电力拖动与自动控制系统

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1、电力拖动自动控制系统实验指导书班级：姓名：学号：唐山学院电工电子实验教学中心2009 年 3 月一电力拖动自动控制系统实验的任务 电力拖动自动控制系统实验是电力拖动自动控制系统课程的一部分，它的任务是：1. 通过实验进一步了解和掌握电力拖动自动控制系统的基本概念、分析方法。2. 学习和掌握电力拖动自动控制系统实验技术方法。3. 提高应用电力拖动自动控制系统的能力及水平。二实验设备 电力拖动自动控制系统实验所使用的设备有各种交、直流电机，变压器，电工仪表及交、 直流电源等，他们都集成在一个实验台上。实验时根据需要来选择不同的设备构成交、直流电力拖动自动控制系统实验电路，可以 完成交、直流电力拖动

2、自动控制系统的调试，系统的参数及特性的测量。主要用于电力拖动 自动控制系统的实验教学。三对参加实验学生的要求1. 阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明确实验目的，了解内容和方法。2. 按实验指导书要求进行接线和操作，经指导老师检查同意后再通电。3. 在实验中注意观察，记录有关数据和图像，并由指导教师复查后才能结束实验。4. 实验后应断电，整理实验台，恢复到实验前的情况。5. 认真写实验报告，按规定格式做出图表、曲线、并分析实验结果。字迹要清楚，画曲 线要用坐标纸，结论要明确。.爱护实验设备，遵守实验室纪律。*注：本实验指导书适用于电力拖动自动控制系统及包含电力拖动自动控制系统等内容 的

3、相关课程。目录第一章电力拖动自动控制系统实验 3实验一直流调速系统主电路参数测量实验 3实验二单闭环直流调速系统实验 5实验三双闭环直流调速系统实验 7实验四串联二极管式电流型变频调速系统实验 8实验五晶闸管直流调速系统主要单元的调试 10实验六逻辑无环流可逆直流调速系统实验 13第二章实验安全操作规程及实验实施 21第一节实验安全操作规程 21第二节实验实施 21实验一 直流调速系统主电路参数测量实验一、实验目的：1、掌握用实验的方法测定直流调速系统主电路的参数。二、实验仪器及设备1、 直流发电机 D13-1 （或 D17） ： U =220V, I =0.8A, n =1500r/m。NN

4、N2、 直流电动机 D15 （或 D17）： Un=220V, In=0.8A, nN=1500r/m。3、电机控制系统实验装置。4、滑线变阻器：900Q/900Q （或 1KQ）o5、示波器： 10MHZ （或 10MHZ）。三、实验内容及操作步骤1、电枢回路电阻的测量实验电路如图 1-1 所示。LV1GTRAV2图 1-1 电枢回路电阻的测量电路电动机不加励磁，调节Ug使电压表V1=150V,然后调节滑线变阻器R使电流表 A1的电流为I1=0.8A，读取电压表V2的电压为U1。再调节滑线变阻器R使其电流表 A的电流为12, =0.5A，读取电压表V2的电压为U2。读取的数据记录在学生原始实

5、验 数据纸上。求得电枢回路总电阻为：R =（U2-U1） /（I1-I2）总电机电枢短接，VI电压不变，重复上述过程实验，可求得电抗器的电阻和整流器 内阻之和。RL+ Rn=(U2-U1)/(I1-I2)电机的电枢电阻为：Ra= R 总-( Rl+ Rn)同理，短接电抗器，可测得电抗器电阻rl2、电枢回路电感的测量 实验电路如图1-2 所示，-220V图 1-2 电枢回路电感的测量电路用交流电压表分别测取电枢、电抗器两端的电压为Ua、UL，读取电流为I。读取的 数据记录在学生原始实验数据纸上。电抗器和电动机电枢的电感La和Ll按下式计算。Za=Ua/I， ZL=UL/ILa= (Za) 2(R

6、a) 2) i/2/2nfL= (Z) 2 (r) 2) i/2/2nf3、主电路电磁时间常数Tl的测量实验电路如图 1-1 所示。调节给定和电阻R使电流表A=0.8A，用示波器探头测取电流反馈信号。突加给定信号观察电流上升波形，图1-3所示。L图 1-3 电流上升波形从示波器上读tl的值。并记录在学生原始实验数据纸上。四、实验报告要求1、计算主电路的参数。2、如何测取电动机的Ce和CM。实验二 单闭环直流调速系统实验一、实验目的1、学习单闭环直流调速系统的原理、组成、主要单元电路。2、与开环直流调速系统进行特性比较二、实验仪器及设备1、 直流发电机 D13-1 （或 D17） ： Un=22

7、0V, In=0.8A, nN=1500r/m。2、 直流电动机 D15 （或 D17）： Un=220V, In=0.8A, nN=1500r/m。3、电机控制系统实验装置。4、滑线变阻器：900Q/900Q （或 1KQ）。5、示波器：1OMHZ （或 1OMHZ）。三、实验内容及操作步骤实验电路如图1- 4所示。V图 1-4 单闭环直流调速系统实验框图1、给定电压为 0 时，滑线变阻器为最大值，闭合电源。增加给定电压使电动机转速n=1500r/m。调节滑线变阻器的电阻增加负载使电流为0.8A,然后逐渐减小负载电流 至空载，读取电流和转速的示值，并记录在并记录在学生原始实验数据纸上。共测5

8、6点。2、调节滑线变阻器的电阻增加负载使电流为0.8A,用示波器探头接转速反馈信号， 观察在闭环情况下突加负载、突减负载情况下，电动机转速n的变化波形，并记录在并 记录在学生原始实验数据纸上。3、使给定电压为0,断开转速反馈。在开环情况下，调节给定电压伽=1500r/m。， 调节滑线变阻器的电阻使负载使电流为0.8A，然后逐渐减小负载电流至空载，读取电 流和转速的示值，并记录在并记录在学生原始实验数据纸上。共测56 组数据。4、 调节滑线变阻器的电阻增加负载使电流为0.8A，用示波器探头接转速反馈信号，V 观察在开环情况下突加负载、突减负载电动机转速n的变化波形，并记录在并记录在学 生原始实验

9、数据纸上。四、实验报告要求1、在同一坐标纸上作出闭环和开环的ni特性曲线，并比较说明。2、画出闭环和开环突加、突减负载时转速n的变化波形，并说明。实验三 双闭环直流调速系统实验一、实验目的1、学习双闭环不可逆直流调速系统的原理、组成、主要单元电路。二、实验仪器及设备1、 直流发电机 D13-1 （或 D17） ： U =220V, I =0.8A, n =1500r/m。NNN2、 直流电动机 D15 （或 D17）： Un=220V, In=0.8A, nN=1500r/m。3、电机控制系统实验装置。4、滑线变阻器：9OOQ/9OO0或1KQ）。5、示波器：1OMHZ （或 1OMHZ）。三

10、、实验内容及操作步骤实验电路如图1-5所示。+220V图 1-5 双闭环直流调速系统实验框图1、电流环闭环,转速环开环,给定电压为0 时,滑线变阻器为最大值,闭合电源 缓慢调节给定电压,使电动机旋转,用万用表直流电压档测转速反馈信号的极性。若极 性为“正”则颠倒反馈信号的极性。用示波器探头接电流反馈信号,调整电流调节器 ACR的PI参数（R、C值），并使电流的突加给定的动态过程满足要求。2、转速环闭环，调整转速调节器ASR的PI参数(R、C值)，使整个系统的突加 给定启动过程满足要求。并记录突加给定启动过程中，转速 n 和电流 i 的动态变化过程。 记录在学生原始实验数据纸上。3、 调节给定电

11、压使电动机的转速为1000 r/m。调节滑线变阻器的电阻增加负载使V 电流为0.8A，用示波器观察在突加负载、突减负载情况下电动机转速n的变化波形和电流i波形，并记录在学生原始实验数据纸上。四、实验报告要求1、在同一坐标纸上画出闭环系统突加给定时的转速n和电流i的启动过程波形 并说明。2、画出闭环系统突加、突减负载时转速n和电流i的动态变化过程波形，并说明。实验四 串联二极管式电流型变频调速系统实验一、实验目的1、掌握串联二极管式电流型变频调速系统的原理及组成。2、掌握各控制单元的原理、作用。二、实验仪器及设备1、交流电动机(D21)： Un=220V (), In=0.65A，nN=1430

12、r/m。2、电机控制系统实验装置。3、双综低频示波器： 10MHZ。三、实验内容及操作步骤实验电路如图1-6 所示。GFGT32GGIM2 1UblrUblf匚 GAB-1DRCGVF 口AP2DRGMAPI图 1-6 串联二极管式电流型变频调速系统实验框图Z其中G：给定器，GI：给定积分器，GAB-1 :绝对值放大器，GF：函数发生器，GM：调制波发生器，DRC:环形分配器，GVF：电压-频率转换器，DR：转向显示器。1、连接线路，换相电容选1卩F,给定电压为0V,经教师检查无误后，闭合电源。2、调节给定电压，正向启动电动机，使频率范围为5 HZ5OHZ。调节给定电压， 反向启动电动机，使频

13、率范围为5 HZ5OHZ。记录电动机的转速范围。并记录在学生 原始实验数据纸上。3、测定U=f(f特性：逐渐增加给定电压，使频率从5HZ增加到5OHZ。在此过程中记录电机的线电压U 和频率f。共测56组数据。并记录在学生原始实验数据纸上。4、系统静态波形观察用示波器观察不同频率(5 HZ、30 HZ、50 HZ)时，逆变器的线电压波形，晶闸管 两端电压波形、隔离二极管两端电压波形。并记录50 HZ时，逆变器的线电压波形，晶 闸管两端电压波形、隔离二极管两端电压波形在学生原始实验数据纸上。四、实验报告要求1、画出串联二极管式电流型变频调速系统的U=f(f)特性曲线。并分析是否符合 U/f=con

14、st。2、画出观察到的不同频率50 HZ时，逆变器的线电压波形，晶闸管两端电压波形、隔离二极管两端电压波形。3. 回答问题：比较电流型逆变电路与电压型逆变电路各有什么优缺点？实验五 晶闸管直流调速系统主要单元的调试一、实验目的（1）熟悉直流调整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）掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。二、实验内容1速度调节器的调试。2电流调节器的调试。3零电平检测”及“转矩极性鉴别”的调试。4反号器的调试。5逻辑控制器的调试。三、验方法将 DJK04 挂件的十芯电源线与控制屏连接，打开电源开关，即可以开始实验。1速度调节器的调试 调节器调零将 DJK04 中 “速度调节器” 所有输入端接地，再将 DJK08 中的可调电阻 120K 接到“ 速度 调节器”的“4”、“5”两端，用导线将“5”、“6”短接，使“电流调节器”成为P （比例）调节器。调 节面板上的调零电位器RP3,用万用表的毫伏档测量电流调节器“7”端的输出，使调节器的 输出电压尽可能接近于零。 调整输出正、负限幅值把“5”、“6”短接线去掉，将DJK08中的可调电容0.47uF接入“5”、“6”两端，使调节器 成为PI （比例积分）调节器，然后将DJK04的给定输出端接到转速调节器的“3”端，当加一定 的正给定时，调整负限幅