文档介绍：机电传动实验
实验三双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验
一、实验目的
(1)了解双闭环不可逆直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
(2)掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。
(3)研究调节器参数对系统动态性能的影响。
二、实验所需挂件及附件
三、实验线路及原理
许多生产机械,由于加工和运行的要求,使电动机经常处于起动、制动、反转的过渡过程中,因此起动和制动过程的时间在很大程度上决定了生产机械的生产效率。为缩短这一部分时间,仅采用PI调节器的转速负反馈单闭环调速系统,其性能还不很令人满意。双闭环直流调速系统是由电流和转速两个调节器进行综合调节,可获得良好的静、动态性能(两个调节器均采用PI调节器),由于调整系统的主要参量为转速,故将转速环作为主环放在外面,电流环作为副环放在里面,这样可以抑制电网电压扰动对转速的影响。实验系统的原理框图组成如下:
图3-1 双闭环直流调速系统原理框图
启动时,加入给定电压Ug,“速度调节器”和“电流调节器”即以饱和限幅值输出,使电动机以限定的最大启动电流加速启动,直到电机转速达到给定转速
(即Ug =Ufn),并在出现超调后,“速度调节器”和“电流调节器”退出饱和,最后稳定在略低于给定转速值下运行。
系统工作时,要先给电动机加励磁,改变给定电压Ug的大小即可方便地改变电动机的转速。“电流调节器”、“速度调节器”均设有限幅环节,“速度调节器”的输出作为“电流调节器”的给定,利用“速度调节器”的输出限幅可达到限制启动电流的目的。“电流调节器”的输出作为“触发电路”的控制电压Uct,利用“电流调节器”的输出限幅可达到限制α
四、实验内容
max的目的。
(1)各控制单元调试。
(2)测定电流反馈系数β、转速反馈系数α。
(3)测定开环机械特性及高、低转速时系统闭环静态特性n=f(Id)。
(4)闭环控制特性n=f(Ug)的测定。
(5)观察、记录系统动态波形。
五、预习要求
(1)阅读电力拖动自动控制系统教材中有关双闭环直流调速系统的内容,掌握双闭环直流调速系统的工作原理。
(2)理解PI(比例积分)调节器在双闭环直流调速系统中的作用,掌握调节器参数的选择方法。
(3)了解调节器参数、反馈系数、滤波环节参数的变化对系统动、静态特性的影响。
六、思考题
(1)为什么双闭环直流调速系统中使用的调节器均为PI调节器?
(2)转速负反馈的极性如果接反会产生什么现象?
(3)双闭环直流调速系统中哪些参数的变化会引起电动机转速的改变?哪些参数的变化会引起电动机最大电流的变化?
七、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“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。③用10芯的扁平电缆,将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关,拨动“触发脉冲指示”钮子开关,使“窄”的发光管亮。
④观察A、B、C三相的锯齿波,并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器(在
各观测孔左侧),使三相锯齿波斜率尽可能一致。
⑤将DJK04上的“给定”输出Ug直接与DJK02-1上的移相控制电压Uct相接,将
给定开关S2拨到接地位置(即Uct=0),调节DJK02-1上的偏移电压电位器,用双
踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形,使α=120°。
⑥适当增加给定Ug的正电压输出,观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形,
此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。
⑦将DJK02-1面板上的Ulf端接地,用20芯的扁平电缆,将DJK02-1的“正桥触
发脉冲输出”端和DJK02“正桥触发脉冲输入”端相连,并将DJK02“正桥触发脉
冲”的六个开关拨至“通”,观察正桥VT1~VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉
冲是否正常。
(2)双闭环调速系统调试原则
①先单元、后系统,即先将单元的参数调好,然后才能组成系统。
②先开环、后闭环,即先使系统运行在开环状态,然后在确定电流和转速均
为负反馈后,才可组成闭环系统。
③先内环,后外环,即先调试电流内环,然后调试转速外环。
④先调整稳态精度,后调整动态指标。
(3)控制单元调试
①移相控制电压Uct调节范围的确定
直接将DJK04给定电压Ug接入DJK02-1移相控制电压Uct的输入端,“正桥三相
全控整流”输出接电阻负载R,负