交流調(diào)速實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、實(shí)驗(yàn)一 雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解并熟悉雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的原理及組成。(2)了解轉(zhuǎn)子串電阻的繞線式異步電機(jī)在調(diào)節(jié)定子電壓調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性。(3)通過(guò)測(cè)定系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，進(jìn)一步理解交流調(diào)壓系統(tǒng)中電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的作用。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型號(hào)備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)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”,“正橋功放”，“反橋功放” 等幾個(gè)模塊。4DJK04 電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn) I該掛件包含“給定”，“電流調(diào)節(jié)器”，“速度變換”，“電流反

2、饋與過(guò)流保護(hù)”等幾個(gè)模塊。5DJK08可調(diào)電阻、電容箱6DD03-2電機(jī)導(dǎo)軌測(cè)速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表或DD03-3電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測(cè)速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表7DJ23 校正直流測(cè)功機(jī)8DJ17 三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)9DJ17-2 線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子專用箱10D42三相可調(diào)電阻11慢掃描示波器自備12萬(wàn)用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理異步電動(dòng)機(jī)采用調(diào)壓調(diào)速時(shí)，由于同步轉(zhuǎn)速不變和機(jī)械特性較硬，因此對(duì)普通異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)其調(diào)速范圍很有限，無(wú)實(shí)用價(jià)值，而對(duì)力矩電機(jī)或線繞式異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子中串入適當(dāng)電阻后使機(jī)械特性變軟其調(diào)速范圍有所擴(kuò)大，但在負(fù)載或電網(wǎng)電壓波動(dòng)情況下，其轉(zhuǎn)速波動(dòng)嚴(yán)重，為此常采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。雙閉環(huán)三相異步

3、電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的主電路由三相晶閘管交流調(diào)壓器及三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)組成?？刂撇糠钟伞半娏髡{(diào)節(jié)器”、 “速度變換”、“觸發(fā)電路”、“正橋功放”等組成。其系統(tǒng)原理框圖如圖1-1所示：整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)采用了速度、電流兩個(gè)反饋控制環(huán)。這里的速度環(huán)作用基本上與直流調(diào)速系統(tǒng)相同，而電流環(huán)的作用則有所不同。在穩(wěn)定運(yùn)行情況下，電流環(huán)對(duì)電網(wǎng)擾動(dòng)仍有較大的抗擾作用，但在啟動(dòng)過(guò)程中電流環(huán)僅起限制最大電流的作用，不會(huì)出現(xiàn)最佳啟動(dòng)的恒流特性，也不可能是恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用雙閉環(huán)系統(tǒng)時(shí)靜差率較小，且比較容易實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，反接和能耗制動(dòng)。但在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下不能長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)行，因低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)差功率 P

4、s=SPM 全部消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，使轉(zhuǎn)子過(guò)熱。圖1-1 雙閉環(huán)三相異步電機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)原理圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)測(cè)定三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)的機(jī)械特性。 (2)測(cè)定雙閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。 五、預(yù)習(xí)要求(1)復(fù)習(xí)電力電子技術(shù)、交流調(diào)速系統(tǒng)教材中有關(guān)三相晶閘管調(diào)壓電路和異步電機(jī)晶閘管調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容，掌握調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。(2)學(xué)習(xí)有關(guān)三相晶閘管觸發(fā)電路的內(nèi)容，了解三相交流調(diào)壓電路對(duì)觸發(fā)電路的要求。六、思考題(1) 在本實(shí)驗(yàn)中，三相繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接電阻的目的是什么?不串電阻能否正常運(yùn)行?(2)為什么交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)不宜用于長(zhǎng)期處于低速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械和大功率設(shè)備上

5、?七、實(shí)驗(yàn)方法(1)DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試 打開(kāi)DZ01總電源開(kāi)關(guān)，操作“電源控制屏”上的“三相電網(wǎng)輸入”開(kāi)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“電壓指示切換”撥至“三相調(diào)壓輸出”側(cè)。用10芯的扁平電纜，將DJK02的“三相同步信號(hào)輸出”端和DJK02-1“三相同步信號(hào)輸入”端相連,打開(kāi)DJK02-1電源開(kāi)關(guān)，撥動(dòng) “觸發(fā)脈沖指示”鈕子開(kāi)關(guān)，使“窄”的發(fā)光管亮。觀察A、B、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(cè)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Ug直接與DJK02-1上的移相控制電壓

6、Uct相接，將給定開(kāi)關(guān)S2撥到接地位置（即Uct=0），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(hào)和“雙脈沖觀察孔” VT1的輸出波形，使=170°。適當(dāng)增加給定Ug的正電壓輸出，觀測(cè)DJK02-1上“脈沖觀察孔”的波形，此時(shí)應(yīng)觀測(cè)到單窄脈沖和雙窄脈沖。將DJK02-1面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平電纜，將DJK02-1的“正橋觸發(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(gè)開(kāi)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。(2)控制單元調(diào)試調(diào)節(jié)器的調(diào)零 將DJK04中“速度調(diào)節(jié)器

7、”所有輸入端接地，再將DJK08中的可調(diào)電阻120K接到“速度調(diào)節(jié)器”的“4”、“5”兩端，用導(dǎo)線將“5”、“6”短接，使“電流調(diào)節(jié)器”成為P (比例)調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器RP3，用萬(wàn)用表的毫伏檔測(cè)量電流調(diào)節(jié)器“7”端的輸出，使調(diào)節(jié)器的輸出電壓盡可能接近于零。將DJK04中“電流調(diào)節(jié)器”所有輸入端接地，再將DJK08中的可調(diào)電阻13K接到“速度調(diào)節(jié)器”的“8”、“9”兩端，用導(dǎo)線將“9”、“10”短接，使“電流調(diào)節(jié)器”成為P（比例）調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器RP3，用萬(wàn)用表的毫伏檔測(cè)量電流調(diào)節(jié)器的“11”端，使調(diào)節(jié)器的輸出電壓盡可能接近于零。調(diào)節(jié)器正、負(fù)限幅值的調(diào)整 直接將DJK

8、04的給定電壓Ug接入DJK02-1移相控制電壓Uct的輸入端，三相交流調(diào)壓輸出接線繞式異步電機(jī)，測(cè)量電機(jī)兩端電機(jī)。當(dāng)給定電壓Ug由零調(diào)大時(shí)，輸出電壓U隨給定電壓的增大而增大，當(dāng)Ug超過(guò)某一數(shù)值Ug時(shí)，U 的電壓接近電機(jī)額定電壓220V，一般可確定移相控制電壓的最大允許值Uctmax=Ug，即Ug的允許調(diào)節(jié)范圍為0Uctmax。記錄Ug于下表中：UgUctmax=Ug把“速度調(diào)節(jié)器”的“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PI (比例積分)調(diào)節(jié)器，然后將DJK04的給定輸出端接到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的“3”端，當(dāng)加一定的正給定（1V）時(shí)，調(diào)整負(fù)

9、限幅電位器RP2，使之輸出電壓為-6V，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加負(fù)給定（-1V）時(shí)，調(diào)整正限幅電位器RP1，使之輸出電壓為最小值即可。把“電流調(diào)節(jié)器”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，然后將DJK04的給定輸出端接到電流調(diào)節(jié)器的“4”端，當(dāng)加正給定（1V）時(shí)，調(diào)整負(fù)限幅電位器RP2，使之輸出電壓為最小值即可，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加負(fù)給定（-1V）時(shí)，調(diào)整正限幅電位器RP1，使電流調(diào)節(jié)器的輸出正限幅為Uctmax。電流反饋的整定直接將DJK04的給定電壓Ug接入DJK02-1移相控制電壓Uct的輸入端，三相交流調(diào)壓輸

10、出接三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)，測(cè)量校正測(cè)功機(jī)的電流值和電流反饋電壓（減小電樞回路電阻，即增大負(fù)載），調(diào)節(jié)“電流反饋與過(guò)流保護(hù)”上的電流反饋電位器RP1，使電流Ie=1A時(shí)的電流反饋電壓為Ufi=6V。轉(zhuǎn)速反饋的整定直接將DJK04的給定電壓Ug接入DJK02-1移相控制電壓Uct的輸入端，輸出接三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)（星形接法），測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值和轉(zhuǎn)速反饋電壓值，調(diào)節(jié)“速度變換”電位器RP1，使n =1300rpm時(shí)的轉(zhuǎn)速反饋電壓為Ufn=-6V。 (3)機(jī)械特性n =f(T)測(cè)定將DJK04的“給定”電壓輸出直接接至DJK02-1上的移相控制電壓Uct，電機(jī)轉(zhuǎn)子回路接DJ17-2轉(zhuǎn)子電阻專用箱，

11、直流發(fā)電機(jī)接負(fù)載電阻R (D42三相可調(diào)電阻，將兩個(gè)900接成串聯(lián)形式)，并將給定的輸出調(diào)到零。直流發(fā)電機(jī)先輕載，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速給定電壓Ug使電動(dòng)機(jī)的端電壓=Ue。轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算: (7-1) 式中，T為三相線繞式異步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩，IG為直流發(fā)電機(jī)電流，UG為直流發(fā)電機(jī)電壓，Ra為直流發(fā)電機(jī)電樞電阻（15左右），Po為機(jī)組空載損耗（5W左右）。調(diào)節(jié)Ug，降低電動(dòng)機(jī)端電壓，在2/3Ue時(shí)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，以取得一組機(jī)械特性。在輸出電壓為Ue時(shí)：n(rpm)U2=UG (V)I2=IG（A）T(N·m) 在輸出電壓為2/3Ue時(shí)：n(rpm)U2=UG (V)I2=IG（A）T(N·m

12、)(4)系統(tǒng)調(diào)試 確定“電流調(diào)節(jié)器”和“速度調(diào)節(jié)器”的限幅值和電流、轉(zhuǎn)速反饋的極性。 將系統(tǒng)接成雙閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子回路仍每相串5左右的電阻，逐漸增大給定Ug，觀察電機(jī)運(yùn)行是否正常。 調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)器”和“速度調(diào)節(jié)器”的外接電容和電位器（改變放大倍數(shù)），確定較佳的調(diào)節(jié)器參數(shù)。(5)系統(tǒng)閉環(huán)特性的測(cè)定調(diào)節(jié)Ug使轉(zhuǎn)速至n=1200rpm，從輕載按一定間隔調(diào)到額定負(fù)載，測(cè)出閉環(huán)靜態(tài)特性n =f（T）n(rpm)1200U2=UG（V）I2=IG（A）T(N·m)測(cè)出n=800rpm時(shí)的系統(tǒng)閉環(huán)靜態(tài)特性n=f(T)，T可由(7-1)式計(jì)算n(rpm)800U2=UG (V)I2=IG

13、 (A)T(N·m) 八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出開(kāi)環(huán)時(shí)電機(jī)的機(jī)械特性n=f（T）。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)特性n=f（T），并與開(kāi)環(huán)特性進(jìn)行比較。 九、注意事項(xiàng) (1)在做低速實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免電阻器過(guò)熱引起串接電阻數(shù)值的變化。 (2)轉(zhuǎn)子每相串接電阻為5左右，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便系統(tǒng)有較好的性能。(3)計(jì)算轉(zhuǎn)矩T時(shí)用到的機(jī)組空載損耗Po為5W左右。實(shí)驗(yàn)二 雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉雙閉環(huán)三相異步電機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成及工作原理。 (2)掌握串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟及方法。 (3)了解串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特性。二

14、、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序 號(hào)型號(hào)備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)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”,“正橋功放”，“反橋功放” 等幾個(gè)模塊。4DJK04 電機(jī)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)該掛件包含“給定”，“電流調(diào)節(jié)器”，“速度變換”，“電流反饋與過(guò)流保護(hù)”等幾個(gè)模塊。5DJK08可調(diào)電阻、電容箱6DJK10 變壓器實(shí)驗(yàn)該掛件包含“三相不控整流”和“三相心式變壓器”等模塊。7DD03-2電機(jī)導(dǎo)軌測(cè)速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表或DD03-3電機(jī)導(dǎo)軌、光碼盤測(cè)速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表8DJ23 校正直流測(cè)功機(jī)9DJ17 三相線繞式異

15、步電動(dòng)機(jī)10D42三相可調(diào)電阻11慢掃描示波器自備12萬(wàn)用表自備三、實(shí)驗(yàn)線路及原理異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是較為理想的節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)，采用電阻調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)子損耗為PS=SPM，這說(shuō)明了隨著S的增大效率降低，如果能把轉(zhuǎn)差功率PS的一部分回饋電網(wǎng)就可提高電機(jī)調(diào)速時(shí)效率，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)采用了在轉(zhuǎn)子回路中附加電勢(shì)的方法，通常使用的方法是將轉(zhuǎn)子三相電動(dòng)勢(shì)經(jīng)二極管三相橋式不控整流得到一個(gè)直流電壓，由晶閘管有源逆變電路來(lái)改變轉(zhuǎn)子的反電動(dòng)勢(shì)，從而方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并將多余的能量回饋至電網(wǎng)，這是一種比較經(jīng)濟(jì)的調(diào)速方法。本系統(tǒng)為晶閘管亞同步雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，控制系統(tǒng)由“速度調(diào)節(jié)器”、“電流調(diào)節(jié)器”、“觸發(fā)電路”、“正橋

16、功放”、“速度變換”等組成。其系統(tǒng)原理圖如圖2-1所示。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)控制單元及系統(tǒng)調(diào)試。(2)測(cè)定開(kāi)環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。(3)測(cè)定雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。五、預(yù)習(xí)要求(1)復(fù)習(xí)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)(交流調(diào)速系統(tǒng))教材中有關(guān)異步電機(jī)晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容，掌握串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。(2)掌握串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中逆變變壓器副邊繞組額定相電壓的計(jì)算方法。 圖2-1 線繞式異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)原理圖六、思考題(1)如果逆變裝置的控制角90°或30°，則主電路會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么要對(duì)逆變角的調(diào)節(jié)范圍作一定的要求?(2)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性為什么比電動(dòng)機(jī)本身的

17、固有特性軟?七、實(shí)驗(yàn)方法(1)DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試 打開(kāi)DZ01總電源開(kāi)關(guān)，操作“電源控制屏”上的“三相電網(wǎng)輸入”開(kāi)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“電壓指示切換”撥至“三相調(diào)壓輸出”側(cè)。用10芯的扁平電纜，將DJK02的“三相同步信號(hào)輸出”端和DJK02-1“三相同步信號(hào)輸入”端相連,打開(kāi)DJK02-1電源開(kāi)關(guān)，撥動(dòng) “觸發(fā)脈沖指示”鈕子開(kāi)關(guān)，使“窄”的發(fā)光管亮。觀察A、B、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(cè)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Ug直接與DJK02-1上的移

18、相控制電壓Uct相接，將給定開(kāi)關(guān)S2撥到接地位置（即Uct=0），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(hào)和“雙脈沖觀察孔” VT1的輸出波形，使=150°。（注意此處的表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0。從自然換相點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算，而單相晶閘管電路的0。表示從同步信號(hào)過(guò)零點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算，兩者存在相位差30。）。適當(dāng)增加給定Ug的正電壓輸出，觀測(cè)DJK02-1上“脈沖觀察孔”的波形，此時(shí)應(yīng)觀測(cè)到單窄脈沖和雙窄脈沖。將DJK02-1面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平電纜，將DJK02-1的“正橋觸發(fā)脈沖輸出”端和DJK02“正橋觸發(fā)脈沖輸入”端相連，并將DJK0

19、2“正橋觸發(fā)脈沖”的六個(gè)開(kāi)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。(2)控制單元調(diào)試調(diào)節(jié)器的調(diào)零 將DJK04中“速度調(diào)節(jié)器”所有輸入端接地，再將DJK08中的可調(diào)電阻120K接到“速度調(diào)節(jié)器”的“4”、“5”兩端，用導(dǎo)線將“5”、“6”短接，使“電流調(diào)節(jié)器”成為P (比例)調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器RP3，用萬(wàn)用表的毫伏檔測(cè)量電流調(diào)節(jié)器“7”端的輸出，使調(diào)節(jié)器的輸出電壓盡可能接近于零。將DJK04中“電流調(diào)節(jié)器”所有輸入端接地，再將DJK08中的可調(diào)電阻13K接到“速度調(diào)節(jié)器”的“8”、“9”兩端，用導(dǎo)線將“9”、“10”短接，使“電流調(diào)節(jié)器”成為P（比

20、例）調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器RP3，用萬(wàn)用表的毫伏檔測(cè)量電流調(diào)節(jié)器的“11”端，使調(diào)節(jié)器的輸出電壓盡可能接近于零。電流調(diào)節(jié)器的整定 把“電流調(diào)節(jié)器”的“9”、“10”短接線繼續(xù)短接，使調(diào)節(jié)器成為P（比例）調(diào)節(jié)器，然后將DJK04的給定輸出端接到“電流調(diào)節(jié)器”的“4”端，當(dāng)加正給定時(shí)，調(diào)整負(fù)限幅電位器RP2，使之輸出電壓為最小值即可；把“電流調(diào)節(jié)器”的輸出端與DJK02-1上的移相控制電壓Uct端相連，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加負(fù)給定時(shí)，調(diào)整正限幅電位器RP1，使脈沖停在逆變橋兩端的電壓為零的位置。去掉“9”、“10”兩端的短接線，將DJK08中的可調(diào)電容0.47uF接入“9”、“10”兩端，使調(diào)節(jié)

21、器成為PI（比例積分）調(diào)節(jié)器速度調(diào)節(jié)器的整定 把“速度調(diào)節(jié)器”的“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PI (比例積分)調(diào)節(jié)器，然后將DJK04的給定輸出端接到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的“3”端，當(dāng)加一定的正給定時(shí)，調(diào)整負(fù)限幅電位器RP2，使之輸出電壓為-6V，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加負(fù)給定時(shí)，調(diào)整正限幅電位器RP1，使之輸出電壓為最小值即可。電流反饋的整定直接將DJK04的給定電壓Ug接入DJK02-1移相控制電壓Uct的輸入端，三相交流調(diào)壓接三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載，測(cè)量電動(dòng)機(jī)的相電流和電流反饋電壓值，調(diào)節(jié)“電流反饋與過(guò)流保護(hù)”上的電流反饋電位器RP1

22、，使當(dāng)電機(jī)相電流Ie=1A時(shí)的電流反饋電壓Ufi=6V。轉(zhuǎn)速反饋的整定直接將DJK04給定電壓Ug接入DJK02-1移相控制電壓Uct的輸入端，輸出電路接三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載，測(cè)量三相線繞式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速反饋電壓，調(diào)節(jié)“速度變換”上轉(zhuǎn)速反饋電位器RP1，使n =1200rpm時(shí)的轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn=-6V。(3)開(kāi)環(huán)靜態(tài)特性的測(cè)定將系統(tǒng)接成開(kāi)環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，直流回路電抗器Ld接20OmH，利用DJK10上的三相不控整流橋?qū)⑷嗑€繞式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子三相電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行整流，逆變變壓器采用DJK10上的三相心式變壓器，Y/Y接法，其中高壓端A、B、C接DJK01電源控制屏的主電路電源輸出，中

23、壓端Am、Bm、Cm接晶閘管的三相逆變輸出。R (將D42三相可調(diào)電阻的兩個(gè)電阻接成串聯(lián)形式)和Rm (將D42三相可調(diào)電阻的兩個(gè)電阻接成并聯(lián)形式)調(diào)到電阻阻值最大時(shí)才能開(kāi)始試驗(yàn)。測(cè)定開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)特性n =f(T)，T可按交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的同樣方法來(lái)計(jì)算。在調(diào)節(jié)過(guò)程中，要時(shí)刻保證逆變橋兩端的電壓大于零。n(rpm)U2=UG(V)I2=IG(A)T(N.m)(4)系統(tǒng)調(diào)試 確定“速度調(diào)節(jié)器”和“電流調(diào)節(jié)器”的轉(zhuǎn)速、電流反饋的極性。 將系統(tǒng)接成雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，逐漸加給定Ug，觀察電機(jī)運(yùn)行是否正常，應(yīng)在30° 90°之間移相，當(dāng)一切正常后，逐步把限流電阻Rm減小到零，以提

24、升轉(zhuǎn)速。 調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器的外接電容和放大倍數(shù)調(diào)節(jié)電位器，確定較佳的調(diào)節(jié)器參數(shù)。(5)雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性的測(cè)定測(cè)定n為1200rpm 時(shí)的系統(tǒng)靜態(tài)特性n=f（T）：n（rpm）1200U2=UG（V）I2=IG（A）T（N.m）n為800rpm 時(shí)的系統(tǒng)靜態(tài)特性n=f（T）：n(rpm)U2=UG (V)I2=IG (A)T(N.m)八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出開(kāi)環(huán)、閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)機(jī)械特性n=f（T），并進(jìn)行比較。九、注意事項(xiàng)(1)參見(jiàn)本教材實(shí)驗(yàn)一的注意事項(xiàng)。(2)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)確保< 90°內(nèi)變化，不得超過(guò)此范圍。(3)逆變變壓器為三相心式變壓器，其副邊

25、三相電壓應(yīng)對(duì)稱。(4)應(yīng)保證有源逆變橋與不控整流橋間直流電壓極性的正確性，嚴(yán)防順串短路。(5)DJK04與DJK02-1不共地，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)須短接DJK04與DJK02-1的地。實(shí)驗(yàn)三 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握SPWM、SVPWM及馬鞍波PWM的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。(2)測(cè)試并分析SPWM、SVPWM及馬鞍波PWM調(diào)速系統(tǒng)的速度曲線。二、實(shí)驗(yàn)所需掛件及附件序號(hào)型 號(hào)備 注1DJK01 電源控制屏該控制屏包含“三相電源輸出”，“勵(lì)磁電源”等幾個(gè)模塊。2DJK13三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制3雙蹤示波器三、實(shí)驗(yàn)原理目前常用的變頻器調(diào)制方法有SPWM，馬鞍波PWM，和空間電壓矢量PWM

26、等方式。1、SPWM變頻調(diào)速方式：正弦波脈寬調(diào)制法（SPWM）是最常用的一種調(diào)制方法，SPWM信號(hào)是通過(guò)用三角載波信號(hào)和正弦信號(hào)相比較的方法產(chǎn)生，當(dāng)改變正弦參考信號(hào)的幅值時(shí)，脈寬隨之改變，從而改變了主回路輸出電壓的大小。當(dāng)改變正弦參考信號(hào)的頻率時(shí)，輸出電壓的頻率即隨之改變。在變頻器中，輸出電壓的調(diào)整和輸出頻率的改變是同步協(xié)調(diào)完成的，這稱為VVVF（變壓變頻）控制。圖3-1 正弦波脈寬調(diào)制法SPWM 調(diào)制方式的特點(diǎn)是半個(gè)周期內(nèi)脈沖中心線等距、脈沖等幅，調(diào)節(jié)脈沖的寬度，使各脈沖面積之和與正弦波下的面積成正比例，因此，其調(diào)制波形接近于正弦波。在實(shí)際運(yùn)用中對(duì)于三相逆變器，是由一個(gè)三相正弦波發(fā)生器產(chǎn)生三

27、相參考信號(hào)，與一個(gè)公用的三角載波信號(hào)相比較，而產(chǎn)生三相調(diào)制波。如圖3-1所示。2、馬鞍波PWM變頻調(diào)速方式前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，SPWM信號(hào)是由正弦波與三角載波信號(hào)相比較而產(chǎn)生的，正弦波幅值與三角波幅值之比為m，稱為調(diào)制比。正弦波脈寬調(diào)制的主要優(yōu)點(diǎn)是：逆變器輸出線電壓與調(diào)制比m成線性關(guān)系，有利于精確控制，諧波含量小。但是在一般情況下，要求調(diào)制比m<1。當(dāng)m>1時(shí)，正弦波脈寬調(diào)制波中出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，不但輸出電壓與頻率失去所要求的配合關(guān)系，而且輸出電壓中諧波分量增大，特別是較低次諧波分量較大，對(duì)電機(jī)運(yùn)行不利。另外可以證明，如果m<1，逆變器輸出的線電壓中基波分量的幅值，只有逆變輸入的電網(wǎng)電壓幅值的0.866倍，這就使得采用SPWM逆變器不能充分利用直流母線電壓。為解決這個(gè)問(wèn)題，可以在正弦參考信號(hào)上疊加適當(dāng)?shù)娜沃C波分量，如圖3-2所示。圖中：131/63圖3-2 馬鞍波的形成合成后的波形似馬鞍形，所以稱為馬鞍波PWM。采用馬鞍波調(diào)制，使參考信號(hào)的最大值減小，但參考波形的基波分量的幅值可以進(jìn)一步提高。即可使m>1，從而可以在高次諧波信號(hào)分量不增加的條件下，增加其