交直流调速实验指导书

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直流调速系统基础实验指导

直流调速系统基础实验指导10.1 直流调速控制系统参数和环节特性的性能测试10.1.1 晶闸管（SCR）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及其基本结构。

2.掌握晶闸管直流调速系统的参数测试及反馈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, 测定整流装置及测速发电机的特性。

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、实验内容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 T d。

5.测定直流发电机电动是常数C e和转矩常数 C T。

6.测定晶闸管直流调速系统几点时间常数 T m。

7.测定晶闸管触发及整流装置特性 U d =ƒ(U ct)。

8.测定测数发电机特性 U TG =ƒ(n)。

三、实验设备1.晶闸管直流调速系统装置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, 三相调压器及平波电抗器4.直流电压表5.直流电流表6.双踪慢扫描示波器7.滑动变阻器8.万用表四、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α, 从而获得可调的直流电压和转换, 满足实验要求。

其系统原理图如图10.1.1所示。

五、实验方法1.电枢回路总电阻R的测定电枢回路的总电阻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和整流装置的内阻Rn, 即为能准备测出晶闸管整流装置的电源内阻, 通常采用伏安比较法来测定电阻。

交直流调速实验报告

交直流调速实验报告一、实验目的通过实验掌握交直流调速的原理和方法，了解调速装置的控制原理和运行特性。

二、实验原理三、实验仪器和材料1.可控硅整流装置2.直流电动机3.变频器4.示波器5.接线板及电源线6.实验台四、实验步骤1.将可控硅整流装置、直流电动机和变频器依次连接。

2.将电源线插入电源插座，打开电源开关。

3.使用示波器测量可控硅的触发脉冲信号。

4.调节变频器的频率和输出电压，观察直流电动机的转速变化。

5.记录不同频率和电压下的转速和触发脉冲信号。

五、实验结果和讨论在实验中，我们分别记录了不同频率和电压下直流电动机的转速和可控硅的触发脉冲信号。

通过分析实验数据，我们可以得出以下结论：1.频率对直流电动机的转速有较大影响。

在实验中，当频率较小时，转速相对较低；频率较高时，转速较高。

2.电压对直流电动机的转速也有一定影响。

当电压较低时，转速相对较低；电压较高时，转速较高。

3.可控硅的触发脉冲宽度对转速有直接影响。

脉冲宽度越大，转速越高；脉冲宽度越小，转速越低。

六、实验总结通过本次实验，我们深入了解交直流调速的原理和方法。

同时，我们学会了如何使用可控硅整流装置和变频器进行调速，并通过实验数据分析得出结论。

这对于我们今后的工程实践具有重要的指导意义。

七、存在问题和改进措施在本次实验中1.实验数据的采集和处理方法还不够准确和科学。

2.实验过程中，设备操作和接线方面可能还存在一定的不规范之处。

为了进一步提高实验的准确性和可靠性，我们可以采取以下改进措施：1.在实验中增加数据采集的次数，提高实验的重复性。

2.在实验之前提前做好设备检查，确保设备状态良好。

3.学习更多相关理论知识，加深对实验原理的理解。

直流调速系统实验指南

实验注意事项实验注意事项（一）“综合实验台”及其挂箱初次使用或较长时间未用时，实验前务必对“实验台”及其挂箱进行全面检查和单元环节调试。

（二）实验前，务必设置“工作模式选择”开关（直流调速、交流调速、电力电子、高级应用），并按下表正确选择主变压器二次侧相电压，认真检查各开关和旋钮的位置以及实验接线是否正确，经教师审核、检查无误后方可开始实验。

主变压器二次侧抽头输出电压及其适用范围（三）出现任何异常，务必立即切除实验台总电源（或按急停按钮）。

（四）为防止调速系统的振荡，在接入调节器时必须同时接入RC阻容箱，先设定为1：1的比例状态，实验中按需再行改变阻容值，直至满足要求。

（五）本实验台“过流”信号取自“三相电流检测(DD04)”单元。

因此，在所有交、直流实验电路中都已接入（DD04）单元，但应经常检查，确保过流保护的完好、可靠。

（六）实验过程中，注意监视主电路的过载电流，不超过系统的允许值，并尽可能缩短必要的过载和堵转状态的时间。

（七）无“电流闭环”又无“电流截止负反馈”的系统，务必采用“给定积分”输出，否则不可阶跃起动，应从0V缓慢起调。

（八）“闭环系统”主控开启前，务必确保负反馈接线正确、各个调节器性能良好、限幅值正确无误。

（九）实验前，先将负载给定调到“0”（若用发电机负载则将变阻器开路或置于阻值最大），实验中按需要，逐步增大负载，直至所要求的负载电流。

（十）“电流开环”的交流调速系统，给定应接积分输出（Un*2 ）给出。

（十一）双踪示波器”测试双线波形，严防因示波器“双表笔”已共地而引起系统短路。

（十二）本“实验注意事项”，适用于采用本实验台的所有实验。

任何改接线，首先断电源；一旦有异常，按急停开关。

² 1 ²EL－DS－Ⅲ型电气控制综合实验系统²直流调速系统实验指南北京精仪达盛科技有限公司www.techshi ne.co mE-mai l:w elco me@techshi ne.co m前言前言《直流调速系统实验指南》是本公司主要教学实验设备“EL - DS - III型电气控制系统综合实验台”关于直流调速系统实验的配套资料之一。

交直流调速-谭唯

《交直流调速系统》课程设计说明书双闭环晶闸管直流调速系统设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：谭唯指导教师：李建军专业：自动化班级：自动化1304班完成时间：2016年4月30日《交直流调速系统》课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：自动化摘要本文实现了转速电流双闭环直流调速系统的设计，实验结果可以准确直观的观察转速-电流双闭环调速系统的启动过程，可方便的设计各种不同的调节器参数及控制策略并分析其多系统性能的影响，取得了很好的效果。

但怎样处理好转速控制和电流控制之间的关系呢？经过反复研究和实践，终于发现，电流调节器可以起到限制电流作用，转速调节器可以稳定转速作用，如果在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，两者之间实行串联连接，即以转速调节器ASR 的输出作为电流调节器ACR的输入，再用电流调节器的输出作为晶闸管触发装置的控制电压，那么这两种调节作用就能互相配合，相辅相成了。

本文利用MATLAB软件中的simulink组件对直流双闭环调速系统进行仿真，结果表明，应用MATLAB进行系统仿真具有方便，高效及可靠性高等优点。

关键词：双闭环直流调速系统，ACR，ASR，晶闸管，直流电动机，MATLABABSTRACTThis thesis accomplishes the design of revved circle system about the direct current. According to the outcome of this experiment, we get a direct and accurate observation of the process of revving and the operation of the current system, therefore we can easily obtain the convenience to design out a variety of regulating parameters, monitoring strategies, and we indeed acquire efficient results after careful analyses about the multi-systematic function of the regulator. However, how should we tackle and relation between the control of revving and current controlling? That remains a problem.After repeated investigation and practice , it’s discovered that current regulator is able to refrain current running, rev up and stabilizethe speeding. If we inset two regulators in the system, in which one is set for the speed and the other for the current, and then link them in series to establish the output of ASR revving regulator as the input of ACR current regulator. Next, if making the output of current regulator as a trigger device of the thyristor, we could coordinate, mutualize and supplement each other function.This thesis makes use of the simulink component to emulate the running mode of direct current system, which is embodied in the MATLAB software. As is shown in the result, it is fairy convenient, highly efficient and reliable to apply MATLAB system to emulate the real situation.Key words：revved circle system about the direct current；ACR；ASR；thyristor；direct current electromotor；MATLAB目录1 绪论 (3)2 转速电流双闭环直流调速系统的组成及原理 (4)2.1 系统的组成 (4)2.1.1 系统组成框图 (4)2.2 系统的原理 (5)2.3 系统稳态结构框图 (5)2.4 系统动态结构框图 (6)3 电动机供电方案的选择 (6)3.1 整流器主电路结构形式的选择方案 (7)4 相关装置选择与参数计算 (7)4.1 三相全控桥式整流电路相关参数 (7)4.2 整流变压器二次相电压的计算 (8)4.2.1 整流变压器的选择 (8)4.2.2 整流变压器的参数计算应考虑因素 (8)的计算 (8)4.2.3 二次相电压U24.3 整流变压器二次相电流的计算 (8)4.3.1 二次相电流I2的计算 (8)4.4 变压器的容量计算 (9)4.5 整流器的计算 (9)4.5.1 晶闸管选择 (9)4.6 平波和均衡电抗器 (9)4.6.1 平博和均衡电抗器在主回路中的作用和布置 (9)4.6.2 平波和均衡电抗器选择 (10)4.7 晶闸管保护 (11)4.7.1 提出问题 (11)4.7.2 解决措施 (11)4.8 触发装置的选择 (12)5 调节器的设计 (12)5.1 设计调节器的原则 (12)5.2 电流调节器ACR的设计 (14)5.2.1 确定时间常数 (14)5.2.2 选择电流调节器的结构 (14)5.2.3 计算选择电流调节器的参数 (14)5.2.4 校验近似条件 (15)5.2.5 计算电流调节器的电阻与电容参数 (15)5.3 转速调节器ASR的设计 (16)5.3.1 电流环的等效闭环传递函数 (16)5.3.2 确定时间常数 (16)5.3.3 选择转速调节器结构 (17)5.3.4 计算转速调节器的参数 (17)5.3.5 校验近似条件 (17)5.3.6 计算转速调节器的电路参数 (18)6 电气原理总图及MATLAB仿真图 (18)7 工程上应注意的问题 (21)7.1 转速的退出饱和超调量和稳态转速有关 (21)7.2 反电动势对转速和转速退出饱和超调量的影响 (21)7.3 磁通对转速的影响 (21)心得体会 (22)参考文献 (23)致谢............................................... 错误！未定义书签。

交直流调速系统课程设计任务书

交直流调速系统课程设计指导书一、课程设计大纲适用专业：电气自动化、电气工程及其自动化总学时：2周1.课程设计的目的课程设计室本课程教学中极为重要的实践性教学环节，它不但起着提高本课程教学质量、水平和检验学生对课程内容掌握程度的作用，而且还将起到从理论过度到实践的桥梁作用。

因此，必须认真组织，周密布置，积极实施，以期达到下述教学目的：（1）通过课程设计，使学生进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课程设计方面的基本知识、基础理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决实际问题的能力。

（2）通过课程设计，让学生独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计工作，达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的。

（3）通过课程设计，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计内容，达到培养学生工程绘图和编写设计说明书能力的目的，为学生今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。

2.课程设计的要求（1）根据设计课题的技术指标和给定条件，在教师指导下，能够独立而正确地进行方案论证和设计计算，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。

（2）要求掌握交直流调速系统的设计内容、方法和步骤。

（3）要求会查阅有关参考资料和手册等。

（4）要求学会选择有关元件和参数。

（5）要求学会绘制有关电气系统图和编制元件明细表。

（6）要求学会编写设计说明书。

3.课程设计的程序和内容（1）学生分组、布置题目。

首先将学生按学习成绩、工作能力和平时表现分成若干小组，每小组按优、中、差合理搭配，然后下达课程设计任务书，原则上每小组一个题目。

（2）熟悉题目、收集资料。

设计开始，每个学生应按教师下达的具体题目，充分了解技术要求，明确设计任务，收集相关资料，包括参考书、手册和图表等，为设计工作做好准备。

（3）总体设计。

正确选定系统方案，认真画出系统总体结构框图。

（4）主电路设计。

按选定的系统方案，确定系统主电路形式，画出主电路及相关保护、操作电路原理图，并完成主电路的元件计算和选择任务。

交直流调速实验指导书

交直流调速实验指导书中科腾达（北京）科技发展有限公司2014年8月目录实验一晶闸管直流调速系统各主要单元的调试1实验二电压单闭环不可逆直流调速系统调试4实验三带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统调试8实验四电压、电流双闭环不可逆直流调速系统调试12实验五转速、电流双闭环不可逆直流调速系统调试16实验六模拟式直流调速装置514C实验21实验七数字式直流调速装置6RA70实验23实验八交流调速装置MM420实验27实验九矢量控制交流调速装置（CUVC）单机实验32实验一晶闸管直流调速系统各主要单元的调试一、实验目的(1) 熟悉直流调速系统各主要单元部件的工作原理。

(2) 掌握直流调速系统各主要单元部件的调试步骤和方法。

二、实验所需挂件及附件三、实验内容(1)调节器Ⅰ的调试(2)调节器Ⅱ的调试(3)反号器的调试(4)零电平检测的调试(5)转矩极性鉴别的调试(6)逻辑控制的调试四、实验方法(1)“调节器Ⅰ”的调试①调零将PMT-04中“调节器Ⅰ”所有输入端接地，再将比例增益调节电位器RP1顺时针旋到底，用导线将“5”、“6”两端短接，使“调节器Ⅰ”成为P (比例)调节器。

调节面板上的调零电位器RP2，用万用表的毫伏档测量调节器Ⅰ“7”端的输出，使调节器的输出电压尽可能接近于零。

②调整输出正、负限幅值把“5”、“6” 两端短接线去掉，此时调节器Ⅰ成为PI (比例积分)调节器，然后将给定输出端接到调节器Ⅰ的“3”端，当加一定的正给定时，调整负限幅电位器RP4，观察输出负电压的变化，当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP3，观察调节器输出正电压的变化。

③测定输入输出特性再将反馈网络中的电容短接（将“5”、“6”端短接），使调节器Ⅰ为P（比例）调节器，在调节器的输入端分别逐渐加入正、负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅，并画出曲线。

④观察PI特性拆除“5”、“6”两端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律。

交直流调速系统实验三(直流PWM)

七、实验方法
1．主控屏设置打开总电源，调速电源选择开关置于“直流调速”。
2．DK03组件挂箱调试（1）FBS调试连接速度反馈，将RP1调至中间位置。（2）ASR调试 “4”端接DZS板上的“3”端，FBS输出接 “1”端，Ug接输入端“2”，C9接人4μF电容，通过RP4调零，调节RP1及RP2使限幅为±2.5V。（3）AR调试调节RP1使输出为1:1，AR “1”端接TA“9”端输出。
n(r/ 正 min) 转 Ug(
V)
n(r/ 反 min) 转 Ug(
V)Байду номын сангаас
n(r/min) 1400
电机
Id(A)
正转 n(r/min) 800
Id(A)
n(r/min) -
1400
电机
Id(A)
反转 n(r/min) -800
Id(A)
6．动态波形观测（1）给定值阶跃变化正向启动正向停车、反向启动反向停车、正向启动反向停车、反向启动正向停车时的id、n动态波形；（2）电机稳定运行于1500r/min，Ug不变，突加、突减负载（20%Ied~100%Ied）时的id、n动态波形；（3）改变ASR、ACR参数，观测动态波形变化。
五、预习要求
1．复习电机控制（直流调速系统）教材中有关双闭环可逆直流PWM调速系统、闭环反馈控制系统的内容；
2．学习教材中有关内容，掌握双闭环可逆直流 PWM调速系统各环节的工作原理； 3．根据图4-5-1，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。
六、思考题
1．双闭环可逆直流PWM调速系统中开通延迟环节的作用是什么? 2．比较直流PWM调速系统与晶闸管直流调速系统的特点。

交直流调速系统实验五(交流串级)

六、实验报告
1．根据实验数据，画出开环、闭环系统静特性 n=f（Iβ），并进行比较。 2．根据动态波形，分析系统的动态过程。
七、注意事项
1．实验过程中应确保β在30°~90°的范围内变化，不得超过此范围。
2．逆变变压器为三相组式变压器，其副边三相电压应对称。逆变变压器原边A、B、C分别接 A2、B2、C2，X、Y、Z短接；Xm、Ym、Zm接逆变桥，xm、ym、zm短接。
0
0.3
500
0.35 0.4 .
n1＝1000r/m
Iβ n
0
0.3
500
0.35 0.4
相关图形
n1
n2
Iβ
Iβ
4．双闭环系统调试（1）速度反馈系数，电流反馈系数的整定：承上开环系统时，增大U给定使n＝1000r/m测U给定，调FBS板上RP1 电位器，并使其2端输出等于U给定，同时调整电压极性为负；保持U给定，调RG增大负载，使Iβ＝0.4，测FBC板上2 端子输出电压，使其等于6V （2）ASR整定：承上，分断主电路，将ASR输出负限幅值设定为6V。（3）系统调试：将系统接成双闭环串接调速系统如图，系统中ASR、ACR接成PI调节器，其中C=0.7~1uf。 U给定＝0，合上主电路，再增大U给定升速，测n1＝500r/m， n2＝1000r/m时的静特性，并记录（表格同开环）。（4）动态特性测试：用示波器扫描观察并记录n＝500r/m 时系统突加给定起动电机时的转速n（t），定子电流I（t）动态波形。
系统原理图
四、实验设备及仪器
1．主控制屏DK01 2．三相绕线式异步电动机-直流发电机-测速发电机组
3．DK02、DK03挂箱 4．DK14三相组式变压器挂箱 5．滑线电阻器 6．DK15可调电容挂箱 7．TD4651双踪慢扫描示波器 8．万用表

交流调速实验指导书

实验一双闭环三相异步电机调压调速系统实验一、实验目的(1) 了解并熟悉双闭环三相异步电机调压调速系统的原理及组成。

(2) 了解转子串电阻的绕线式异步电机在调节定子电压调速时的机械特性。

(3) 通过测定系统的静态特性和动态特性，进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。

二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理异步电动机采用调压调速时，由于同步转速不变和机械特性较硬，因此对普通异步电动机来说其调速范围很有限，无实用价值，而对力矩电机或线绕式异步电动机在转子中串入适当电阻后使机械特性变软其调速范围有所扩大，但在负载或电网电压波动情况下，其转速波动严重，为此常采用双闭环调速系统。

双闭环三相异步电机调压调速系统的主电路由三相晶闸管交流调压器及三相绕线式异步电动机组成。

控制部分由“电流调节器”、“速度变换”、“触发电路”、“正桥功放”等组成。

其系统原理框图如图1-1所示：整个调速系统采用了速度、电流两个反馈控制环。

这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同，而电流环的作用则有所不同。

在稳定运行情况下，电流环对电网扰动仍有较大的抗扰作用，但在启动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳启动的恒流特性，也不可能是恒转矩启动。

给左转子bII加电卩 1.异步电动机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正、反转，反接和能耗制动。

但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因低速运行时转差功率P s = SR 全部消耗在转子电阻中，使转子过热。

图1-1双闭环三相异步电机调压调速系统原理图四、实验内容 (1) 测定三相绕线式异步电动机转子串电阻时的机械特性。

(2)测定双闭环交流调压调速系统的静态特性。

五、预习要求(1) 复习电力电子技术、交流调速系统教材中有关三相晶闸管调压电路和异步电机晶闸管调压调速系统的内容，掌握调压调速系统的工作原理。

(2) 学习有关三相晶闸管触发电路的内容，了解三相交流调压电路对触发电路的要求。

直流电机调速系统课程设计报告指导书

直流电机调速系统课程设计指导书一、实验目的1、通过对KZ－D系统开环机械特性和闭环机械特性的实测及研究，加深对负反应控制的根本原理的理解。

2、掌握操作实际系统的方法和必要参数的测定方法。

3、研究系统各参数间的根本关系及各参数变化对系统的影响。

4、加深比照例积分调节器动态传输特性的认识，了解其在无静差自动控制系统中的作用。

5、通过实践掌握工程实践中常见的双闭环无静差调速系统参数设计计算和ST调试方法。

5 DD03-2电机导轨﹑测速发电机及转速表6 DJ13 直流复励发电机7 DJ15 直流并励电动机8 D42 滑线变阻器串联形式：0.41A，1.8kΩ并联形式：0.82A，900Ω9 数字存储示波器自备10 万用表自备三、实验线路及原理晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。

在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压U g作为触发器的移相控制电压U ct，改变U g的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。

实验系统的组成原理图如图5-1所示。

图1-1 实验系统原理图四、实验容(1) 测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R,电感值L,s K , 测定直流电动机电势常数C e 测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M (2) 转速调节器的调试,电流调节器的调试(3) 设计调速系统。

调速指标为D =10，S <10%；测定系统开环机械特性和∆n nom ，判断能否满足调速指标；如果不能满足，可采用转速负反应；计算及整定比例调节器参数、反应系数；测定闭环系统的机械特性。

(4) 设计及调试双闭环无静差KZ －D 调速系统要求额定转速时S ≤2%，电流超调量σi %<5%，转速起动到额定转速时，超调量σn ed n %<10%，负载扰动恢复时间小于05.s ，电动机过载倍数λ=12.，电流反应系数A V 615.4=β。

直流调速系统实验指导书(改)1(063036)

直流调速系统实验指导书江西理工大学应用科学学院机电工程系2007年10月2012-6-1改目录实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 (1)实验二晶闸管直流调速系统主要单元调试 (6)实验三不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 (9)实验四双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 (13)实验五逻辑无环流可逆直流调速系统 (18)实验六双闭环可逆直流脉宽调速系统 (22)实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一．实验目的1．了解电力电子及电气传动教学实验台的结构及布线情况。

2．熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。

3．掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。

二．实验内容1．测定晶闸管直流调速系统主电路电阻R2．测定晶闸管直流调速系统主电路电感L3．测定直流电动机的飞轮惯量GD24．测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d5．测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M6．测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M三．实验系统组成和工作原理晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机——发电机组等组成。

本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压，改变U g的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。

四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏。

2．NMCL—33组件3．NMEL—03组件4．电机导轨及测速发电机（或光电编码器）5．直流电动机M036．双踪示波器7．万用表五．注意事项1．由于实验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读数。

2．为防止电枢过大电流冲击，每次增加U g须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器应调回零位，以防过流。

3．电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热。

六．实验方法1．电枢回路电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻R a，平波电抗器的直流电阻R L和整流装置的内阻R n，即R=R a+R L+R n为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验线路如图1-1所示。

《交流调速》实验指导书8页word

实验一三相交流调压调速实验一、实验目的1、了解晶闸管三相交流调压电路结构，熟悉掌握工作原理2、熟悉改变异步电动机定子电压进行调速的原理与方法二、实验内容1、三相交流调压器触发电路的调试2、三相交流调压电路带电动机负载三、实验仪器1、ZYDL01 电源控制屏2、ZYDL02 三相变流桥路3、ZYDL03 晶闸管触发电路（单相并联逆变触发电路）4、ZYDL04 给定、负载及吸收电路5、ZYDT13 三相可调电阻900Ω6、ZYDJ11三相鼠笼式异步电动机7、双踪示波器自备8、万用表自备9、测速发电机及转速表四、实验原理图1-1三相交流调压实验线路图交流调压器应采用宽脉冲进行触发。

实验装置中使用后沿固定、前沿可变的宽脉冲链。

实验线路如图1-1所示。

图中晶闸管均在ZYDL02上，其用正桥，三个电阻可利用ZYDT13三相可调电阻接成三相负载，其所用的交流表均在控制屏的面板上。

电路调试完毕后，再把三相可调电阻换成ZYDJ11三相鼠笼式异步电动机，了解改变异步电动机定子电压进行调速的原理与方法。

五、实验注意事项1、双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电器短路。

为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。

当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。

2、为了防止过流，启动时将负载电阻调至最大。

实验中触发脉冲从外部接入ZYDL02面板上晶闸管的门极和阴极，此时应将所用晶闸管对应的正桥触发脉冲或反桥触发脉冲的开关断开，并将U1f 及U1r悬空，避免误触发。

3、为避免晶闸管意外损坏，应注意：1）在主电路未接通时，首先要调试触发电路，只有触发电路工作正常后，才可接通主电路。

机电传动及控制_直流调速控制_试验指导书

“直流电机调速控制仿真试验”指导书一、实验目的：在Matlab环境中进行闭环直流电机控制系统搭建，通过改变模型参数，对比仿真结果变化，从而体会直流电机调速控制的基本工作原理。

二、实验准备：2.1 直流电机调速的基本原理什么是调速？要求电机按照给定转速信号对负载进行回转驱动，在此过程中应尽可能减小负载对转动速度的影响。

（他励直流电机）电机转速的调节机制，改变电机电枢两端的电压，实现电机转速的变化。

其过程描述如下：电枢电压升高-> 电枢回路中电流升高-> 系统驱动扭矩增大、加速->感生电动势增加-> 电流减小, 达到新的转速平衡点是否有其他调速方式？通过调节电枢回路中的电流进行电机转速调节。

三、实验要求：下图为带速度和电流闭环直流电机调速系统，请分析其工作原理，并搭建相应仿真电路进行仿真计算和数据说明。

图1 直流电机速度、电流闭环模型示意图四、思考题4.1 试将图中速度控制器（Speed Controller）配置为比例和比例积分环节两种情况，比对电机实际速度和设定速度之间的差异现象，并分析其原因。

4.2 试说明图中D1二极管的作用，并采用仿真方法进行验证。

附录：A．部分元件所在Matlab Simulink库中的位置1)DC machine 在simpowersystems下一级machines中2)GTO和D1二极管在simpowersystems下一级Power Electronice中3)Vd电压测量模块在simpowersystems下一级measurements中4)VDC280V和Vr240V在simpowersystems下一级Electrical sources中5)ls电感在simpowersystems下一级elements中6)Scope在simulink下一级sinks中7)PI模块在simpowersystems下一级extra library下一级discrete control blocks中8)demux在simpowersystems下一级machines中9)延长单元1/Z在simulink下一级discrete中10)速度给定单元在simulink下一级sources中11)电流环滞环控制器在simulink下一级Discontinuities中。

实验一交流调速实验指导书

第一章变频原理实验在本章节主要完成的实验为三相SPWM 、SVPWM 、及马鞍波变频原理实验及在各种变频模式下V/F 曲线的测定等。

异步电机转速基本公式为：ｎ＝其中n 为电机转速，f 为电源频率，p 为电机极对数，s 为电机的转差率。

当转差率固定在最佳值时，改变f 即可改变转速n 。

为使电机在不同转速下运行在额定磁通，改变频率的同时必须成比例地改变输出电压的基波幅值。

这就是所谓的VVVF （变压变频）控制。

工频50Hz 的交流电源经整流后可以得到一个直流电压源。

对直流电压进行PWM 逆变控制，使变频器输出PWM 波形中的基波为预先设定的电压/频率比曲线所规定的电压频率数值。

因此，这个PWM 的调制方法是其中的关键技术。

目前常用的变频器调制方法有SPWM ，马鞍波PWM ，和空间电压矢量PWM 等方式。

一、SPWM 变频调速方式：正弦波脉宽调制法（SPWM ）是最常用的一种调制方法，SPWM 信号是通过用三角载波信号和正弦信号相比较的方法产生，当改变正弦参考信号的幅值时，脉宽随之改变，从而改变了主回路输出电压的大小。

当改变正弦参考信号的频率时，输出电压的频率即随之改变。

在变频器中，输出电压的调整和输出频率的改变是同步协调完成的，这称为VVVF （变压变频）控制。

SPWM 调制方式的特点是半个周期内脉冲中心线等距、脉冲等幅，调节脉冲的宽度，使各脉冲面积之和与正弦波下的面积成正比例，因此，其调制波形接近于正弦波。

在实际运用中对于三相逆变器，是由一个三相正弦波发生器产生三相参考信号，与一个公用的三角载波信号相比较，而产生三相调制波。

如图1-1所示。

图1-1 正弦波脉宽调制法二、马鞍波PWM 变频调速方式)1(60s p f波幅值之比为m，称为调制比。

正弦波脉宽调制的主要优点是：逆变器输出线电压与调制比m成线性关系，有利于精确控制，谐波含量小。

但是在一般情况下，要求调制比m<1。

当m>1时，正弦波脉宽调制波中出现饱和现象，不但输出电压与频率失去所要求的配合关系，而且输出电压中谐波分量增大，特别是较低次谐波分量较大，对电机运行不利。

调速综合实验指导书

调速系统综合实训指导书(电气自动化技术专业适用)电气自动化技术教研室杨洪升二00六年七月一、实验守则1.实验前应充分做好预习，熟悉实验内容、有关原理、实验步骤，完成有关的理论计算，了解仪器设备的使用方法。

2.实验分组进行，每组各设一名组长，由组长指挥，合理分工，协同工作。

3.线路接完，必须经指导教师检查，确认无误后，可接通电源。

4.严格按仪器设备使用规程操作，无故损坏者按情节轻重，给予适当的经济处罚。

5.一旦发现不正常现象(电流过大、电压过大异常声音、异常气味等)应立即切断电源，由指导老师处理。

6.实验结果交指导老师审阅后，方可关闭电源拆线，把导线捆放好，并查点导线根数。

7.实验完毕后由专门同学清理实验室卫生。

8.实验报告独立完成，数据准确，必要时写心得体会。

二、实验装置使用注意事项1.连接模拟学习机电路时，应关闭模拟机电源。

线路连好。

应经检查后再通电严防各运算放大器的输出直接接地。

或将输入信号直接插在运算虚地点的插孔里。

2.面板插孔螺钉如有松动，应及时拧紧，以免电路接触不良3.使用时首先检查电源箱的各路电源电压及主电源的相序4.开环时各运放单元只能接成比例调节器5.连接反馈时首先检查反馈极性是否正确6.每次起动前给定电位器必须退回到零位7.每次起动时，要注意观察电流、电压表指针的变化，如有过流、过压情况，立即关闭电源。

三、JM-1型自控原理模拟学习机简介1.电源：该学习机的交流电源为220V，但机内使用的是直流电源，直流电压为+15V和-15V，直流电源是由直流电经整流而得.打开右上角的电源开关，﹙灯亮﹚，则机内的±15V电源有电.2.八个运算放大器单元（1）A1，A2，A3…A8为八个运算放大器单元，每个运放单元均由一个运算放大器及外围电路组成（2）放大器的输入端有三个，但一般情况下只使用其中之一，当有系统反馈时，使用两个或三个输入端（3）每个单元放大器的正上方都有电阻，电容串联的支路，但这些支路都与放大器的输出端相连，这些串联的支路，如用导线与虚地点相连，则形成各种环节﹝如比例，惯性等﹞（4）正常情况下运放虚地点电位为零（5）当运放接成比例环节后，当输入端接地时，则运放输出端电位为零（6）运放反馈网络开路时，无论输入端是否有信号，则运放输出端均达饱和值13.6V⑺每个运放单元正上方的串联支路只能作为本单元的反馈网络，不能将其中的电阻或电容，连入其它运放反馈网络中⑻不能输入信号直接接到虚地点，而要经输入电阻输入 3.给定信号与阶跃开关A1单元左上角有一把开关，开关K 由开到闭的过程形成阶跃信号，阶跃信号的大小可在-15～+15V 之间调节实训一线性系统的串联校正一、实训目的1、了解和观测PD 、PI 校正装置对改善系统性能的作用，学习这三种校正的调整方法2、比较PD 、PI 校正作用及其特点二、实训设备JM-1型自控原理模拟学习机三、实训内容1、用PD 调节器改善系统的稳定性2、用PI 调节器改善系统静态性能3、用PID 调节器改系统的动、静态性能四、实训步骤 1.PD 校正已知系统的固有开环传函()()()101.011.01000++=S S S S G观察其阶跃响应，看此系统是否稳定，计算W C 、γ值。

调速试验指导书(终稿).docx

交直流调速控制系统实验指导书张红莲华北电力大学2007年1月R7 CshH H 给定实验一直流电动机调压调速-实验目的及要求（1）研究直流调速系统在反馈控制下的工作；（2）熟悉直流电动机晶闸管调压调速控制系统结构和原理；（3）研究直流调速系统屮速度电流调节器的工作及对系统静特性的影响；（4）学习反馈控制系统的调试技术；二实验设备仪器电源控制屏晶闸管主电路三相晶闸管触发电路直流调速控制装置可调电阻电容箱电机导轨光码盘测速系统数显转速表直流发电机三相可调电阻电压表电流表三实验原理为了提高直流调速系统的动静态性能，通常采用闭环控制系统。

许多生产机械，由于加工和运行的要求，是电动机经常处于启动和制动、反转的过渡过程，因此启动和制动过程的时间在很大程度上决定了生产的效率。

双闭环直流调速系统由速度调节器和电流调节器进行综合调节，可获得良好的动静态性能, 两个调节器采用比例积分调节器。

转速为系统的主要参量，因此转速换作为主环放在外面，电流环作为内环。

实验系统的原理框图组成如图1：三相电源输出2 7 4Uct触发~电路64 52调节器IIRl3 C?图1双闭环讥流调速系统原理反映转速变化的电压信号，经“转速变换”后接到“速度调节器”的输入端，与“给定”的电压比较，经PI调节得到转速调节器的输出，将其作为电流调节器的输入给定；反映电流变化的电流互感器输出的屯压信号作为反馈信号加到电流调节器的输入端，与电流“给定”比较，经PI调节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”的输岀电压。

这就构成了转速、电流双闭环调速系统。

四实验方法与步骤1.线路步骤对照实验装置连接相应线路；分别连接控制电路、主电路。

直流发电机接负载电阻R, R放在最大，输出给定调到零；按下起动按钮，要先接通励磁电源，然后从零开始逐渐增加给定电压，使电动机转速逐渐升高；增加电机负载(即减小R),使电机电流Id二led；将给定退到零，短开励磁电源，按下停止按钮, 结束实验。

《交直流调速系统实验》实验指导书

《交直流调速系统实验》实验指导书《交直流调速系统》课程实验指导书专业：电气工程及其自动化电子信息工程学院 2021年5月目录实验概述 ........................................................................... .......................... 1 实验一晶闸管直流调速系统主要单元的调试 .................................... 4 实验二晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验 ................ 7 实验三转速单闭环直流调速系统 ...................................................... 14 实验四电压单闭环直流调速系统 ...................................................... 18 实验五逻辑无环流可逆直流调速系统 ..............................................21 实验六三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验（带有PLC接口） ......................................................................... (24)合肥师范学院实验概述《交直流调速系统》是一门实践性、实用性很强的专业课程，学习交直流调速系统必须理论联系实际。

交直流调速系统在工业自动化中获得广泛应用，课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等，而实验环节是这些课程的重要组成部分。

通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高实际动手能力、分析和解决问题的独立工作能力。

1. 实验的特点和要求交直流调速系统实验的内容较多、较新，实验系统也比较复杂系统性较强。

该实验是上述理论教学的重要的补充和继续，而理论教学则是实验教学的基础。

交直流调速报告

交直流调速系统综合实验报告姓名：班级：学号：设计题目： PWM 直流电源驱动的双闭环直流调速仿真实验时间： 2016年 7月17日综合实验成绩：交直流调系统综合实验课程设计任务书一、基本数据在本实验的双闭环直流调速系统中，直流电机的参数为额定功率（Kw）：学生学号*2额定电压：200V额定转速：1000r/min空载转速：1100r/min转动惯量：学号*0.05kg·m2母线电压：300V变流器：采用H桥，双极可逆PWM驱动；开关频率为10KHz；二、计算以下参数已知忽略主电路中除电枢绕组以外的电机电阻和电感;转动惯量： GD2=0.05kg·m*17=0.85kg·m2；飞轮惯量： GD2=0.05kg·m*17*4*9.8=33.32kg·m2;电流滤波器时间常数： Toi=0.4ms;转速滤波器时间常数： Ton=1ms;额定功率： PN =17*2=34KW;额定电压： UN=200V;电磁时间常数： Tl=Ta=0.011s;ASR的限幅值： Uim=10V;ACR的限幅值： Uctm=10V;求得额定电流： IN=934A;反电动势系数： Ce=0.182;转矩系数： CM=9.55*0.182=1.74;电流反馈系数：α=1;转速反馈系数：β=1;电枢绕组电阻： Ra=0.01927 Ω;电枢绕组电感： La=Ra*Tl=0.000212H;整流器平均失控时间：Ts=0.00005s;机电时间常数： Tm=0.00549s;整流器的放大倍数： Ks=17;电流环合并处理： T∑i =Ts+Toi=0.00045s;三、系统框图本仿真实验所涉及的双闭环调速系统的控制系统框图如图1所示。

图1 双闭环调速系统的控制系统框图在控制系统中，转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，使用PI调节器，则可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅值决定电机允许的最大电流。

实验步骤_交直流调速系统（第2版）_[共2页]

3.5双闭环直流调速系统实验41 五、实验线路及原理双闭环直流调速系统原理图如图3-8所示。

其中主电路的接线与开环实验完全相同，参见图1-12。

图3-8 双闭环直流调速系统实验原理图双闭环调速系统的控制电路是在单闭环的基础上增加了一个电流环，调节器I 作为转速调节器，调节器II 作为电流调节器，两调节器均为PI 调节器，且有输出限幅值。

转速调节器的输出限幅值决定了电动机的最大电流，电流调节器的输出限幅值决定了整流装置的最大输出电压。

两调节器的接线如图3-8所示，调节器的反馈回路R n 、C n 、R i 、C i 均从DJK08挂件接入，取R n = 120k Ω，R i = 13k Ω，C n = C i = 0.47µF ，电流反馈取自“电流反馈与过电流护”单元的2端，其3端接至电流调节器的“3”端作为过电流保护之用。

其他接线与单闭环调速实验相同，各单元的详细电路参见附录中挂件介绍。

由于电流环具有限电流保护作用，双闭环调速系统可以在给定电压下直接启动，启动后，电动机的转速由给定电压*n U 唯一决定，负载电流的变化时，转速保持不变，这是由外环实现的恒转速调节；当电动机电流增加到最大值I dm 时，转速调节器进入饱和，电流环给定达到最大值*im U ，实现恒电流调节，起限电流保护作用，如果继续增加负载，由于电动机的输出转矩小于负载的阻转力矩，电动机转速会迅速下降，直至停转。

六、实验步骤1．设备基本状态检查同开环调速。

2．控制单元调试（1）移相控制电压U ct 调节范围的确定。

直接将DJK04挂件“给定”电压U g 接至DJK02-1挂件移相控制电压U ct 的输入端，“三相全控整流”输出接电阻负载R L （见1.5开环调速系统实验中的图1-13所示）。

当给定电压由零增大时，整流输出电压U d将随给定电压的增大而增大，当U g。