實(shí)驗(yàn)四雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)四 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 了解閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成及各主要單元部件的原理。(2) 掌握雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定。(3) 研究調(diào)節(jié)器參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號型號備注1djk01電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等兒個模塊。2djk02晶閘管主電路3djk02-1三相晶閘管觸發(fā)電路該掛件包含“觸發(fā)電路”、“正反橋功放”等兒個模塊。4djk04電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)i該掛件包含“給定”、“調(diào)節(jié)器i”、“調(diào)節(jié)器11”、“轉(zhuǎn)速 變換”、“電流反饋與過流保護(hù)”等幾個模塊。5djk08可調(diào)電阻、電容箱6dd03

2、-3電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測速 系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表7dj13-1直流發(fā)電機(jī)8dj15直流并勵電動機(jī)9d42三相可調(diào)電阻10慢掃描示波器自備11萬用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理許多生產(chǎn)機(jī)械，由于加工和運(yùn)行的要求，使電動機(jī)經(jīng)常處于起動、制動、反轉(zhuǎn)的過渡過程屮，因此起動和 制動過程的時間在很大程度上決定了生產(chǎn)機(jī)械的生產(chǎn)效率。為縮短這一部分時間，僅采用pi調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，其性能還不很令人滿意。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是由速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)，可 獲得良好的靜、動態(tài)性能(兩個調(diào)節(jié)器均采用pi調(diào)節(jié)器)，山于調(diào)整系統(tǒng)的主要參量為轉(zhuǎn)速，故將轉(zhuǎn)速環(huán)作為主 壞放在外而，電流環(huán)作為副環(huán)放在里面，這樣

3、對以抑制電網(wǎng)電壓擾動對轉(zhuǎn)速的影響。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理框圖紐成如 k：啟動時，加入給定電壓4，“速度調(diào)節(jié)器”和“電流調(diào)節(jié)器”即以飽和限幅值輸出，使電動機(jī)以限定的最大 啟動電流加速啟動，肓到電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速(即u嚴(yán)uj,并在出現(xiàn)超調(diào)后，“速度調(diào)廿器”和“電流調(diào)節(jié)器” 退出飽和，最后穩(wěn)定在略低于給定轉(zhuǎn)速值下運(yùn)行。系統(tǒng)工作時，要先給電動機(jī)加勵磁，改變給定電壓山的人小即可方便地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速?！八俣日{(diào)節(jié)器”、 “電流調(diào)節(jié)器”均設(shè)有限幅環(huán)節(jié)，“速度調(diào)節(jié)器”的輸出作為“電流調(diào)節(jié)器”的給定，利用“速度調(diào)節(jié)器”的輸 出限幅可達(dá)到限制卅動電流的ii的。“電流調(diào)節(jié)器”的輸出作為“觸發(fā)電路”的控制電壓uct,利用“

4、電流調(diào)節(jié)器” 的輸出限幅可達(dá)到限制u邯的fi的。在木實(shí)驗(yàn)中djk04上的“調(diào)節(jié)器t”做為“速度調(diào)節(jié)器”使用，“調(diào)節(jié)器做為“電流調(diào)節(jié)器”使用；若使 jijdd03-4不銹鋼電機(jī)導(dǎo)軌、渦流測功機(jī)及光碼盤測速系統(tǒng)和d55-4御能電機(jī)特性測試及控制系統(tǒng)兩者來完成電機(jī) 加載請詳見附錄相關(guān)內(nèi)容。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1) 各控制單元調(diào)試。(2) 測定電流反饋系數(shù)b、轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)u。(3) 測定開壞機(jī)械特性及高、低轉(zhuǎn)速時系統(tǒng)閉環(huán)靜態(tài)特性n=f(l(l) o(4) 閉環(huán)控制特性n二f (ug)的測定。(5) 觀察、記錄系統(tǒng)動態(tài)波形。三相電源輸出12圖5-10雙閉環(huán)肓流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖五、預(yù)習(xí)要求(1) 閱讀電力拖動自

5、動控制系統(tǒng)教材中冇關(guān)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容，學(xué)握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原 理。(2) 理解pi (比例積分)調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的作用，掌握調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇方法。(3) 7解調(diào)節(jié)器參數(shù)、反饋系數(shù)、濾波環(huán)節(jié)參數(shù)的變化對系統(tǒng)動、靜態(tài)特性的影響。六、思考題(1) 為什么雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中使用的調(diào)節(jié)器均為pi調(diào)節(jié)器？(2) 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的極性如果接反會產(chǎn)生什么現(xiàn)彖？(3) 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中哪些參數(shù)的變化會引起電動機(jī)轉(zhuǎn)速的改變?哪些參數(shù)的變化會引起電動機(jī)最大電 流的變化？七、實(shí)驗(yàn)方法(1) 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則 先單元、后系統(tǒng)，即先將單元的參數(shù)調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。 先開環(huán)、后閉環(huán)，

6、即先使系統(tǒng)運(yùn)行在開環(huán)狀態(tài)，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負(fù)反饋后，才可組成閉環(huán)系統(tǒng)。 先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)，即先調(diào)試電流內(nèi)壞，然后調(diào)試轉(zhuǎn)速外環(huán)。 先調(diào)整穩(wěn)態(tài)精度，后調(diào)整動態(tài)指標(biāo)。(2) djk02和djk02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試 打開djk01總電源開關(guān)，操作“電源控制屏”上的“三相電網(wǎng)電壓指示”開關(guān)，觀察輸入的三相電網(wǎng)電壓 是否平衡。 將djk01 “電源控制屏”上“調(diào)速電源選擇開關(guān)”撥至“直流調(diào)速”側(cè)。 用10芯的扁平電纜，將djk02的“三相同步信號輸出”端和djk02-1 “三相同步信號輸入”端相連,打開 djk02-1電源開關(guān)，撥動“觸發(fā)脈沖指示”鈕子開關(guān)，使“窄”的發(fā)光管亮。 觀察a、b、

7、c三相的鋸齒波，并調(diào)節(jié)a、b、c三相鋸齒波斜率調(diào)節(jié)電位器(在各觀測孔左側(cè))，使三相鋸齒 波斜率盡可能一致。 將djk04上的“給定”輸出幾直接與djk02-1上的移相控制電壓山相接，將給定開關(guān)s?撥到接地位證(即ufo), 調(diào)節(jié)djk02-1上的偏移電壓電位器，用雙蹤示波器觀察a相同步電壓信號和“雙脈沖觀察孔” vt1的輸出波形，使 a二150。(注意此處的a表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0。是從自然換流點(diǎn)開始計算，而單相晶閘管電 路的0。移相角表示從同步信號過零點(diǎn)開始計算，兩者存在相位差，前者比后者滯后30° )。 適當(dāng)增加給定ug的正業(yè)壓輸出，觀測djk02-1j11 “脈沖

8、觀察孔”的波形，此吋應(yīng)觀測到單窄脈沖和雙窄脈 沖。 用8芯的扁平電纜，將djk02-1面板上“觸發(fā)脈沖輸出”和“觸發(fā)脈沖輸入”相連，使得觸發(fā)脈沖加到正 反橋功放的輸入端。 將djk02-1面板上的h端接地，用20芯的扁平電纜，將djk02-1的“止橋觸發(fā)脈沖輸出”端和djk02 “正橋 觸發(fā)脈沖輸入”端相連，并將djk02 “正橋觸發(fā)脈沖”的六個開關(guān)撥至“通”,觀察正橋vt1vt6晶閘管門極和 陰極之間的觸發(fā)脈沖是否正常。（3）控制單元調(diào)試 移相控制電壓uct調(diào)節(jié)范|節(jié)|的確定直接將djk04 “給定”電壓山接入djk02-1移相控制電壓il的輸入端，“三相全控整流”輸出接電阻負(fù)載r, 用示波

9、器觀察山的波形。當(dāng)給定電壓幾由零調(diào)大時，山將隨給定電壓的增大而增大，當(dāng)4超過某一數(shù)值吋，此時山 接近為輸出最高電壓值iv , 般可確定“三相全控整流”輸出允許范圍的最大值為山唄二0.9u/，調(diào)節(jié)山使得“三 相全控整流”輸出等于uz 此時將對應(yīng)的iv的電壓值記錄下來,u2 iv，即4的允許調(diào)節(jié)范圍為oug。 如呆我們把輸岀限幅定為的話則“三相全控報流”輸出范圍就被限定，不會工作到極限值狀態(tài)，保證六個 晶閘管可靠工作。記錄iv于下表中：ivus=0.9 ivuctmax""ug將給定退到零，再按“停止”按鈕，結(jié)束步驟。 調(diào)節(jié)器的調(diào)零將djk04中“調(diào)節(jié)器i”所有輸入端接地，再將

10、djk08中的可調(diào)電阻120k接到“調(diào)節(jié)器i”的“4”、“5”兩端, 用導(dǎo)線將“5”、“6”短接，使“調(diào)節(jié)器t”成為p （比例）調(diào)節(jié)器。用萬用表的毫伏檔測量調(diào)節(jié)器t的“7”端的 輸出，調(diào)節(jié)而板上的調(diào)零電位器rp3,使z電壓盡可能接近于零。將djk04中“調(diào)節(jié)器ii”所有輸入端接地,再將djk08中的可調(diào)電阻13k接到“調(diào)節(jié)器ii”的“8”、“9”兩 端，用導(dǎo)線將“9”、“10”短接，使“調(diào)節(jié)器11”成為p （比例）調(diào)節(jié)器。用萬用表的毫伏檔測量調(diào)節(jié)器ii的“11” 端，調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器rp3,使之輸出電壓盡可能接近于零。 調(diào)節(jié)器止、負(fù)限幅值的調(diào)整把“調(diào)節(jié)器i”的“5”、“6”短接線去掉,將

11、djk08中的可調(diào)電容047uf接入“5”、“6”兩端，使調(diào)節(jié)器 成為pi （比例積分）調(diào)節(jié)器，將“調(diào)節(jié)器i”所有輸入端的接地線去掉，將djk04的給定輸出端接到調(diào)節(jié)器1的“3” 端，當(dāng)加+5v的正給定電壓時，調(diào)整負(fù)限幅電位器rp2,使z輸出電壓為-6v,當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加-5v的負(fù)給定電壓 時，調(diào)整正限幅電位器rp1,使之輸出電壓盡可能接近于零。把“調(diào)節(jié)器【i”的“9”、“10”短接線去掉，將djk08中的可調(diào)電容0. 47uf接入“9”、“10”兩端，使調(diào) 節(jié)器成為pi （比例積分）調(diào)節(jié)器，將“調(diào)節(jié)器ii”的所有輸入端的接地線去掉，將djk04的給定輸出端接到調(diào)節(jié) 器ii的“4”端。當(dāng)加+5

12、v的正給定電壓時，調(diào)整負(fù)限幅電位器rp2,使之輸岀電壓盡可能接近于零；當(dāng)調(diào)節(jié)器輸 入端加-5v的負(fù)給定電壓時，調(diào)整正限幅電位器rp1,使調(diào)節(jié)器1的輸出正限幅為h噸。 電流反饋系數(shù)的整定直接將“給定”電壓幾接入djk02-1移相控制電壓山：的輸入端，整流橋輸出接電阻負(fù)載r,負(fù)載電阻放在授大 值，輸出給定調(diào)到零。按下啟動按鈕，從零增加給定，使輸岀電壓升高，當(dāng)u尸220v時，減小負(fù)載的阻值，調(diào)節(jié)“電流反饋與過流 保護(hù)”上的電流反饋電位器rp1,使得負(fù)載電流ld=l. 3a時，“2”端l的的電流反饋電壓un=6v,這時的電流反饋 系數(shù) b 二 ufi/id= 4.615v/a。 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)的整定直接

13、將“給定”電壓幾接叮k02-l±的移相控制電壓u"的輸入端，“三相全控整流”電路接直流電動機(jī)負(fù)載, ld用djk02上的200mh,輸出給定調(diào)到零。按下啟動按鈕，接通勵磁電源，從零逐漸增加給定，使電機(jī)提速到n =1500rpm時，調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速變換”上轉(zhuǎn)速 反饋電位器rp1,使得該轉(zhuǎn)速時反饋電壓ufn=-6v,這時的轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)cl =um/n二0. 004v/（rpm）。(4) 開環(huán)外特性的測定©djk02-1控制電壓5由djk04上的給定輸出u衛(wèi)接接入，“三相全控整流”電路接電動機(jī)，【,用djk02上的 200mh,直流發(fā)電機(jī)接負(fù)載電阻r,負(fù)載電阻放在最大值，輸出

14、給定調(diào)到零。 按下啟動按鈕，先接通勵磁電源，然示從零開始逐漸增加“給定”電壓4,使電機(jī)啟動升速，轉(zhuǎn)速到達(dá) 1200rpmo 增大負(fù)載(即減小負(fù)載電阻r阻值)，使得電動機(jī)電流id二可測出該系統(tǒng)的開環(huán)外特性n二f (iq ,記錄 于下表中：n (rpm)id (a)將給定退到零，斷開勵磁電源，按下停止按鈕，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。(5) 系統(tǒng)靜特性測試 按圖5-10接線，djk04的給定電壓山輸出為正給定，轉(zhuǎn)速反饋電壓為負(fù)電壓，直流發(fā)電機(jī)接負(fù)載電阻r, 5用叮k02上的200mh,負(fù)載電阻放在最大值，給定的輸出調(diào)到零。將“調(diào)節(jié)器i”、“調(diào)節(jié)器ii”都接成p (比例) 調(diào)節(jié)器后，接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)，按

15、下啟動按鈕，接通勵磁電源，增加給定，觀察系統(tǒng)能否正常運(yùn) 行，確認(rèn)整個系統(tǒng)的接線正確無謀后，將“調(diào)節(jié)器1”，“調(diào)節(jié)器ii”均恢復(fù)成pi (比例積分)調(diào)節(jié)器，構(gòu)成實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)。 機(jī)械特性n二f(h)的測定a、發(fā)電機(jī)先空載，從零開始逐漸調(diào)人給定電壓山，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近n=1200rpm,然后接入發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻 r,逐漸改變負(fù)載電阻，直至i尸即可測出系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線n =f(id),并記錄于下表中：n (rpm)l (a)b、降低4,再測試n=800rpm時的靜態(tài)特性曲線,并記錄于下表中:n (rpm)id (a)c、閉環(huán)控制系統(tǒng)n二f(uj的測定調(diào)節(jié)4及r,使id=ied> n= 1200rpm

16、,逐漸降低u”記錄4和m即可測出閉環(huán)控制特性n = f(uj。n (rpm)uk (v)(6) 系統(tǒng)動態(tài)特性的觀察用慢掃描示波器觀察動態(tài)波形。在不同的系統(tǒng)參數(shù)下(“調(diào)節(jié)器t”的增益和積分電容、“調(diào)節(jié)器it”的增益 和積分電容、“轉(zhuǎn)速變換”的濾波電容)，用示波器觀察、記錄下列動態(tài)波形： 突加給定電動機(jī)啟動時的電樞電流i, “電流反饋與過流保護(hù)”的“2”端)波形和轉(zhuǎn)速n( “轉(zhuǎn)速變換” 的“3”端)波形。 突加額定負(fù)載(20%iefi=>100%ied)吋電動機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。 突降負(fù)載(100%te,=>20%ied)時電動機(jī)的電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。八、實(shí)驗(yàn)報告(1) 根據(jù)

17、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出閉環(huán)控制特性曲線n =f(uj。(2) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出兩種轉(zhuǎn)速時的閉環(huán)機(jī)械特性n =f(l)o(3) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性n二f(id),計算靜差率，并為閉環(huán)機(jī)械特性進(jìn)行比較。(4) 分析系統(tǒng)動態(tài)波形，討論系統(tǒng)參數(shù)的變化對系統(tǒng)動、靜態(tài)性能的影響。九、注意事項(1) 參見本章實(shí)驗(yàn)三的注意事項。(2) 在記錄動態(tài)波形時，叮先川雙蹤慢掃描示波器觀察波形，以便找出系統(tǒng)動態(tài)特性較為理想的調(diào)節(jié)器參數(shù), 再用數(shù)字存儲示波器或記憶示波器記錄動態(tài)波形。實(shí)驗(yàn)一晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 熟悉品閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其基木結(jié)構(gòu)。(2) 掌握晶閘管直

18、流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)及反饋環(huán)節(jié)測定方法。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號型號備注1djk01電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”等幾個模塊。2djk02晶閘管主電路3djk02-1三相品閘管觸發(fā)電路該掛件包含“觸發(fā)電路”，“正反橋功放”等兒個模塊。4djk04電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)t該掛件包含“給定”，“電流調(diào)節(jié)器”，“速度變換”，“電 流反饋與過流保護(hù)”等幾個模塊。ldjk10變壓器實(shí)驗(yàn)該掛件包含“三和不控整流”和“心式變壓器”等模塊。6dd03-3電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測速 系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表7dj13-1肓流發(fā)電機(jī)8dj15直流并勵電動機(jī)9d42二相可調(diào)電阻10數(shù)字存儲示波器自備11丿j川表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原

19、理晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)由整流變壓器、晶閘管整流調(diào)速裝置、平波電抗器、電動機(jī)-發(fā)電機(jī)組等組成。在本實(shí)驗(yàn)中，整流裝置的主電路為三相橋式電路，控制電路可直接由給定電壓4作為觸發(fā)器的移相控制電壓 %,改變g的大小即可改變控制角(，從而獲得可調(diào)的直流電壓，以滿足實(shí)驗(yàn)要求。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成原理圖如圖 5-1所示。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1) 測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路總電阻值r。(2) 測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電感值l。(3) 測定直流電動機(jī)-直流發(fā)電機(jī)-測速發(fā)電機(jī)組的飛輪慣量gd? o(4) 測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電磁時間常數(shù)心。測定宜流電動機(jī)電勢常數(shù)g和轉(zhuǎn)矩常數(shù)(6) 測従晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)機(jī)電時間常數(shù)

20、皿(7) 測定品閘管觸發(fā)及整流裝置特性u尸f (uq o(8) 測定測速發(fā)電機(jī)特性utc=f(n)o五、預(yù)習(xí)要求學(xué)習(xí)教材屮有關(guān)晶閘管玄流調(diào)速系統(tǒng)各參數(shù)的測定方法。vtivtlfvt6：三相電源輸出tuc112233445566gkgkgkgkgkgk圖5-1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理圖六、實(shí)驗(yàn)方法為研究晶閘管一電動機(jī)系統(tǒng)，須首先了解電樞i叫路的總電阻r、總電感l(wèi)以及系統(tǒng)的電磁時間常數(shù)幾與機(jī)電 時間常數(shù)th,這些參數(shù)均需通過實(shí)驗(yàn)手段來測定，具體方法如下：(1) 電樞回路總電阻r的測定電樞回路的總電阻r包括電機(jī)的電樞電阻匕、平波電抗器的總流電阻r.及整流裝置的內(nèi)阻匕，即r =乩十 r十(5-1)由于阻值較小，不

21、宜用歐姆表或電橋測最，因是小電流檢測，接觸電阻影響很人，故常用肓流伏安法。為測 出晶閘管整流裝置的電源內(nèi)阻須測量整流裝置的理想空載電壓u®而晶閘管整流電源是無法測量的，為此應(yīng)川 伏安比較法，實(shí)驗(yàn)線路如圖5-2所示。將變阻器r：、&接入被測系統(tǒng)的主電路，測試時電動機(jī)不加勵磁，并使電機(jī)堵轉(zhuǎn)。合上s“ s2,調(diào)節(jié)給定使 輸出直流電壓5在30%70%范圍內(nèi)，然后調(diào)整r/吏電樞電流在80%led90%5范圍內(nèi)，讀取電流表a和電壓表 e的數(shù)值為l、u.,則此時整流裝置的理想空載電壓為udo=iir+ui(5-2)調(diào)節(jié)rl使z與r2的電阻值相近，拉開開關(guān)s2,在山的條件下讀取電流表、電壓表

22、的數(shù)值【2、山，則udo=i2r 十 u2求解(5-2)、(5-3)兩式,可得電樞回路總電阻:r= (u2-uj / (ti-i2)如把電機(jī)電樞兩端短接，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，可得 乩十rfov -u/ )/(1/ -121 )則電機(jī)的電樞電阻為rfr- (r1.+r,.)。同樣，短接電抗器兩端，也可測得電抗器肓流電阻乩。(5-4)(5-5)(5-6)(5-3)圖5-2伏安比較法實(shí)驗(yàn)線路圖(2) 電樞回路電感l(wèi)的測定電樞回路總電感包括電機(jī)的電樞電感j、平波電抗器電感5和整流變壓器漏感5,由于5數(shù)值很小，可以忽 略，故電樞回路的等效總電感為l=la+ld(5-7)al心式變壓器n三相電源輸出電感的數(shù)值可

23、用交流伏安法測定。實(shí)驗(yàn)時應(yīng)給電動機(jī)加額定勵磁，并使電機(jī)堵轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)線路如圖5-3所示。i勵磁l電源r圖5-3測量電樞回路電感的實(shí)驗(yàn)線路圖實(shí)驗(yàn)時交流電壓由djk01電源輸出，接djk10的高壓端，從低壓端輸出接電機(jī)的電樞，卅交流電壓表和電流表 分別測出電樞兩端和電抗器上的電壓值ua和ik及電流i,從而可得到交流阻抗za和z|,計算出電感值liild,計算公 式如下：乙=u/(5-8)(5 9)zl=uj1la = /za 2 - ra 2 /( 2 / )(5-10)ld=、/zr l2 /( 2 / )(5-11)直流電動機(jī)-發(fā)電機(jī)-測速發(fā)電機(jī)組的飛輪慣量gd?的測定電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式為t

24、-tz= (gd7375) dn/dt(5-12)式中，t為電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，單位為nm；億為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，空載時即為空載轉(zhuǎn)矩入，單位為nm, n為電機(jī) 轉(zhuǎn)速，單位為rpm。電機(jī)空載自由停車吋，t=0, tkl'k,則運(yùn)動方程式為：tk =-(gd2 / 375)dn/dt(5-13)從而有g(shù)d 2 = 375 tk ldn i dt(5t4)式中g(shù)d?的單位為n m2；tk可由空載功率pk (單位為w)求出:pk = ual a0 - i a() 2 r(515)t k = 9 .55 p k 丨 n(5-16)dn/dt可以從自rh停車時所得的illi線n = f(t)求得，其實(shí)驗(yàn)線路

25、如圖5-4圖5-4測定gd?時的實(shí)驗(yàn)線路圖41動機(jī)加額定勵磁，將電機(jī)空載啟動至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，測量電樞電壓th和電流然后斷開給定，用數(shù)字存儲 示波器記錄n=f(t)曲線，即町求取某一轉(zhuǎn)速時的仏和dn/dt0 iii于空載轉(zhuǎn)矩不是常數(shù)，可以以轉(zhuǎn)速n為基準(zhǔn)選擇若 干個點(diǎn)，測出相應(yīng)的l和dn/dt,以求得gd?的平均值。由于本實(shí)驗(yàn)裝登的電機(jī)容量比較小，應(yīng)用此法測gd?時會有 一定的誤差。(4) 主電路電磁時間常數(shù)幾的測定采用電流波形法測定電樞回路電磁時間常數(shù)幾，電樞回路突加給定電壓吋，電流h按指數(shù)規(guī)律上升： id =id(l-e-)其電流變化曲線如圖5-5所示。當(dāng)t二幾時，有(/=/(l-e-'

26、)=0.631/實(shí)驗(yàn)線路如圖5-6所示。電機(jī)不加勵磁，調(diào)節(jié)給定使電機(jī)電樞電流在50%la90%j范圍內(nèi)。然后保持&不變, 將給定的&撥到接地位置，然后撥動給定&從接地到正電壓躍階信號，用數(shù)字存儲示波器記錄i尸f (t)的波形， 在波形圖上測量出當(dāng)電流上升至穩(wěn)定值的63.2%時的時間，即為電樞回路的電磁時間常數(shù)心。(5) 電動機(jī)電勢常數(shù)g和轉(zhuǎn)矩常數(shù)g的測定將電動機(jī)加額定勵磁，使其空載運(yùn)行，改變電樞電壓山，測得札的n即可由下式算岀c。：ce =忑= (u“2 - dl)/("2 -心)式中,ce的單位為v/ (rpm) o轉(zhuǎn)矩常數(shù)(額定磁通)g的單位為nm/a。c

27、“可山g.求出：cm = 9. 55 ce圖5-5電流上升曲線圖5-6測定幾的實(shí)驗(yàn)線路圖(6) 系統(tǒng)機(jī)電時間常數(shù)兒的測定系統(tǒng)的機(jī)電時間常數(shù)對由卜-式計算tm =(gd2r)/(375c (卜®?)由于l»t(i，也nj以近似地把系統(tǒng)看成是一階慣性環(huán)節(jié)，即n = kud/(l +tms)當(dāng)電樞突加給定電壓時，轉(zhuǎn)速n將按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)n到達(dá)穩(wěn)態(tài)值的63. 2%時,所經(jīng)過的時間即為拖動系統(tǒng) 的機(jī)電時間常數(shù)。測試時電樞回路中附加電阻應(yīng)全部切除，突然給電樞加電壓，用數(shù)字存儲示波器記錄過渡過程曲線n-f(t), 即可由此確定機(jī)電時間常數(shù)。(7) 品閘管觸發(fā)及整流裝置特性ud=f(uj

28、和測速發(fā)電機(jī)特性utg=f(n)的測定實(shí)驗(yàn)線路如圖5-4所示，可不接示波器。電動機(jī)加額定勵磁，逐漸增加觸發(fā)電路的控制電壓u”分別讀取對 應(yīng)的u, %、山、n的數(shù)值若干組,即可描繪出特性曲線ud=f(ug)和二f(n)。由u尸f (uj曲線可求得晶閘管整流裝置的放大倍數(shù)曲線ks=f (uj :ks =aua/aug七、實(shí)驗(yàn)報告(1) 作出實(shí)驗(yàn)所得的各種illi線，計算有關(guān)參數(shù)。(2) 山"f (uj特性，分析晶閘管裝置的非線性現(xiàn)象。八、注意事項由于實(shí)驗(yàn)時裝置處于開環(huán)狀態(tài)，電流和電壓可能有波動，可取平均讀數(shù)。(2)由于djk04 i二的過流保護(hù)整定值的限制，在完成機(jī)電時間常數(shù)測定的實(shí)驗(yàn)中

29、，其電樞電壓不能加得太高。(3) 當(dāng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)時,會出現(xiàn)大電流,因此測量的時間要短,以防電機(jī)過熱。在測試ud=f(ug)時，djk02上的偏移電壓要先調(diào)到 =120° ,貝體方法見單閉環(huán)直流調(diào)速。實(shí)驗(yàn)二晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元的調(diào)試將djk04掛件上的卜芯電源線、djk04-1和djk06掛件上的藍(lán)色三芯電源線與控制屏相應(yīng)電源插朋連接，打 開掛件上的電源開關(guān)，就可以開始實(shí)驗(yàn)。（1）調(diào)節(jié)器i （一般作為速度調(diào)節(jié)器使用）的調(diào)試 調(diào)節(jié)器調(diào)零將djk04中“調(diào)節(jié)器1”所有輸入端接地，再將djk08中的可調(diào)電阻120k接到“調(diào)節(jié)器1”的“4”、“5” 兩端，用導(dǎo)線將“5”、“6”端短接，使“調(diào)

30、節(jié)器i”成為p （比例）調(diào)節(jié)器。用萬用表的毫伏檔測量“調(diào)節(jié)器i” 的“7”端的輸出，調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器rp3,使z輸出電壓盡可能接近于零。 調(diào)整輸出正、負(fù)限幅值將“5”、“6”短接線去掉，將djk08中的可調(diào)電容0.47uf接入“5”、“6”兩端，使調(diào)節(jié)器成為pt （比 例積分）調(diào)節(jié)器，將“調(diào)節(jié)器i”的所有輸入端上的接地線去掉，將djk04的給定輸出端接到“調(diào)節(jié)器1”的“3” 端，當(dāng)加+5v的正給定電壓時，調(diào)整負(fù)限幅電位器rp2,觀察調(diào)節(jié)器負(fù)電壓輸出的變化規(guī)律；當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加 -5v的負(fù)給定電壓時，調(diào)整正限幅電位器rp1,觀察調(diào)節(jié)器e電壓輸出的變化規(guī)律。 測定輸入輸出特性再將反饋網(wǎng)絡(luò)中的

31、電容短接（將“5”、“6”端短接），使“調(diào)節(jié)器i”為p （比例）調(diào)節(jié)器，同時將正負(fù)限幅 電位器rp1和rp2均順時針旋到底，在調(diào)節(jié)器的輸入端分別逐漸加入正負(fù)電壓，測出相應(yīng)的輸出電壓變化，直至 輸出限幅值，并畫岀對應(yīng)的曲線。 觀察p1特性拆除“5”、“6”應(yīng)接線，給調(diào)節(jié)器輸入端突加給定電壓，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律。改變調(diào) 節(jié)器的外接電阻和電容值（改變放大倍數(shù)和積分時間），觀察輸出電壓的變化。（2）調(diào)節(jié)器ii （一般作為電流調(diào)節(jié)器使用）的調(diào)試 調(diào)節(jié)器的調(diào)零將djk04中“調(diào)節(jié)器ii”所有輸入端接地,再將djk08中的可調(diào)電阻13k接“調(diào)節(jié)器ii”的“8”、“9” 兩端，用導(dǎo)線將“9”

32、、“10”短接，使“調(diào)節(jié)器ii”成為p （比例）調(diào)節(jié)器。用萬用表的毫伏檔測量調(diào)節(jié)器ii 的“11”端的輸出，調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器rp3,使z輸出電壓盡可能接近于零。 調(diào)整輸出正、負(fù)限幅值把“9”、“10”短接線去掉,將djk08中的可調(diào)電容0. 47uf接入“9”、“10”兩端，使調(diào)節(jié)器成為pi （比 例積分）調(diào)節(jié)器，將“調(diào)節(jié)器h”的所冇輸入端上的接地線去掉，將djk04的給定輸出端接到調(diào)節(jié)器ii的“4” 端，當(dāng)加+5v的正給定電壓時，調(diào)整負(fù)限幅電位器rp2,觀察調(diào)節(jié)器負(fù)電壓輸出的變化規(guī)律；當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加 -5v的負(fù)給定電壓時，調(diào)整正限幅電位器rp1,觀察調(diào)節(jié)器正電壓輸出的變化規(guī)律。 測定輸入輸出特性再將反饋網(wǎng)絡(luò)屮的電容短接（將“9”、“10”端短接），使“調(diào)節(jié)器ii”為p調(diào)節(jié)器，同時將正負(fù)限幅電位 器rp1和rp2均順時針旋到底，在調(diào)節(jié)器的輸入端分別逐漸加入正負(fù)電壓，測出相應(yīng)的輸出電壓變化，直至輸出 限幅值，并畫出對應(yīng)的曲線。 觀察pi特性拆除“9”、“10”短接線，突加給定電壓，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律。改變調(diào)節(jié)器的外接電 阻和電容值（改變放人倍數(shù)和積分時間），觀察輸岀電壓的變化。（3）反號器的調(diào)試測定輸入輸出的比例,將反號器輸入端“1”接“給定”的輸出,調(diào)節(jié)“給定”輸出為5v電壓,用萬