PI特性

拆除“5”、“6”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器视察输出电压的变更规

律，变更调整器的放大倍数及反馈电容，视察输出电压的变更。反馈电容由外接电容箱变

更数值。

图6-5

2.电流调整器（ACR）的调试

按图6-5接线。

（1）调整输出正，负限幅值

“9”、“10”端接MEL-11挂箱，使调整器为PI调整器，加入肯定的输入电压，调

整正，负限幅电位器，使输出正负最大值大于±6V。

（2）测定输入输出特性

将反馈网络中的电容短接（“9”、“10”端短接），使调整器为P调整器，向调整器

输入端渐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。

(3)视察PI特性

拆除“9”、“10”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器视察输出电压的变更规

律，变更调整器的放大倍数及反馈电容，视察输出电压的变更。反馈电容由外接电容箱变

更数值。

3.电平检测器的调试

(1)测定转矩极性鉴别器(DPT)的环宽，要求环宽为0.4〜0.6伏，记录高电平值，

调整RP使环宽对称纵坐标。

具体方法：

(a)调整给定Ug,使DPT的“1”脚得到约0.3V电压，调整电位器RP,使“2”端

输出从T变为“0”。

(b)调整负给定，从0V起调，当DPT的“2”端从“0”变为“1”时,检测DPZ的

“1”端应为-0.3V左右，否则应调整电位器，使“2”端电平变更时，“1”端电压大小基

本相等。

(2)测定零电流检测器(DPZ)的环宽，要求环宽也为0.4~0.6伏，调整RP,使回环

向纵坐标右侧偏离0.1〜0.2伏。

具体方法：

(a)调整给定Ug,使DPZ的“1”端为0.7V左右，调整电位器RP,使“2”端输出

从“1”变为“0”。

(b)减小给定,当“2”端电压从“0”变为“1”时，“1”端电压在0.1〜0.2V范围

内，否则应接着调整电位器RP。

(3)按测得数据，画出两个电平检测器的回环。

4.反号器(AR)的调试

测定输入输出比例，输入端加+5V电压，调整RP，使输出端为-5V。

5.逻辑限制器(DLC)的调试

测试逻辑功能，列出真值表，真值表应符合下表：

UM110001

轴入

UI100100

Uz(Ublf)000111

输出

Ur(Ubir)111000

调试时的阶跃信号可从给定器得到。

调试方法：

按图6-6接线

(a)给定电压顺时针究竟，Ug输出约为12Vo

(b)此时上下拨动MCL-18中G(给定)部分S2开关，UNf.Ubir的输出应为高、低

电平变更，同时用示波器视察DLC的“5”，应出现脉冲,用万用表测量，“3”与“Ub/，

“4”与“Ubk”等电位。

(c)把+15V与DLC的“2”连线断开，DLC的“2”接地，此时拨动开关S2,Ubir，

Ubif输出无变更。

五.试验报告

1.画各限制单元的调试连线图。

2.简述各限制单元的调试要点。

MCL-18

图6-6逻辑控制器(DLC)的调试

试验三不行逆单闭环直流调速系统静特性的探讨

试验目的

1.探讨晶闸管直流电动机调速系统在反馈限制下的工作。

2.探讨直流调速系统中速度调整器ASR的工作及其对系统静特性的影响。

3.学习反馈限制系统的调试技术。

预习要求

1.了解速度调整器在比例工作与比例一积分工作时的输入一输出特性。

2.弄清不行逆单闭环直流调速系统的工作原理。

三.试验线路及原理

见图6-7o

四.试验设备及仪表

1.MCL系列教学试验台主限制屏。

2.MCL—18组件（适合MCL—II）或MCL—31组件（适合MCL一川）。

3.MCL—33（A）组件或MCL—53组件。

4.MEL/1挂箱

5.MEL-03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。

6.电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件）。

7.直流电动机M03。

8.双踪示波器。

五.留意事项

1.直流电动机工作前，必需先加上直流激磁。

2.接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针

旋究竟，使调整器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7UF）。

3.测取静特性时，须留意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）o

4.三相主电源连线时需留意，不行换错相序。

5.电源开关闭合时，过流爱护发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SB1

即可正常工作。

6.系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机。

7.起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋究竟，以免带负载起动。

8.变更接线时，必需先按下主限制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的

给定为零。

9.双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在运用时，必需使两探头的地

线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。

六.试验内容

1.移相触发电路的调试（主电路未通电）

（a）用示波器视察MCL—33（或MCL—53,以下同）的双脉冲视察孔，应有双脉冲,

且间隔匀称，幅值相同；视察每个晶闸管的限制极、阴极电压波形，应有幅值为IV〜2V

的双脉冲。

（b）触发电路输出脉冲应在30°〜90°范围内可调。可通过对偏移电压调整单位器

及ASR输出电压的调整实现。例如：使ASR输出为0V,调整偏移电压，实现a=90°；

再保持偏移电压不变，调整ASR的限幅电位器RP1,使a=30°。

2.求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。

a.断开ASR的“3”至Us的连接线，G（给定）干脆加至Uct,且Ug调至零，直流

电机励磁电源开关闭合。

b.合上主限制屏的绿色按钮开关，调整三相调压器的输出，使Uuv、Uvw、Uwu=200Vo

注：如您选购的产品为MCL-川、V,无三相调压器，干脆合上主电源。以下均同。

c.调整给定电压Ug,使直流电机空载转速no=1500转/分，调整测功机加载旋钮（或

直流发电机负载电阻），在空载至额定负载的范围内测取7〜8点，读取整流装置输出电压

Ud,输出电流id以及被测电动机转速no

id(A)

Ud(V)

n(r/min)

3.带转速负反馈有静差工作的系统静特性

a.断开G（给定）和Uci的连接线，ASR的输出接至UE把ASR的“5”、“6”点

短接。

b.合上主限制屏的绿色按钮开关，调整Uuv,Uvw,Uwu为200伏。

c.调整给定电压Ug至2V,调整转速变换器RP电位器，使被测电动机空载转速n（）=1500

转/分，调整ASR的调整电容以及反馈电位器RP3,使电机稳定运行。

调整测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载范围内测取7〜8

点，读取Ud、id、n0

id(A)

Ud(V)

n(r/min)

4.测取调速系统在带转速负反馈时的无静差闭环工作的静特性

a.断开ASR的“5”、“6”短接线，“5”、“6”端接MEL-l1电容器，可预置7

UF,使ASR成为PI（比例一积分）调整器。

b.调整给定电压Ug,使电机空载转速no=1500转/分。在额定至空载范围内测取7〜8

个点。

id(A)

Ud(V)

n(r/min)

七.试验报告

绘制试验所得静特性，并进行分析、比较。

八.思索题

1.系统在开环、有静差闭环与无静差闭环工作时.速度调整器ASR各工作在什么状

态？试脸时应如何接线？

2.要得到相同的空载转速n0,亦即要得到整流装置相同的输出电压U,对于有反馈与

无反馈调速系统哪个状况下给定电压要大些？为什么？

3.在有转速负反馈的调速系统中，为得到相同的空载转速no,转速反馈的强度对Ug

有什么影响？为什么？

4.如何确定转速反馈的极性与把转速反馈正确地接入系统中？又如何调整转速反馈的

强度，在线路中调整什么元件能实现？

MCL-18MCL-33(MCI3)

MEL-11

ooo

ooo

ooo

0

o

9

―

in

££

OOOO

WlRP2RP3RP4

五演感誉电源。通。

主

oL1

控FBC+FAiitsfims««axfl：r：'

\

制飞）

o

屏L2

V

输e-

o

出

wL3

8

控制和检测单元及过流过压保护

图6-7

试验四双闭环晶闸管不行逆直流调速系统

试验目的

1.了解双闭环不行逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。

2.熟识电力电子及教学试验台主限制屏的结构及调试方法。

3.熟识MCL-18,MCL-33的结构及调试方法

4.驾驭双闭环不行逆直流调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。

—.试验内容

1.各限制单元调试

2.测定电流反馈系数c

3.测定开环机械特性及闭环静特性。

4.闭环限制特性的测定。

5.视察，记录系统动态波形。

三.试验系统组成及工作原理

双闭环晶闸管不行逆直流调速系统由电流和转速两个调整器综合调整，由于调速系统

调整的主要量为转速，故转速环作为主环放在外面，电流环作为付环放在里面，这样可抑

制电网电压波动对转速的影响，试验系统的组成如图6-8所示。

系统工作时，先给电动机加励磁，变更给定电压的大小即可便利地变更电机的转速。

ASR,ACR均有限幅环节，ASR的输出作为ACR的给定，利用ASR的输出限幅兀达到限

制起动电流的目的,ACR的输出作为移相触发电路的限制电压，利用ACR的输出限幅可达

到限制CCmin和Pmin的目的。

当加入给定Ug后，ASR即饱和输出，使电动机以限定的最大起动电流加速起动，直到

电机转速达到给定转速（艮］Ug=Ufn）,并出现超调后，ASR退出饱和，最终稳定运行在略

低于给定转速的数值上。

四.试验设备及仪器

1.MCL系列教学试验台主限制屏。

2.MCL—18组件（适合MCL—H）或MCL—31组件（适合MCL—III）。

3.MCL—33组件或MCL—53组件。

4.MEL-U挂箱

5.MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。

6.电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件。

7.直流电动机M03。

8.双踪示波器。

五.留意事项

1.三相主电源连线时需留意，不行换错相序。

2.电源开关闭合时，过流爱护、过压爱护的发光二极管可能会亮，只需按下礼应的复

位开关SB1、SB2即可正常工作。

3.系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug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究竟，以免带负载起动。

5.变更接线时，必需先按下主限制屏总电源开关的“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行调，留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，故在运用时，必需使两探头的地

线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。

六.试验方法

1.按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

（1）用示波器视察双脉冲视察孔，应有间隔匀称，幅度相同的双脉冲

（2）检查相序，用示波器视察“1”，“2”脉冲视察孔,“1”脉冲超前“2”脉冲

60。,则相序正确,否则，应调整输入电源。

（3）将限制一组桥触发脉冲通断的六个直键开关弹出，用示波器视察每只晶闸管的

限制极，阴极，应有幅度为IV—2V的脉冲。

（4）将Ublr接地，可视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C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.开环外特性的测定

（1）限制电压Uct由给定器Ug干脆接入，测功机加载旋钮应逆时针旋究竟（或直流

发电机所接负载电阻RG断开）。

（2）使U/0,调整偏移电压电位器，使a稍大于90。，合上主电路电源，调整调压

器旋钮，使Uuv,UxUwu为200V,渐渐增加给定电压Ug,使电机起动、升速，调整Ug

使电机空载转速no=15OOr/min,再调整测功机加载旋钮（或负载电阻RG），变更负载，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n,电机电枢电流h，即可测

出系统的开环外特性〃二〃幼。

注：如您选购的产品为MCL-III、V,无三相调压器，干脆合上主电源。以下均同。

n(r/min)

KA)

留意，若给定电压Ug为。时，电机缓慢转动，则表明。太小，需后移。

5.单元部件调试

ASR调试方法与试验二相同。

ACR调试：使调整器为PI调整器，加入肯定的输入电压，调整正，负限幅电位器，

使脉冲前移a«3（）。,使脉冲后移。二30。，反馈电位器RP3逆时针旋究竟，使放大倍数最小。

4.系统调试

将Ubif接地，Ubh•悬空，即运用一组桥六个晶闸管。

（1）电流环调试

电动机不加励磁

（a）系统开环，即限制电压Uci山给定器Ug干脆接入，开关S拨向左边，主回路接入

电阻Rd并调至最大（Rd由MEL—03的两只900。电阻并联）。渐渐增加给定电压，用示

波器视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

更。

（b）增加给定电压，减小主回路串接电阻Rd，直至Id=l.Hcd,再调整MCL-01挂箱上

的电流反馈电位器RP,使电流反馈电压Ufi近似等于速度调整器ASR的输出限幅值（ASR

的输出限幅可调为±5V）«

（c）MCL—18（或试验台主限制屏）的G（给定〕输出电压Ug接至ACR的“3”端,

ACR的输出“7”端接至Ua，即系统接入已接成PI调整的ACR组成电流单闭环系统。ASR

的“9”、“10”端接MEL—11电容器，可预置7UF,同时，反馈电位器RP3逆时针旋究

竟，使放大倍数最小。渐渐增加给定电压Ug,使之等于ASR输出限幅值（+5V）,视察主

电路电流是否小于或等于1.lied,如Id过大，则应调整电流反馈电位器，使Ufi增加，直至

IcKl.lIed;如IdVlcd,则可将Rd减小直至切除,此时应增加有限，小于过电流爱护整定值，

这说明系统己具有限流爱护功能。测定并计算电流反馈系数

（2）速度变换器的调试

电动机加额定励磁

（a）系统开环，即给定电压Ug干脆接至Us，Ug作为输入给定，渐渐加正给定，当转

速n=i500r/min时，调整FBS（速度变换器）中速度反馈电位器RP,使速度反馈电区为+5V

左右，计算速度反馈系数。

(b)速度反馈极性推断：系统中接入ASR构成转速单闭环系统，即给定电压Ug接

至ASR的第2端，ASR的第3端接至Um调整Ug(Ug为负电压)，若稍加给定，电机转

速即达最高速且调整Ug不行控，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，由于给定极性变更，故速度反馈极性可不变。

4.系统特性测试

将ASR,ACR均接成PI调整器接入系统，形成双闭环不行逆系统。

ASR的调试：(a)反馈电位器RP3逆时针旋究竟，使放大倍数最小；

(b)“5”、“6”端接入MEL—11电容器，预置5〜7nF；

(c)调整RP1、RP2使输出限幅为±5V。

(1)机械特性n=f(Id)的测定

(a)调整转速给定电压Ug,使电机空载转速至1500r/min,再调整测功机加载旋钮(或

发电机负载电阻Rg),在空载至额定负载范围内分别记录7〜8点，可测出系统静特性曲

线n=f(Id)

n(r/min)

KA)

(2)闭环限制特性〃二爪㈤的测定

调整Ug,记录Ug和n,即可测出闭环限制特性〃不出。

n(r/min)

Ug(V)

8.系统动态波形的视察

用二踪慢扫描示波器视察动态波形，用光线示波器记录动态波形。在不同的调整器参

数下，视察，记录下列动态波形：

(1)突加给定起动时，电动机甩枢甩流波形和转速波形。

(2)突加额定负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。

(3)突降负载时，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视察可通过ACR的第T端

转速波形的视察可通过ASR的第“1”端

七.试验报告

1.依据试验数据，画出闭环限制特性曲线。

2.依据试验数据，画出闭环机械特性，并计算静差率。

3.依据试验数据，画出系统开环机械特性，计算静差率，并与闭环机械特性进行比较。

4.分析由光线示波器记录下来的动态波形。

MCL-18MCL=33(MCL=53)

-MEL-11-

o00

o00

o00

O』6

主

U0

控

制

电

g班

O压O

屏L2

令o

V0互

述

输

lsal器ISOB2

出o

L&3

W0

控制和检测单元及过流过压保护

图6-8

试验五逻辑无环流可逆直流调速系统

一.试验目的

I.了解并熟识逻辑无环流可逆直流调速系统的原理和组成。

2.驾驭各限制单元的原理，作用及调试方法。

3.驾驭逻辑无环流可逆调速系统的调试步骤和方法。

4.了解逻辑无环流可逆调速系统的静特性和动态特性。

二.试验内容

1.限制单元调试。

2.系统调试。

3.正反转机械特性n=f(⑷的测定。

4.正反转闭环限制特性n=f(Ug)的测定。

5.系统的动态特性的视察。

三.试验系统的组成及工作原理

逻辑无环流系统的主回路由二组反并联的三相全控整流桥组成，由于没有环流，两组

可控整流桥之间可省去限制环流的均衡电抗器，电枢回路仅串接一个平波电抗器。

限制系统主要山速度调整器ASR,电流调整器ACR,反号器AR,转矩极性鉴别器DPT,

零电流检测器DPZ,无环流逻辑限制器DLC,触发器，电流变换器FBC,速度变换器FBS

等组成。其系统原理图如图6-9所示。

正向起动时，给定电压Ug为正电压，无环流逻辑限制器的输出端Ubif为“0"态，Ublr

为“1“态，即正桥触发脉冲开通，反桥触发脉冲封锁，主回路正组可控整流桥工作，甩机正

向运转。

减小给定时，Ug<Ufn,使Ugi反向，整流装置进入本桥逆变状态，而Ublf,Ubl「不变，当

主回路电流减小并过零后，Ubif,Ub!r输出状态转换,Ublf为“1”态,Ublr为“0”态,即进

入它桥制动状态，使电机降速至设定的转速后再切换成正向运行；当Ug=0时，则电巩停转。

反向运行时，Ublf为“1"态，Ublr为“0”态，主电路反组可控整流桥工作。

无环流逻辑限制器的输出取决于电机的运行状态，正向运转，正转制动木桥逆变及反

转制动它桥逆变状态，Ublf为“0"态，Ublr为“1"态，保证了正桥工作，反桥封锁；反向运转，

反转制动本桥逆变，正转制动它桥逆变阶段，则Ublf为“1"态，Ubh■为“0"态，正桥被封锁，

反桥触发工作。由于逻辑限制器的作用，在逻辑无环流可逆系统中保证了任何状况下两整

流桥不会同时触发，一组触发工作时•，另一组被封锁，因此系统工作过程中既无直流环流

也无脉冲环流。

四.试验设备及仪器

1.MCL系列教学试验台主限制屏。

2.MCL—18组件（适合MCL—1【）或MCL—31组件（适合MCL—IH）。

3.MCL—33组件或MCL—53组件。

4.MEL-11挂箱

5.MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。

6.电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件。

7.直流电动机M03。

8.双踪示波器。

9.MCL—34组件

五.试验预习

1.熟识系统的接线图，分析逻辑无环流可逆直流凋速系统的原理。

2.复习逻辑无环流可逆直流调速系统从正转切换到反转过程中，整流电压Ud,电枢

电流id,转速n的动态波形图。

六.留意事项

1.试验时，应保证逻辑限制器工作；逻辑正确后才能使系统正反向切换运行。

2.为了防止意外，可在电枢回路串联肯定的电阻.如工作正常，则可随Ug的增大渐

渐切除电阻。

七.试验方法

1.按图6-9接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

（1）用示波器视察双脉冲视察孔，应有间隔匀称.幅度相同的双脉冲

（2）检查相序，用示波器视察T,“2”脉冲视察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲

60°,则相序正确，否则，应调整输入电源。

（3）将限制一组桥触发脉冲通断的六个直键开关弹出，用小波器视察每只晶间管的

限制极，阴极，应有幅度为IV—2V的脉冲。

（4）将Ublr接地，可视察反桥晶闸管的触发脉冲。

（5）用万用表检查Ublf,Ublr的电压，一为高电平，一为低电平，不能同为低电平。

2.限制单元调试

（1）按试验四的方法调试FBS,ASR,ACR

（2）按试验二的方法调试AR,DPT,DPZ,DLC

对电平检测器的输出应力.下列要求

转矩极性鉴别器DPT：

电机正转输出UM为“1”态

电机反转输出UM为，0”态

零电流检测器DPZ：

主回路电流接近零输出Ui为“1"态

主回路有电流输出Ui为“0"态

(3)调整ASR,ACR的串联积分电容，使系统正常，稳定运行。

4.机械特性n=f(Id)的测定

测出n=1500r/min的正，反转机械特性n=f(Id),方法与试验四相同。

n=1500r/min

n(r/min)

KA)

5,闭环限制特性的测定

按试验四的方法测出正，反转时的闭环限制特性n=f(Ug)o

n(r/min)

Ug(V)

6.系统动态波形的视察

用二踪慢扫描示波器视察并记录：

(1)给定值阶跃变更(正向起动-正向停车一反向切换到正向T正向切换到反向

-＞反向停车)时的动态波形。

(2)甩机稳定运行于额定转速，Ug不变，突加，突减负载(20%Icd»100%Icd)的动态

波形：

(3)变更ASR,ACR的参数，视察动态波形如何变更。

注：电动机电枢电流波形的视察可通过ACR的第“1”端

转速波形的视察可通过ASR的第“1”端

八.试验报告

1.依据试验结果，画出正，反转闭环限制特性曲线。

2.依据试验结果，画出正，反转闭环机械特性，并计算静差率。

3.分析参数变更对系统动态过程的影响。

4.分析电机从正转切换到反转过程中，电机经验的工作状态，系统能量转换状况。

MCL-18MCL-33(MCL-53)

到MCL-18ACR:7

到MCL-18FBS:1

主

控到MCL-18FBS:2

制

屏

输'VT6

出

到MCL-34DLC:Ublf

^ljMCL-34DLC:Ublr

到MCL-18ACR:1

200th冲到MCL-34DPZ:1

L2OiJJOV

70OrH

oW

测速发电机

M:直流他励电动机。。TG:

直流励磁电源。(9。到MCL-18ASR:2

到MCL-18ACR:8

到MCL-18FBST3

图6-9.1逻辑无环流可逆直流调速系统(A)G：直流发测功机

MCL-34

AR（反号器、

。三

DPT（转矩极性鉴别器f)

RFQ