文档介绍：第一章直流电机调速系统实验
实验一单闭环不可逆直流调速系统实验
一、实验目的
(1)了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
(3)认识闭环反馈控制系统的基本特性。
二、实验所需挂件及附件
序号
型号
备注
1
DJK01 电源控制屏
该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2
DJK02 晶闸管主电路

3
DJK02-1三相晶闸管触发电路
该挂件包含“触发电路”、“正反桥功放”等几个模块。
4
DJK04 电机调速控制实验 I
该挂件包含“给定”、“调节器I”、“调节器II”、“转速变换”、“电流反馈与过流保护”、“电压隔离器”等几个模块。
5
DJK08可调电阻、电容箱
6
DD03-3电机导轨﹑光码盘测速系统及数显转速表
7
DJ13-1 直流发电机
8
DJ15 直流并励电动机
9
D42 三相可调电阻
10
慢扫描示波器
自备
11
万用表
自备
三、实验线路及原理
为了提高直流调速系统的动静态性能指标,通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。对调速指标要求不高的场合,采用单闭环系统,而对调速指标较高的则采用多闭环系统。按反馈的方式不同可分为转速反馈,电流反馈,电压反馈等。在单闭环系统中,转速单闭环使用较多。
在本装置中,转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号,经“转速变换”后接到“速度调节器”的输入端,与“给定”的电压相比较经放大后,得到移相控制电压Uct,用作控制整流桥的“触发电路”,触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间,以改变“三相全控整流”的输出电压,这就构成了速度负反馈闭环系统。电机的转速随给定电压变化,电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定,速度调节器采用P(比例)调节对阶跃输入有稳态误差,要想消除上述误差,则需将调节器换成PI(比例积分)调节。这时当“给定”恒定时,闭环系统对速度变化起到了抑制作用,当电机负载或电源电压波动时,电机的转速能稳定在一定的范围内变化。
在电流单闭环中,将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈信号加到“电流调节器”的输入端,与“给定”的电压相比较,经放大后,得到移相控制电压Uct,控制整流桥的“触发电路”,改变“三相全控整流”的电压输出,从而构成了电流负反馈闭环系统。电机的最高转速也由电流调节器的输出限幅所决定。同样,电流调节器若采用P(比例)调节,对阶跃输入有稳态误差,要消除该误差将调节器换成PI(比例积分)调节。当“给定”恒定时,闭环系统对电枢电流变化起到了抑制作用,当电机负载或电源电压波动时,电机的电枢电流能稳定在一定的范围内变化。
在电压单闭环中,将反映电压变化的电压隔离器输出电压信号作为反馈信号加到“电压调节器”的输入端,与“给定”的电压相比较,经放大后,得到移相控制电压Uct,控制整流桥的“触发电路”,改变“三相全控整流”的电压输出,从而构成了电压负反馈闭环系统。电机的最高转速也由电压调节器的输出限幅所决定。同样,调节器若采用P(比例)调节,对阶跃输入有稳态误差,要消除该误差将调节器换成PI(比例积分)调节。当“给定”恒定时,闭环系统对电枢电压变化起到了抑制作用,当电机负载或电源电压波动时,电机的电枢电压能稳定在一定的范围内变化。
图5-7 转速单闭环系统原理图
图5-8 电流单闭环系统原理图
在本实验中DJK04上的“调节器I”做为“速度调节器”和“电压调节器”使用,“调节器II”做为“电流调节器”使用;若使用DD03-4不锈钢电机导轨、涡流测功机及光码盘测速系统和D55-4智能电机特性测试及控制系统两者来完成电机加载请详见附录相关内容。
四、实验内容
(1)DJK04上的基本单元的调试。
(2)Uct不变时直流电动机开环特性的测定。
(3)Ud不变时直流电动机开环特性的测定。
(4)转速单闭环直流调速系统。
(5)电流单闭环直流调速系统。
(6)电压单闭环直流调速系统。
图5-9 电压单闭环系统原理图
五、预****要求
(1)复****自动控制系统(直流调速系统)教材中有关晶闸管直流调速系统、闭环反馈控制系统的内容。
(2)掌握调节器的基本工作原理。
(3)根据实验原理图,能画出实验系统的详细接线图,并理解各控制单元在调速系统中的作用。
(4)实验时,如何能使电动机的负载从空载(接近空载)连续地调至额定负载?
六、实验方法
(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试
①打开DJK01总电源开关,操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关,观察输入的三相电网电压是否平衡。
②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择