电力拖动制动控制系统

电气工程及其自动化专业实验实验名称：不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究实验报告书

科目：电力拖动自动控制系统

专业：电气工程及其自动化

班级：05111001

学号：00

姓名：陈祥杰

重庆邮电大学移通学院

2013年6月

实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究一．实验目的

1．研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。

2．研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。3．学习反馈控制系统的调试技术。

二．预习要求

1．了解速度调节器在比例工作与比例—积分工作时的输入—输出特性。2．弄清不可逆单闭环直流调速系统的工作原理。

三．实验线路及原理

四．实验设备及仪表

1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—31A组件（适合MCL—Ⅲ）。

3．MCL—33(A)组件

4．MEL-11挂箱

5．MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。

6．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件）。

7．直流电动机M03。

8．双踪示波器。

五．注意事项

1．直流电动机工作前，必须先加上直流励磁。

2．接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。

3．测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。

4．三相主电源连线时需注意，不可换错相序。

5．电源开关闭合时，过流保护发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SB1即可正常工作。

6．系统开环连接时，不允许突加给定信号U g起动电机。

7．起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。

8．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。

9．双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。

六．实验内容

1．移相触发电路的调试（主电路未通电）

（a）用示波器观察MCL—33的双脉冲观察孔，应有双脉冲，且间隔均匀，幅值相同；观察每个晶闸管的控制极、阴极电压波形，应有幅值为1V～2V的双脉冲。

（b）触发电路输出脉冲应在30°～90°范围内可调。可通过对偏移电压调节单位

器及ASR输出电压的调整实现。例如：使ASR输出为0V，调节偏移电压，实现α=90°；再保持偏移电压不变，调节ASR的限幅电位器RP1，使α=30°。

2．求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。

a．断开ASR的“3”至U ct的连接线，G（给定）直接加至U ct，且Ug调至零，直流电机励磁电源开关闭合。

b．合上主控制屏的绿色按钮开关，使U uv、Uvw、Uwu=200V。

c．调节给定电压U g，使直流电机空载转速n0=1500转/分，调节测直流发电机负载电阻，在空载至额定负载的范围内测取7～8点，读取整流装置输出电压U d，输出电流i d以及被测电动机转速n。

3

a．断开G（给定）和U ct的连接线，ASR的输出接至U ct，把ASR的“5”、“6”点短接。

b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节U uv，U vw，U wu为220伏。

c．调节给定电压U g至2V，调整转速变换器RP电位器，使被测电动机空载转速n0=1500转/分，调节ASR的调节电容以及反馈电位器RP3，使电机稳定运行。

。

调节直流发电机负载电阻，在空载至额定负载范围内测取7～8点，读取U d、i d、n

a．断开ASR的“5”、“6”短接线，“5”、“6”端接MEL—11电容器，可预置7μF，使ASR成为PI（比例—积分）调节器。

b ．调节给定电压U g ，使电机空载转速n 0=1500转/分。在额定至空载范围内测取7～8个点。

i d （A ）

U d （V ） 230 235 237 241 244 246 248 250 n （r/min ）

1493

1490

1490

1491

1491

1490

1492

1493

七．实验报告

绘制实验所得静特性，并进行分析、比较。

根据测得的数据绘制上图。

图中的三条曲线由上到下分别是转速负反馈无静差静特性曲线、转速负反馈有静差静特性曲线、开环静特性曲线。

（1）从图中可以明显看出，系统开环工作时，机械特性较软，随着负载的增大，转速明显下降。

理论上，开环工作时，直流电机转速方程：

s

p A K K K =k

k a e

a e n A n n I K R K U K n ∆-=-=∑0*

其中

易知，转速n 与电流I 为线性关系，且转速n 随I 的增大而减小。可见，实验结果与理论预期相符。

（2）闭环有静差工作时，由图可知，随着负载增大，转速降低，但比开环时转速降低的要小一些。

理论上，闭环工作时加入了反馈环节，系统结构变为如下

转速方程变为：

其中

可见，在相同的空载转速下，闭环系统的转速降是开环系统的K

+11

,实验结果与理论预期相符。

（3）闭环无静差工作时， 从实验所得的图像上已看不出转速的变化。

当且仅当0=∆U ，PI 调节器输出不变（稳态），ct U 达到稳态，导致d U 达到稳态，转速n 达到稳态。即无论负载 L T 如何变化，始终有：

e

s p K K K K /α=b

b a e a e n A n n I K K R K K U K n ∆-=+-

+=

∑0*)

1()

1(