电机及电力拖动综合实验
电力拖动自动控制系统实验报告
电⼒拖动⾃动控制系统实验报告电⼒拖动⾃动控制系统实验实验⼀转速反馈控制直流调速系统的仿真⼀、实验⽬的1、了解MATLAB下SIMULINK软件的操作环境和使⽤⽅法。
2、对转速反馈控制直流调速系统进⾏仿真和参数的调整。
⼆、转速反馈控制直流调速系统仿真根据课本的操作步骤可得到如下的仿真框图:图 1 仿真框图1、运⾏仿真模型结果如下:图2 电枢电流随时间变化的规律图3 电机转速随时间变化的规律2、调节参数Kp=0.25 1/τ=3 系统转速的响应⽆超调但调节时间长3、调节参数Kp=0.8 1/τ=15 系统转速的响应的超调较⼤,但快速性较好实验⼩结通过本次实验初步了解了MATLAB下SIMULINK的基本功能,对仿真图的建⽴了解了相关模块的作⽤和参数设置。
并可将其⽅法推⼴到其他类型控制系统的仿真中。
实验⼆转速、电流反馈控制直流调速系统仿真⼀、实验⽬的及内容了解使⽤调节器的⼯程设计⽅法,是设计⽅法规范化,⼤⼤减少⼯作计算量,但⼯程设计是在⼀定近似条件下得到的,⽤MATLAB仿真可根据仿真结果对设计参数进⾏必要的修正和调整。
转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应⽤最⼴泛的直流调速系统,对于需要快速正、反转运⾏的调速系统,缩短起动、制动过程的时间成为提⾼⽣产效率的关键。
为了使转速和电流两种负反馈分别起作⽤,可在系统⾥设置两个调节器,组成串级控制。
⼀、双闭环直流调速系统两个调节器的作⽤1)转速调节器的作⽤(1)使转速n跟随给定电压*mU变化,当偏差电压为零时,实现稳态⽆静差。
(2)对负载变化起抗扰作⽤。
(3)其输出限幅值决定允许的最⼤电流。
2)电流调节器的作⽤(1)在转速调节过程中,使电流跟随其给定电压*iU变化。
(2)对电⽹电压波动起及时抗扰作⽤。
(3)起动时保证获得允许的最⼤电流,使系统获得最⼤加速度起动。
(4)当电机过载甚⾄于堵转时,限制电枢电流的最⼤值,从⽽起⼤快速的安全保护作⽤。
当故障消失时,系统能够⾃动恢复正常。
电机与电力拖动实验指导书
百度文库- 让每个人平等地提升自我电机及电力拖动技术实验指导书自动化实验室编河北工程大学教务处(二〇〇七年)实验安全操作规程为了顺利完成实验任务,确保人身安全与设备安全,实验者要遵守如下规定:1、接线、拆线或多处改接线路时要切断电源。
实验中确需带电更改少量线路时,可用一只手操作,一次拔插一根线,不可双手同时接触线路。
任何时候人体都不得接触导线裸漏部分等可能带电的部件。
2、完成接线或改接线路后要经指导教师检查,并使周围同学注意后方可接通电源。
3、实验中如发生事故,应立即切断电源,并妥善处理。
4、实验室总电源开关的闭合由实验指导人员操作,其他人员允许分闸但不得合闸。
5、实验中电动机高速旋转,要谨防衣服、围巾和头发等卷入其中造成人身伤害。
实验一直流电动机各种运转状态的机械特性测试一、实验目的掌握用实验方法测定他励直流电动机各种运行状态下机械特性的方法。
二、预习要点⑴.改变直流电动机机械特性有哪些方法。
⑵.直流电动机在什么情况下,从电动运行状态进入回馈制动状态。
直流电动机回馈制动时,能量传递关系,电势平衡方程式以及机械特性。
⑶.直流电动机反接制动时,能量传递关系,电动势平衡方程式以及机械特性。
三、实验内容⑴.测定电动及回馈制动状态下的机械特性。
⑵.测定能耗制动状态下的机械特性。
⑶.测定电动及反接制动状态下的机械特性。
四、实验设备⑴.RTDJ34/RTDJ31 直流并励电动机/直流复励发电机⑵.RTDJ09/RTDJ10/RTDJ37 电阻挂箱⑶.RTZN02 智能直流电压电流表挂箱,用2只⑷.RTDJ12波形测试及开关板⑸.手持式转速表五、实验操作1、实验接线按图3-1接线,图中各部分说明如下:⑴.MD和L df为被测直流电动机的电枢绕组和励磁绕组,使用RTDJ34直流并励电动机,接成他励方式使用。
额定电压220V,电流1.1A,转速1500rpm。
⑵.MG和L gf为作测试设备使用的直流电机的电枢绕组和励磁绕组,使用RTDJ34直流复励发电机,接成他励方式使用。
电机与拖动实习心得
电机与拖动实习心得此次实习的大小电机分厂.成套厂2个分厂各有个的特色和用途,全方位体现了电机从进料到装配再到出场的流程,是我大饱眼福,对各类电机、电气元件有了一些基本了解。
下面是美文网小编为大家收集整理的电机与拖动实习心得,欢迎大家阅读。
电机与拖动实习心得篇1通过电机与拖动的实训,能进一步掌握常用电工工具的使用,识别低压电器及电工材料,安装简单的电气线路,并了解电机拖动的工作原理。
实训内容:认识各种电工工具及使用方法,依照断电延时带直流能耗制动的y-△启动的控制电路的原理图,连接线路实训工具:热继电器、交流接触器、时间继电器、保险丝、空气开关、按钮、波浪钳、十字螺丝刀等实训过程:1、了解电工工具的使用方法及各电器的一些基本结构,如交流接触器有常开接口与常闭结口等,按钮有红绿黑三种颜色,每一种有分常开与常闭两种按钮。
2、初步了解断电延时带直流能耗制动的y-△启动的控制电路的工作原理。
3、依照电路图一条线一条线开始接,以线路构成闭合回路来接电路,防止出现错误。
4、遇到的状况:⑴在接线过程中忘记用两种不同颜色的接电路图,以便把主线路与控制线路区分开来,便于出现错误时及时修正。
电机与拖动实习心得篇2在机电学校校区开始了为期两个星期的电力拖动实训。
整个实训过程,可以用师生教与学其乐融融来形容。
机电091班在机电学校校区开始了为期两个星期的电力拖动实训。
整个实训过程,可以用师生教与学其乐融融来形容。
实训第一天,机电091班就以善思乐学的精神让指导老师刮目相看。
实习中,我们不仅认真做好指导老师布置的每一个任务,还在歇息间隙与我们进行探讨,共同研究电路的接法及相关知识。
固然整个实习不算难,但我们不看轻每一个学习的机会,认真接好每一条线,拧好每一个螺丝,我们以努力的成果证实了我们的对这次实训的重视。
值得一提的是,这个班级有很强的团队意识,在每一次通电环节中若有谁电路没有接通,就会三三两两互相讨论原因,并找出解决的办法。
电力拖动实习报告
电力拖动实习报告在_____学校的电力拖动实习课程中,我获得了一次宝贵的实践机会,深入了解了电力拖动系统的运行原理和实际操作。
通过这次实习,我不仅巩固了课堂上学到的理论知识,还积累了丰富的实践经验,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
一、实习目的电力拖动实习是电气工程及其自动化专业的重要实践环节,其目的在于:1、加深对电力拖动系统基本原理的理解,包括电机的工作原理、调速方法、启动和制动过程等。
2、熟悉电力拖动控制系统的组成和工作过程,掌握常见控制电路的设计、安装和调试方法。
3、培养实际动手能力和解决问题的能力,提高对电气设备的操作和维护技能。
4、培养团队合作精神和沟通能力,学会在实践中分工协作,共同完成任务。
二、实习内容1、电机的认识与操作在实习初期,我们首先对各种类型的电机进行了认识和了解,包括直流电机、交流异步电机和交流同步电机。
通过观察电机的结构、铭牌参数,我们对电机的性能和适用范围有了初步的认识。
在老师的指导下,我们学习了电机的启动、停止和调速操作。
对于直流电机,我们通过改变电枢电压和励磁电流来实现调速;对于交流异步电机,我们采用了变频调速和变极调速的方法。
在操作过程中,我们仔细观察电机的运行状态,如转速、电流、声音等,确保电机正常运行。
2、控制电路的设计与安装接下来,我们进行了控制电路的设计和安装。
根据给定的任务要求,我们设计了电机的正反转控制电路、星三角降压启动电路和能耗制动电路等。
在设计过程中,我们充分考虑了电路的安全性、可靠性和经济性,选择合适的电器元件,并绘制了详细的电路图。
在安装电路时,我们严格按照电路图进行布线,注意线路的整齐、美观和牢固。
同时,我们还对电器元件进行了正确的安装和接线,确保每个元件都能正常工作。
在安装完成后,我们进行了仔细的检查,防止出现短路、断路等故障。
3、控制系统的调试与故障排除电路安装完成后,我们进行了控制系统的调试。
在调试过程中,我们遇到了一些问题,如电机不启动、转速不稳定、电路短路等。
电力拖动实验指导书一
电力拖动控制系统实验指导书北京联合大学自动化学院电气传动实验室电气工程教研室实验一、转速单闭环直流调速系统静特性综合实验一、实验目的1.熟悉转速单闭环直流调速系统的组成,各环节的结构形式及其之间的联接。
2.掌握转速单闭环直流调速系统的一般调试方法及电流截止负反馈的整定。
3.通过实验,加深理解负反馈原理及转速负反馈电流截止负反馈在调速系统中的作用。
二、系统的组成及工作原理简单的晶闸管-电动机开环系统由于静态速降较大,静差率和调速范围往往不能互相兼顾。
引入转速负反馈组成单闭环调速系统能够使静态速降减小,从而使静差率减小,调速范围增大。
转速负反馈单闭环系统一般带有电流截止负反馈环节,其作用在于限制系统起动时冲击电流和堵转电流,而且对系统的稳定运行不会产生任何副作用。
附图1是具有电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统的实验电路。
图中测速发电机TG与电动机M同轴刚性联接,其输出电势E TG与电动机转速n成正比,E TG经给定与速度反馈单元板FGS中的速度变送环节变换为合适的电压U fn作为转速反馈信号送入转速调节器ASR(采用电流调节器板ACR)的反馈输入端,与使转速调节器给定输入端的转速给定信号U sn进行综合和调节,使转速调节器的输出作为触发器GTS(或GTD)的控制电压U c,晶闸管触发器在U c的控制下输出一定的整流电压U d向直流电动机电枢供电,以获取所需转速n。
实验主电路采用由VF1和VF2单元板组成的三相全控桥式整流电路向电动机电枢供电。
直流发电机G作为直流电动机M的负载与电动机同轴安装,调节发电机的负载电阻R则可改变电动机的转矩即电动机电枢电流I d。
本系统转速调节器采用比例调节器属于有静差调速系统,改变使转速调节器的放大倍数K p即可改变系统静特性硬度(注意K p不宜过大,否则系统将不能稳定工作)。
系统在正常稳定运行时,由于电动机电枢电流I d小于截止电流I c,电流截止负反馈不起作用,系统表现为只有转速负反馈的单闭环系统,改变给定电压U sn 即可调整电动机的转速n,系统在给定电压的作用下稳定工作并通过转速反馈环节的作用抑制环内前向通道上的一切扰动,力图维持转速不变,此时系统的静特性较硬,转速降落很小。
电机及拖动基础 实验指导书
《电机及电力拖动实验指导书》徐东辉武汉大学电气工程学院2005.2目录实验要求常用电机测试仪表使用电机基本实验部分第一章变压器实验一认识实验( 单相变压器的特性测试)实验二单相变压器实验三三相变压器的连接组实验四三相变压器第二章异步电机实验一三相鼠笼式异步电动机参数的测定实验二三相鼠笼式异步电动机的起动和调速第三章同步电机实验一三相同步发电机的运行特性实验二三相同步发电机参数的测定第四章直流电机实验一直流发电机实验二直流电动机第五章控制电机实验一步进电机实验实验二力矩式自整角机实验综合实验部分实验一三相变压器的并网运行实验二三相变压器的不对称短路实验三三相鼠笼式异步电动机的工作特性实验四异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统实验五三相同步发电机并网运行自选实验部分实验一三相三绕组变压器实验二三相变压器的不对称短路实验三三相同步电动机设计性实验部分实验一电机节能运行专题附录一:电机实习附录二:电机实验装置简介实验要求实验以小组为单位进行,推选组长一人负责组织全组的实验工作,实验课可分为三个部分:(1) 预习;(2) 实验;(3) 分析讨论和写作实验报告。
1. 预习根据《电机实验》中提出的内容,明确实验的目的和要求,复习有关章节和参考有关资料,拟定实验、线路图及操作方法步聚,预计所得的结果和有关曲线的形状,同时了解实验过程中应当注意的问题,防止发生事故。
2. 实验(1) 上课时,指导老师根据实验目的及内容检查学生的预习、准备情况(2) 根据实验要求及机组名牌数据,选择适当量程的仪表及辅助设备,分工进行连结互相检查并讨论改正,最后经指导老师检查同意后,方可分闸试验,如试验过程中改变了线路,也必须经教师检查。
(3) 实验按预定步骤进行,注意正确的操作方法,观察与分析实验数据,并由组长指挥,分工同时读数,实验如发现异常现象或数据中有问题时,应及时停止实验,进行分析研究,不可盲动,以免以生事故,在实验过程中应注意安全。
《电机学与电力拖动基础》课程的教学研究与实践
成 技能 培养 工 作 。逐 步形 成实 习与 就业 相 结合 , 实习 与毕
业设计相结合 ,学校管理与企业管理相结合的工作机制 。 建 立 顶 岗实 习 管 理 网络 平 台 , 方便学生、 教师 、 辅 导员 、 学 校、 企业 相互交流 , 也为学校的管理 、 企业评价提供便利 。
机” 等 课 程 的有机 结 合 。课 程 的性质 和 特 点介 于 基础 课 和 专业课之间。教学 目的是为了培养学生的专业素质 、 创新
我 国已经 实现 了从 精英 教 育 向大 众 教 育 的过渡 。因而 , 培 养高素质实用型人才成 了高等教育的主要课题 。 高校应主 动适 应 经济 社 会发 展对 人 才 的需 要 , 不 断加 快学 科 专业 和
建设专业 ; 2 0 0 9 年, 应 用 电子 技术 专 业被 评 为 湖北 省 教 育 教 学 改 革试 点 专业 ; 2 0 1 0年 , 应 用 电子技 术 专业 被 评 为 国 家 骨 干 高职 院校 重 点 建设 专 业 ; 同年 , 应 用 电子 技 术 专 业 教 学 团 队被 评 为 “ 湖 北 省 高等 学校 教 学 团 队” , 本 专业 教 师
岗实习管理, 建立“ 双导师制” 。即根据学生顶岗实习的区 域与实习内容 , 安排专业教师驻 岗指导 , 负责学生的 日常 教育和管理和顶岗中学生思想稳定工作 , 协调学生与企业 的关系 , 指导学生完成顶 岗实习任务 ; 聘请企业技术骨干
担 任顶 岗 实习 指导 教师 ,指 导 学生完 成 顶 岗工作 任 务 , 完
、
高校 的教 育教 学改革以培养应用 型创 新人才为 目标
目前 , 我国的高等教育 “ 毛入学率 ” 约为 2 7 %, 标志着
它励直流电动机人为机械特性仿真分析
它励直流电动机人为机械特性仿真分析(总9页)-本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可--内页可以根据需求调整合适字体及大小-课程设计任务书2013/2014学年第二学期学院: 计算机与控制工程学院专业: _______________ 自动化学生姓名:〕Guo学号:课程设计题目:电机及电力拖动综合实验它励直流电动机人为机械特性仿真分析(串电阻特性)起迄曰期:9月23曰~ 9月27曰课程设计地点:指导教师:下达任务书日期:2013年9月23日课程设计任务书1.设计目的:—逼过篁握竜机拖动技耒药箱矣知识点i对苴申药原理血甬讎吞务而说萌「弄甬MATLAB进行特性仿真,并得出仿真结论。
2.设计内容和要求—工施励歳药机天务机丽性彷真丽谭电丽性j ...............................................2、对所学直流电动机的知识进行复习,重点掌握直流电动机的人为机械特性。
3、学习MATLAB语言,运行M文件进行仿真。
4、分析仿真结果.3 •设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:....... a厂香闻wr福楚谡讦芳秦........................................(2) 分析电机工作原理,执行软件仿真,编写程序(3) 撰写课程设计说明书课程设计任务书4.主要参考文献:ST《电机写拖动》“刘锦菠至编清年天孚茁贩社元葩……[2] 《电机与电力拖动》赵影主编国防工业出版社2010[3] 《MATLAB使用详解》董霖主编电子工业出版社20095•设计成果形式及要求:课程设计说明书1份原理分析及程序仿真结果1份程序清单1份6.工作计划及进度:.…元亍亍军©頁方百二©月习•百…政集藝理资科…一褊臣桎希厉秦9月25日〜9月26曰编写程序,进行仿真9月27日撰写课程设计说明书9月28日答辩系主任审查意见:签字:年月曰第一章设计要求及内容对所学直流电动机的知识进行复习,重点掌握直流电动机的人为机械特性。
《电力拖动控制系统》实验报告模版
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MCL-II电机及控制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—直流发电机—测速发电机组(或光电编码器)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Td5.测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM6.测定晶闸管直流调速系统机电时间常数TM7.测定晶闸管触发及整流装置特性Ud = f (Uct)8.测定测速发电机特性UTG = f (n)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Ug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.电机导轨及测速发电机、直流发电机2.MCL—01挂箱3.MCL—02挂箱4.直流电动机M035.MEL—03三相可调电阻器(或自配滑线变阻器)6.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Ug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Ra,平波电抗器的直流电阻RL和整流装置的内阻Rn,即R=Ra+RL+Rn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2-1所示。
将变阻器RP(可采用两只900Ω电阻并联)接入被测系统的主电路,并调节电阻负载至最大。
电力拖动实验课程设计
电力拖动实验课程设计一、教学目标本课程旨在通过电力拖动实验,使学生掌握电机的基本原理和电力拖动系统的运行规律,培养学生对电力拖动技术的应用能力。
具体目标如下:1.了解电机的工作原理和特性;2.掌握电力拖动系统中各组成部分的作用和相互关系;3.熟悉电力拖动系统的运行规律和控制方法。
4.能够运用实验仪器进行电力拖动实验;5.能够分析实验数据,得出结论;6.能够运用所学知识解决实际电力拖动问题。
情感态度价值观目标:1.培养学生的实验操作能力和团队合作精神;2.培养学生对电力拖动技术的兴趣和热情;3.培养学生关注社会、关注环保的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电机原理、电力拖动系统和实验操作三个部分。
具体安排如下:1.电机原理:介绍电机的工作原理、特性及分类;2.电力拖动系统:讲解电力拖动系统中各组成部分的作用和相互关系,以及电力拖动系统的运行规律和控制方法;3.实验操作:进行电力拖动实验,包括实验仪器的使用、实验数据的收集和分析等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体应用如下:1.讲授法:用于讲解电机原理和电力拖动系统的理论知识;2.讨论法:用于探讨电力拖动系统的运行规律和控制方法;3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地理解电力拖动系统的应用;4.实验法:进行电力拖动实验,培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的电力拖动实验教材,为学生提供系统、全面的学习资料;2.参考书:提供相关的电力拖动技术书籍,供学生课后阅读;3.多媒体资料:制作精美的课件和教学视频,帮助学生更好地理解电力拖动实验原理和方法;4.实验设备:准备齐全的电力拖动实验设备,保证实验教学的顺利进行。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用多种评估方式,包括平时表现、作业和考试等。
电机拖动实训心得体会
三相异步电动机控制电路实训报告书班别:11机电1学号:0509110130姓名:梁尚明组员:广东科学技术职业学院机械与电子工程学院2012年6月目录实训一三相异步电动机控制电路1.1电动机正反转运转控制电路原理图 (1)1、实训目的 (1)2、实训内容 (2)3、实验原理 (2)4、故障分析……………………………………………5、实验器材 (2)6、实验步骤 (3)1.2电动机正反转运转控制电路接线图 (5)1.3 附图(实物接线图) (6)实训一三相异步电动机控制电路1.1电动机正反转运转控制电路原理图1、实训目的:(1)了解交流接触器、热继电器的结构及其在控制电路中的应用,并掌握其工作原理。
(2)学习根据生产机械的工艺要求,设计主电路和控制电路。
(3)掌握电动机实现正、反转控制的原理。
(4)掌握电动机正、反转控制线路正确的接线方法和操作方法。
2、实训内容:(1)制作电路的原理图和接线图。
(2)制板。
(3)实物接线。
(4)通电实验。
3、实验原理:电路图如上所示。
控制原理如下:按下正转起动按钮sbf后,反转接触器kmr 线圈先断电,然后正转接触器kmf线圈通电并自锁,电动机正转。
若要反转可直接按下sbr,则串联在kmf线圈电路中的sbr动断触点先断开,kmf线圈断电释放,电动机停转,随后sbr的动合触点闭合,kmr 线圈通电吸合并自锁,电动机反转。
注意:(1)为保证正转或反转能连续工作,在电路中设置了两个自锁开关,他们分别与其起动开关并联。
(2)为保证正转时,反转控制电路可靠断开,即kmf与kmr不能同时闭合,因此在电路中分别设置了两个互锁开关。
4、故障分析方法:(1)接通电源后,按转动按钮sbf或sbr,若接触器动作,而电动机不转,说明主电路中有故障;如果电动机伴有嗡嗡声,则有可能有一相电源断开。
检查主电路的保险丝,主触点km是否良好,联接导线有无断开等。
(2)接通电源后,按sbf或sbr若接触器不动作,说明控制电路有故障。
电力电子与电力传动综合实验指导书正文
第一部分绪论本指导书是根据《电力电子与电力传动》课程实验教学大纲编写的,适用于电气工程及其自动化专业本课程实验的作用与任务电力电子与电力传动实验是《电力电子技术》、《电力拖动控制系统》课程中重要的实践环节,通过实验,使学生加深对课堂教学内容的理解,培养学生使用某些设备的能力和运用实验方法研究电力电子技术、电力拖动自动控制的初步能力。
对于进一步加强理论和实践相结合,提高学生分析问题、解决问题的能力有重要意义。
本课程实验的主要任务是提高学生动手能力,在试验过程中遇到问题,能够分析思考和解决。
对于实验结果能够按照理论知识进行解释,从而可以深化所学理论知识,把理论和实践统一起来。
二、本课程实验的基础知识电力电子与电力传动实验的内容主要包括单闭环不可逆直流调速系统、双闭环不可逆直流调速系统、逻辑无环流可逆直流调速系统、双闭环控制可逆直流脉宽调速系统(H 桥)、三相异步电机变频调速、半桥型开关稳压电源的性能研究、反激式电流控制开关稳压电源实验、直流斩波电路的性能研究等内容。
三、本课程实验教学项目及其教学要求第二部分基本实验指导实验一单闭环不可逆直流调速系统实验实验目的(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)。
对调速指标要求不咼的场合,米用单闭环系统,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“速度变换”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。
电机与电力拖动实验指导书
电机与拖动基础实验指导书实验一他励直流电动机一、实验目的1、掌握用实验方法测取他励直流电动机的机械特性。
2、掌握他励直流电动机的调速方法。
二、预习要点1、什么是直流电动机的工作特性和机械特性?2、直流电动机有几种调速方法?原理是什么?三、实验方法1、实验设备1)DD03 导轨、测速发电机及转速表1台2)DJ23 校正直流测功机1台3)DJ15 直流电动机1台4)D31 直流电压、毫安、电流表2件5)D42 三相可调电阻器1件6)D44 可调电阻器、电容器1件7)D51 波形测试及开关板1件2、屏上挂件排列顺序D31、D42、D51、D31、D443、他励电动机的机械特性1)按图1-1接线(注:励磁回路的电流表、滑线变阻器R f先不接,后面做“弱磁升速”是才接)。
要求断电接线,注意R2要预置最大值。
直流电机MG做他励发电机用,作为直流电动机M的负载。
2图1-1 直流并励电动机接线图送电源:先合励磁电源,后合电枢电源;断电源则反之:先分电枢电源,后分励磁电源。
开机方法:先将电枢电源调到50V ,然后合上S 1开关(实际工作中为按启动按钮);然后逐渐调大Ua ,直至速度上升到满足生产要求为止(此时Ua 通常为180V —220V ,本实验调至190V 即可);测量数据:S2断开时记录负载电流(即电枢电流I a )及电机转速n 的数据1组;然后合上S2带上负载,然后逐渐增加负载(即逐渐减小R 2之值,调节时注意电枢电流不能大于1.2A )的过程中,记录负载电流(即电枢电流I a )及电机转速n 的数值6组(其中电枢电流的额定值Ia=I a =1.2A 时的数据必测)。
4、改变电枢端电压的调速按上述方法开机,将电枢电压Ua 调至150V ,再调节负载大小,使电枢电流I a =0.9A ,然后进行调压调速,记录Ua 自150V 至220V 时的电源电压Ua 、电机转速n ;5、弱磁升速先拆掉R2(拆后线路悬空,即为空载),然后接入Rf(先预置最小值),再按上述方法开机,使Ua为190v,逐渐调大Rf,记录励磁电流I f和电机转速n数据6组。
《电机与电力拖动》教案
《电机及电力拖动》教案授课教师:班级:授课时间:年月日《电机及电力拖动》教案授课教师:班级:授课时间:年月日1.认识直流电机的结构,了解其工作原理2.了解直流电机的电枢绕组3.了解直流电机的电枢反应、电枢电动势与电磁转矩4.掌握直流电机的换向过程及改善方法5.了解直流电动机的种类、基本方程式和工作特性6.认识常见直流发电机(a )u = 1 (b )u = 2 (c )u = 3图1-17 实槽中的虚槽(4)元件数与虚槽数、换向片数的关系 (5)极距τ (6)绕组的节距 (7)绕组的形式 2)单叠绕组(1)单叠绕组的展开图以虚槽数Z 0、换向片数K 、元件数S 都为16,磁极对数p =2,组成右行单叠绕组的某直流电机为例,说明单叠绕组展开图的作图方法和步骤。
① 计算绕组极距。
16/442Z pτ===槽槽 ② 计算绕组节距。
14y τε=±=槽采用整距绕组,因为是单叠右行,故:K 1y y ==槽21(41)3y y y =-=-=槽槽③ 列绕组元件连接顺序表。
单叠绕组在接线时,先将绕组元件、槽及换向片按顺序编号,见表1-1。
表1-1 单叠绕组元件串顺序表④ 画绕组展开图。
⑤ 画磁极和电刷。
⑥ 确定元件感应电动势方向、电刷的极性、电枢旋转方向。
(2)并联支路 (3)均压线 3)单波绕组(1)单波绕组的特点 (2)并联支路 4)其他绕组及其应用输出的机械功率P 2:1Cua Cub Cuf em Cua Cub Cuf Fe ad P p p p P p p p p p p Ω=+++=++++++ (1-19)直流电动机的功率流程如图1-27所示。
图1-27 直流电动机的功率流程3)他励直流电动机的工作特性 (1)转速特性 (2)转矩特性 (3)效率特性 2.任务实施组织学生利用所学知识帮助小明分析、讨论并判断他进行测试得到的曲线(见图1-29)的正确性。
图1-29 测试曲线思路:转速特性、转矩特性、效率特性的理论知识分析该曲线的正确性。
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中北大学
课程设计说明书
学生姓名:王昆鹏学号:0905054116 学院:信息与通信工程学院
专业:自动化
题目:他励直流电机人为机械特性仿真分析
指导教师:
2011年 1月 1日
课程设计任务书
2011/2012 学年第一学期
学院:信息与通信工程学院
专业:自动化
学生姓名:王昆鹏学号:0905054116 课程设计题目:电机及电力拖动综合实验
他励直流电机人为机械特性仿真分析起迄日期: 1 月2 日~ 1 月7 日
课程设计地点:中北大学
指导教师:刘长明
系主任:王忠庆
下达任务书日期: 2012 年1月 1日
课程设计任务书
课程设计任务书
课程设计说明书
1直流电动机的构造
直流电机主要由磁极、电枢和换向器(整流子)三部分组成。
图1 直流电机的组成部分
1.1磁极
结构见图用硅钢片叠成,固定在机座上。
极心上放置励磁绕组在电机中产生磁场,极掌的作用是使电机的空气隙中的磁感应强度的分
布最为合适,并且挡住励磁绕组不至于掉下来。
磁极和机座都是磁路的一部分。
1.2电枢
电枢铁心是由硅钢片叠成的圆柱体,表面沿轴线冲有槽;槽中放电枢绕组,用来感应电动势。
直流电机的电枢是旋转的。
见图2
直流电机的电枢铁心片直流电机的电枢结构图
图2
1.3换向器
它是直流电机特有的装置。
换向器装在转轴上。
电枢绕组的导线按一定规则焊接在环向片的凸出部分。
在换向器的表面用弹簧压作固定的电刷,是转动的电枢绕组。
2 直流电动机工作原理
图3 直流电动机工作原理示意图
2.1 图3是一台直流电机的最简单模型。
N和S是一对固定的磁极,可以是电磁铁,也可以是永久磁铁。
磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体,称为电枢铁心。
铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abcd,线圈的两端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片(换向片)上,它们的组合在一起称为换向器,在每个半圆铜片上又分别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷A和B,线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。
2.2 将外部直流电源加于电刷A(正极)和B(负极)上,则线圈abcd中流过电流,在导体ab中,电流由a指向b,在导体cd中,电流由c 指向d。
导体ab和cd分别处于N、S极磁场中,受到电磁力的作用。
用左手定则可知导体ab和cd均受到电磁力的作用,且形成的转矩逆时针方向旋转,如图3(a)所示。
当电枢旋转180°,导体cd转到N 极下,ab转到S极下,如图3(b)所示,由于电流仍从电刷A流入,使cd中的电流变为由d流向c,而ab中的电流由b流向a,从电刷B流出,用左手定则判别可知,电磁转矩的方向仍是逆时针方同。
2.3 由此可见,加于直流电动机的直流电源,借助于换向器和电刷的作用,使直流电动机电枢线圈中流过的电流,方向是交变的,从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变,确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。
这就是直流电动机的基本工作原理。
3 他励直流电动机的机械特性
在他励电动机中,Ua ,Ra ,If 保持不变时,电动机的转速n 与电磁转矩T 之间的关系称为他励电动机的机械特性。
根据公式:
a I C T T Φ=
n Φ=E C E a a a R I E U +=
可得,他励电动机的转速与转矩之间有如下关系:
T T C C R C U C R I C U C R I U C E
T E E E E E E β-=Φ
-Φ=Φ-Φ=Φ-=Φ=
02
a a a a a a a a n n 当Φ、、a a R U 为常数时,()T f n =为一条向下倾斜的直线,如图4所示:
图4 他励电动机的固有特性
其中: Φ
=E C U a
0n 称为理想空载转速; 2
a
Φ=
T E C C R β 称为机械特倾性的斜率,大小反映软特性与
硬特性; T C C R T n T E Φ
=
=∆a
β 称为负载时的转速降。
由于电枢电路电阻Ra 很小,所以机械特性的斜率很小,硬度很大,固有特性为硬特性。
3.1 固有机械特性
N U U =、N Φ=Φ电枢回路不串电阻时的机械特性。
其方程式为:
T T C C R C U C R I C U C R I U C E
T E E E E E E β-=Φ-Φ=Φ-Φ=Φ-=Φ=
02
a a a a a a a a n n 由于a R 较小,特性的斜率β小,所以他励直流电动机的固有机械特性是一条稍稍向下倾斜的直线,如4所示:
固有特性称为硬特性,其额定转速变化率为: %100%0N
N N n n n n -=∆
3.2 电枢串接电阻时的人为机械特性
将电枢回路串接电阻,而保持电源电压和励磁磁通不变其机械特性如图6所示:
图6 电枢串接电阻时的人为机械特性
图7 改变电源电压时的人为机械特性
与固有机械特性相比,电枢串接电阻时的人为机械特性具有如下一些特点:
1、理想空载转速与固有特性时相同,且不随串接电阻a R 的变化
而变化;
2、随着串接电阻的加大,特性的斜率β加大,转速降落n ∆加大,特性变软,稳定性变差;
3、机械特性由与纵坐标轴交于一点()0n n =但具有不同斜率的射线族所组成;
4、串入的附加电阻越大,电枢电流流过附加电阻所产生的损耗就越大。
3.3 改变电源电压时的人为机械特性
此时电枢回路附加电阻0a =k R ,磁通保持不变。
改变电源电压,一般是由额定电压向下改变。
由机械特性方程,得出这时的人为机械特性如图7所示。
与固有机械特性相比,当电源电压降低时,其机械特性的特点为: 1、特性斜率β不变,理想空载转速0n 降低;
2、机械特性曲线平行下移,机械特性由一组平行线所组成;
3、α不变,机械特性的硬度不变。
3.4 减小励磁电流时的人为特性
减小励磁电流I ,则磁通Φ减小,0n 增加,β增加,α减小,人为特性如图8所示:
图8 减小励磁电流时的人为特性
课题(串电阻改变人为机械特性)
设某他励直流电动机额定值如下:Pn=22kW,Un=220V,IN=115A,Nn=1500r/min,电枢电阻Ra=0.18,试通过使用MATLAB软件编程改变电枢回路电阻,得到四条人为机械特性曲线:
3 程序清单
clc
clear
pn=22;Un=220;In=115;Nn=1500;ra=0.18;
Cefai=(Un-In*ra)/Nn;
Ctfai=9.55*Cefai;
Tn=Ctfai*In
Ra1=0.18;Ra2=0.58;Ra3=0.98;Ra4=1.38;
for m=1:4
if m==1;
Ro=Ra1;
elseif m==2
Ro=Ra2;
elseif m==3
Ro=Ra3;
else
Ro=Ra4;
end
for i=1:400
Tem(i)=1.2*Tn*i/300;
rpm(i)=Un/Cefai-(ra+Ro)/(Cefai*Ctfai)*Tem(i );
TL(i)=Tn;
end
plot(Tem,rpm,'-',TL,rpm,'-');
hold on;
end
grid on;ylim([0,1800]);xlabel('电磁转矩
T/N.M');ylabel('转速/rpm');
gtext('R=0.18 Ohms');gtext('R=0.58 Ohms'); gtext('R=0.98 Ohms');gtext('R=1.38 Ohms'); title('\fontsize{14}\bf 改变点数回路电阻的电机的人为机械特性')
4 仿真结果:(Tn=145.93 N.m)
5 原理分析:
1.改变电枢回路电阻的电机人为机械特性都由理想空载点转速出
发;
2.串电阻越大特性却陡,即越软,转速稳定性越差;
3.串电阻为零时,即得固有机械特性;
4.串电阻时,功率损耗大,转速不稳定,则调速不能连续;
6 总结
通过本次电机拖动课程设计,我学会了使用matlab对电机系统进行仿真分析,在课程设计的过程中遇到了很多问题,如matlab 程序语言的使用等等,但还是通过同学间的合作一一克服了,感觉收获挺大的。
另外对电机系统的人为机械特性有了进一步的巩固。
拖动负载运行的他励直流电动机,其转速是由工作点决定的,工作点,电动机的转速也就改变了。
对具体负载而言其转矩是一定的,不能改变,但是他励直流电动机的机械特性却可以人为的改变通过改变电动机的机械特性,而是电动机与负载两条特性的交点随之变动,从而可达到调速的目的。
本次课程设计所使用的串电阻调速的方法是不经济的,因为在电枢回路所串调速电阻Ra上产生很大损耗,减小部分就是小号在串接电阻上的损耗,尽管这种方法损耗大,低速时转速不稳,不能连续调速。
但是,由于大的线路简单,所用设备小,在一些对调速性能要求不高的设备中还是有很大应用的,大容量电机一般不采用。