运动控制系统实验指导书.

运动控制系统

实验指导书

赵黎明、王雁编

广东海洋大学信息学院自动化系

直流调速

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

见图6-7。

四．实验设备及仪表

1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。

3．MCL—33(A)组件或MCL—53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，必须先加上直流激磁。

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（或MCL—53，以下同）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，调节三相调压器的输出，使U uv、Uvw、Uwu=200V。

注：如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同。

c．调节给定电压U g，使直流电机空载转速n0=1500转/分，调节测功机加载旋钮（或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

3．带转速负反馈有静差工作的系统静特性

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200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。

调节测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载范围内测取7～8

4．测取调速系统在带转速负反馈时的无静差闭环工作的静特性

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n0=1500转/分。在额定至空载范围内测取7～8

七．实验报告

绘制实验所得静特性，并进行分析、比较。

八．思考题

1．系统在开环、有静差闭环与无静差闭环工作时，速度调节器ASR各工作在什么状态？实验时应如何接线？

2．要得到相同的空载转速n0，亦即要得到整流装置相同的输出电压U，对于有反馈与无反馈调速系统哪个情况下给定电压要大些？为什么？

3．在有转速负反馈的调速系统中，为得到相同的空载转速n0，转速反馈的强度对U g 有什么影响？为什么？

4．如何确定转速反馈的极性与把转速反馈正确地接入系统中？又如何调节转速反馈的强度，在线路中调节什么元件能实现？

运动控制系统综合实验指导书

赵黎明、王雁编

广东海洋大学信息学院自动化系

实验名称双闭环三相异步电动机调压调速系统及串级系统

实验项目性质：综合性实验

所涉及课程：运动控制系统、电力电子、电机学

计划学时：4

实验目的：本综合性实验是将调压调速系统与串级系统的综合调速性能的综合比较。

首先熟悉三相异步电动机调压调速系统的组成及工作原理、调速性能；熟悉相位控制交流调压调速系统的组成与工作;了解并熟悉双闭环三相异步电动机调压调速系统的原理及组成;了解绕线式异步电动机转子串电阻时在调节定子电压调速时的机械特性;通过测定系统的静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。

然后．熟悉双闭环三相异步电动机串级调速系统的组成及工作原理、调速性能；掌握串级调速系统的调试步骤及方法；了解串级调速系统的静态与动态特性。

最后将两种调速系统的调速原理及调速性能进行比较。

注意事项：每一步实验都必须严格检查接线是否正确。

实验内容：（分三步）

一、双闭环三相异步电动机调压调速系统

（将直流电机作为交流电动机的负载）

（一）．系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性（接线图见图一所示）首先将MCL-31的低压电源+15V、0V、-15V与MCL-33低压直流输入+15V、0V、-15V 对应连线；然后将MCL-32中的直流电机励磁电源的+、-分别与M03直流机的励磁绕组F1、F2对应相连接。

实验步骤：

a．断开ACR（MCL—31）的“7”至U ct（MCL—33）的连接线，MCL—31的Ug（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。电机转子回路接入每相为10 左右的三相电阻(由二极管整流桥电路代替)。

b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节三相调压器的输出，使U uv、Uvw、Uwu=230V。