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1、word本科生实验报告实验课程 电力拖动自动控制系统 学院名称 核技术与自动化工程学院 专业名称 电气工程与其自动化 学生 袁礼 学生学号 06 指导教师 伟 实验地点 6C603 实验成绩二一五 年五月 二一五年六月电力拖动自动控制系统实验报告摘要电力拖动自动控制系统的任务是通过控制电动机电压、电流、频率等输入量来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按人们期待的要求运行，以满足生产工艺与其应用的需要。本课程是实践性非常强的一门课，所以本次实验随课堂教学过程进展，其目的是培养我们的掌握实验方法和运用理论分析解决实际问题的能力。关键词：调速；开环；双闭环实验一 晶闸管直流调速系
2、统开环机械特性测试一实验目的 1熟悉晶闸管直流调速系统组成与各主要单元部件的原理。2掌握晶闸管可控整流电路和触发电路的调试方法。3掌握直流电动机机械特性的测试方法二实验容1触发电路触发脉冲的测试2触发电路初始相位a0的调试3三相桥式全控整流电路的调试4晶闸管主电路输出波形的测试5直流电动机开环机械特性曲线的测试三实验系统组成与工作原理1主电路：三相电源，晶闸管桥式是可控整流调速装置，平波电抗器、电动机-发电机组，可调电阻负载等组成。2控制电路：据赤膊触发电路四实验设备与仪器1MCL系列教学实验台主控制屏。2 MCL31组件3MCL33组件4MEL-11挂箱5MEL03三相可调电阻或自配滑线变阻
3、器。6电机导轨与测速发电机、直流发电机M01或电机导轨与测功机、MEL13组件。7直流电动机M03。8双踪示波器。五须知事项1直流电动机启动前必须先加上励磁2测取静特性时，必须注意主电路电流不许超过直流电动机的额定电流。3不允许突加给定信号Ug启动电动机4起动电机时，需把负载电阻RP1阻值调到最大，以免带负载起动。5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。6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。 六. 实验方法1触发电路的测试。1用示波器观察双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度一样
4、的双脉冲。如如下图所示，参数如下列图。2偏移电压的调整 在Ug=0的情况下，用示波器测量同步电压观察孔的同步电压波形和脉冲波形的相位关系，调节偏移电压电位器，使脉冲初始相位a0=150。波形如如下图所示。2三相桥式全控整流电路的测试在Ug=0的情况下，闭合交流侧回路电源和电动机励磁电源，电动机处于静止状态，调节Ug由0逐渐增大，直流电动机启动升速，当n=1000转/分左右时，用示波器测量直流电动机电枢两端或整流电路输出端电压波形，在360中应有六个整流波头，必须间隔相等，波形稳定。波形如如下图所示。1控制特性改变Ug的大小，记录直流电动机电枢电压Ua和对应的控制电压UgUa (V)106151
5、160164166168Ug (V)1234562)开环机械特性反复调节Ug和直流发电机负载，使n0=1000r/min，I=1.1A,Ug保持恒定，逐渐减小发电机负载转速升高，记录直流电级转速n和电枢电流Ia的值，共5-7点n(r/min)12401224120511861123I(A)七实验心得通过本次实验，我们学习了晶闸管直流调速系统组成与各主要单元部件的原理。对晶闸管可控整流电路和触发电路的调试方法有了较好的掌握。对直流电动机机械特性的测试方法也有了更好的认识。实验二 直流调速系统参数和环节特性的测试一、实验目的 1.熟悉晶闸管直流调速系统的组成与其根本结构。 2.掌握晶闸管直流调速系
6、统的参数测试与反应环节测定方法和测试条件。 3.学会利用晶闸管直流调速系统中某些环节的现行现象，测定整流装置与测速发电机的特性。 4.了解和掌握晶闸管全控桥直流调速系统装置和各单元环节特性，在环节模型结构正确的情况下测区模型参数，从而得到完全正确的系统数学模型，为计算和校正复杂系统结构与参数做好准备，为进一步分析和调试双闭环系统提供试验参数。二、实验容 1.测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻 R。 2.测定晶闸管直流调速系统主电路总电感 L。 3.测定直流电动机 - 发电机 - 测速发电机飞轮惯量 GD2。 4.测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数 Td。 5.测定直流发电机电动是常数Ce
7、和转矩常数 CT。 6.测定晶闸管直流调速系统几点时间常数 Tm。 7.测定晶闸管触发与整流装置特性 Ud =(Uct)。 8.测定测数发电机特性 UTG = (n)。三、实验设备 2.直流发电机 - 直流电动机 - 测速发电机组 3.三项1:1隔离变压器，三相调压器与平波电抗器四、实验系统组成和工作原理 晶闸管直流调速系统实验装置由三相调压器、三相1:1整流变压器、晶闸管整流调速装置，平波电抗器和电动机-发电机等组成。 本实验中，整流装置的主电路为三相桥式，采用三相1:1隔离变压器为安全装置。控制回路直接由给定电压Ug为触发器的移相控制电压Uct。改变Ug的大小可改变控制角，从而获得可调的直
8、流电压和转换，满足实验要求。其系统原理图如图10.1.1所示。五、实验方法 电枢回路的总电阻R是环节结构模型中预知的参数，包括电动机电枢电阻Ra,平波电抗器的电流电阻RL和整流装置的阻Rn，即 为能准备测出晶闸管整流装置的电源阻，通常采用伏安比拟法来测定电阻。其实验电路如实验指导书所示。 系统连接完成后，测试时应注意调节 RP1 、RP2电阻负载至最大，电动机不加励磁，并使电动机堵转。合上开关 S1、S2、S3,让系统通电，调节 Ug使整流装置输出电位Ud=30%70%US(U1可为110V)，然后调节RP2,使电枢电流为80%90%IN，读取电流表A和电压表V2的数值各为I1、U1,如此整流
9、装置的理想空载电压为Ud=I1R+U2=209V 调节Rp1使之与RP2近似，使电流表读数为40%IN,断开开关S2,在Ud不变条件下读A和V2的数值为I2、U2,如此Udo=I2R+U2=147V求解两式，消去 Ud0，可得出电枢回路总电阻 R，即假如把电动机两端短接，重复上述过程，可得RL+Rn=(U2-U1)/(I1-I2)如此电动机的电枢电阻为Ra=R-(RL+Rn)=31,7同样短接平波电抗器 L 的两端，可测得电抗器的直流电阻 RL 为了减少由于非线性和接触电阻等原因造成的误差，可采取改变整流装置输出电压 Ud 在 UN 的 30% 70%围，重复屡次上述参数测量，然后求平均值。
10、2.电枢回路电感 L 的测定 点数电路总电感 L 包括电动机的电枢电感 La ，平波电抗器 LL 和整流变压器漏电感 LB ,由于 LB 数值很小，可忽略，股电枢回路的等效总电感为 电感的数值可用交流伏安法测定。电动机应加额定励磁，并使电动机堵转，实验电路如图 10.1.3 所示。 再合上 S1 前调压变压器要复零。合上 S1 ，调节调压变压器的输出电压，使电枢电流 Ia = 50%IN 。合上 S2 ,调节 RP ，是励磁电流为电机额定励磁电流。用电压表和电流表分别测出通入电流电压后电枢两端和电抗器上电压值 Ua 和 UL 与电流 I ,从而得到交流阻抗 Za和 ZL 。计算出电感值 La和
11、LL 3.直流电动机 - 发电机 测速发电机组合飞轮惯量GD2的测定 电力拖动系统的运动方程式为式中，Te为电动机的电磁转矩，单位为Nm；TL为负载转矩，空载时即为空载转矩TO，单位为Nm；n为电机转速，单位为rmin。 电机空载自由停车时，Te=O，TL=TO,运动方程式为式中，GD2的单位为Nm2；TO可由空载功率PO单位为W求出，即dndt可由自由停车时所得曲线n=ft求得。其实验电路如实验图所示。实验时，起动电动机前需加额定励磁。将电动机由空载起动至稳定转速后，测取电枢电压Ud和电流IO，以与稳速值nO。然后断开Ug，同时用光线示波器记录n =ft曲线见图10.1.5，图中斜虚线为n
12、=no的切线，即可取某一转速时的TO和dndt。由于空载转矩不是常数，可由转速n为基准，选择假如干个点，测出相应的TO的dndt，以求出GD2的平均值。 用电流波形法测定回路电磁时间常数Td，由于回路存在电感，当电枢回路突加给定电压时，电流id按指数规律上升，即其电流变化曲线如实验图所示。当t=Td时，有 实验电路如实验图所示。电动机不加励磁，调节Ug和Rp使电动机电枢电流为50%90%IN。然后保持Uct不变，突然合上主电源开关，用光线示波器拍摄id=ft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.电动机电动势常数Ce、转矩常数CM的测
13、定 将电动机加额定励磁，使之空载运行。改变电枢电压Ud，测得相应的n，即可计算出Ce，即式中，Ce的单位为V/(r/min)。 转矩常数额定磁通时CT的单位为Nm/A,可由Ce求出 系统机电时间常数Tm可由下式计算 由于TMTd，因此也可以近似地把系统看作一阶惯性环节，用转速上升曲线亦可求出Tm，即当电枢突加额定电压，转速n按指数规律上升。当n达到63.2%稳定值时，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，突加给定电枢电压，用光线示波器拍摄过渡过程曲线n=ft,如实验图所示，即可求出Tm。 7.晶闸管触发与整流器装置输入、输出特性Ud=fUet和测速发电机特性UTG=fn的测定与触发放大器系数Ks的测定。 实验电路图如指导书所示。 电动机加额定励磁，逐渐增加触发装置的控制电压Uct，分别读出Uct，UTG,Ud，n对应数据假如干组，并将数据记录于，即可描述出特性曲线Ud=f(Uct),UTG=f(n)。 由Ud=fUet曲线，可求出晶闸管整流装置的放大倍数曲线六、实验须知事项 1.为防止电枢过大电流冲击，增加给定应缓慢，且每次起动前应调至零位，以防过流。 2.电动机堵转时，大电流测量的时间要短，以防止电动机过热。 3.实验中应使Ud、Id波形连续，防止进入不连续区。 4.由于装置处于开环状态，电流和电压有可能波动，
