2024电力拖动与控制系统实验.docx

试验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定试验目的1 .了解电力电子及电气传动教学试验台的结构及布线状况。2 .熟识晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。3 .驾驭晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。二.试验内容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 .测定直流电动机一直流发电机一测速发电机组（或光电编码器）的飞轮惯量GD?4 .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Ugf化切8 .测定测速发电机特性U7G=f仞三.试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。本试验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，限制回路可干脆由给定电压Ug作为触发器的移相限制电压，变更Ug的大小即可变更限制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满意试验要求。四.试验设备及仪器1 .教学试验台主限制屏。2 .NMCL31A组件3 .NMCL33组件4 .NMEL03组件5 .电机导轨及测速发电机（或光电编码器）6 .直流电动机M037 .双踪示波器8 .万用表五.留意事项1 .由于试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.试验方法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+R11为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采纳伏安比较法来测定电阻，其试验线路如图1-1所示。将变阻器RD(可采纳两只900。电阻并联)接入被测系统的主电路，并调整电阻负载至最大。测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调究竟，使UCt=0。调整偏移电压电位器RP2,使=150,三相调压器逆时针调究竟，合上主电路电源开关，调整主限制屏输出电压Uuv=220v.调整Ug使整流装置输出电压Ud=(3070)%ed(可为IIOV),然后调整RP使电枢电流为(8090)%前,读取电流表A和电压表V的数值为h,5,则此时整流装置的志向空载电压为Udo=hR+U调整RP,使电流表A的读数为40%led.在Ud不变的条件下读取A,V表数值，则UdO=I2R+U2求解两式，可得电枢回路总电阻R=(U2-U)(h-2)如把电机电枢两端短接，重复上述试验，可得RL+Rn=(U'2-U'M向-2)则电机的电枢电阻为Ra=R-(Rl+Rn)同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻RL2 .电枢回路电感L的测定电枢电路总电感包括电机的电枢电感La,平波电抗器电感LL和整流变压器漏感Lb,由于LB数值很小，可忽视，故电枢回路的等效总电感为1.=La+Ll电感的数值可用沟通伏安法测定。电动机应加额定励磁，并使电机堵转，试验线路如图1-2所示。三相调压器逆时针调究竟，合上主电路电源开关，调整主限制屏输出电压。用电压表和电流表分别测出通入沟通电压后电枢两端和电抗器上的电压值Ua和UL及电流I,从而可得到沟通阻抗Za和Zl,计算出电感值La和LLo试验时，沟通电流的有效值应小于电机直流电流的额定值，Za=Ua/!Zl=UlZI脉冲移相控制h量程55品流电流表（给定）脉冲放大控制UbMI组4届闸管I2M示波器卜|图/3转动惯量GD的测定和系统机电时间常数Tm的测定RC吸收，位 NMCL-331I组晶闸管, NMCL-33主电源输出，于 NMCL-O02 J直流电机 励碳电源3 .直流电动机一发电机一测速发电机组的飞轮惯量GD2的测定。电力拖动系统的运动方程式为M-Ml=(GD2375)×dndt式中/W-电动机的电磁转矩，单位为N.m;A4负载转矩，空载时即为空载转矩Mk,单位为N.m;n电机转速，单位为r/min;电机空载自由停车时，运动方程式为M=(-GD2315)×dndt故GD2=315Mdndt式中GD2的单位为Nm2.MK可由空载功率(单位为W)求出。M=9.55P/nPK=UalKTiR办/或可由自由停车时所得曲线C=f切求得，其试验线路如图1-3所示。电动机M加额定励磁。NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调究竟，使UCt=0。三相调压器逆时针调究竟，合上主电路电源开关，调整主限制屏输出电压UUV=220v。调整Uct,将电机空载起动至稳定转速后，测取电枢电压Ud和电流Ik,然后断开Uct,用记忆示波器拍摄曲线，即可求取某一转速时的MK和d"d3由于空载转矩不是常数，可以转速n为基准选择若干个点(111500rmin,100OrZmin),测出相应的MK和dWt,以求取GU的平均值。4 .主电路电磁时间常数的测定采纳电流波形法测定电枢回路电磁时间常数Td,电枢回路突加给定电压时，电流id按指数规律上升id=ld(-e,td)当f=L时，有w=Zj(1-£-')=O.632/试验线路如图1-4所示。NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调究竟，使Uct=Oo三相调压器逆时针调究竟，合上主电路电源开关，调整主限制屏输出电压Uuv=220v.电机不加励磁。调整Uct,监视电流表的读数，使电机电枢电流为(5090)%led.然后保持UCt不变，突然合上主电路开关，用数字示波器拍摄h=f的波形，由波形图上测量出当电流上升至63.2%稳定值时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数Td。5 .电动机电势常数Ce和转矩常数CM的测定将电动机加额定励磁，使之空载运行，变更电枢电压Ud,测得相应的n,即可由下式算出CeCe=Ke=(Ud2-Udi)(2-11)Ce的单位为V(7min)转矩常数(额定磁通时)Cm的单位为N.m/A,可由Ce求出Cm=9.55C6 .系统机电时间常数TM的测定系统的机电时间常数可由下式计算Tm=(GD2×R)375CeLM由于Tm>>Td,也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即n=K(+TnS)×Ud当电枢突加给定电压时，转速n将按指数规律上升，当n到达63.2%稳态值时，所经过的时间即为拖动系统的机电时间常数。测试时电枢回路中附加电阻应全部切除。NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调究竟，使UCt=0。三相调压器逆时针调究竟，合上主电路电源开关，调整主限制屏输出电压Uuv=220v.电动机M加额定励磁。调整Uct,将电机空载起动至稳定转速100Or/min。然后保持UCt不变，断开主电路开关，待电机完全停止后，突然合上主电路开关，给电枢加电压，用数字示波器拍摄过渡过程曲线，即可由此确定机电时间常数。7 .测速发电机特性Utg=""的测定试验线路如图1-3所示。电动机加额定励磁，渐渐增加触发电路的限制电压Uct,分别读取对应的Utg,n的数值若干组,即可描绘出特性曲线UTG=f(n).n(rmin)Utg(V)七.试验报告1 .作出试验所得各种曲线，计算有关参数。2 .由Ks=f(UM特性,分析晶闸管装置的非线性现象。晶闸管直流调速系统主要单元调试试验目的1 .熟识直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。2 .驾驭直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。二.试验内容1 .调整器的调试2 .电平检测器的调试3 .反号器的调试4 .逻辑限制器的调试三.试验设备及仪器1 .教学试验台主限制屏。2 .NMCL31A组件3 .NMCL18组件4 .双踪示波器5 .万用表四.试验方法1 .速度调整器（ASR）的调试按图1-5接线，DZS（零速封锁器）的扭子开关扳向“解除”。（1）调整输出正、负限幅值“5”、“6”端接可调电容，使ASR调整器为Pl调整器，加入肯定的输入电压（由NMCL-31A的给定供应，以下同），调整正、负限幅电位器RP1、RP2,使输出正负值等于±5V。（2）测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接（“5”、“6”端短接），使ASR调整器为P调整器，向调整器输入端渐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。39。-4-反号 H33 ,RP图1-5速度调节器和电流调节器的调试接线图（3）视察Pl特性拆除“5”、“6”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器视察输出电压的变更规律，变更调整器的放大倍数及反馈电容，视察输出电压的变更。反馈电容由外接电容箱变更数值。2 .电流调整器(ACR)的调试按图1-5接线。(1)调整输出正,负限幅值“9”、“10”端接可调电容，使调整器为Pl调整器，加入肯定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使输出正负最大值大于±6V0(2)测定输入输出特性将反馈网络中的电容短接(“9”、“10”端短接)，使调整器为P调整器，向调整器输入端渐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。(3)视察Pl特性拆除“9”、“10”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器视察输出电压的变更规律，变更调整器的放大倍数及反馈电容，视察输出电压的变更。反馈电容由外接电容箱变更数值。3 .电平检测器的调试(1)测定转矩极性鉴别器(DPT)的环宽，要求环宽为040.6伏，记录高电平值，调整RP使环宽对称纵坐标。详细方法：(a)调整给定Ug,使DPT的“1”脚得到约0.3V电压，调整电位器RP,使“2”端输出从“1”变为t40nO(b)调整负给定，从OV起调，当DPT的“2”端从“0”变为“1”时，检测DPZ的“1”端应为。3V左右，否则应调整电位器，使“2”端电平变更时，“1”端电压大小基本相等。(2)测定零电流检测器(DPZ)的环宽，要求环宽也为0.40.6伏，调整RP,使回环向纵坐标右侧偏离010.2伏。详细方法：(a)调整给定Ug,使DPZ的“1”端为0.7V左右,调整电位器RP,使“2”端输出从“1”变为“0”。(b)减小给定,当“2”端电压从“0”变为“1”时，“1”端电压在0.10.2V范围内，否则应接着调整电位器RPo(3)按测得数据，画出两个电平检测器的回环。4 .反号器(AR)的调试测定输入输出比例，输入端加+5V电压，调整RP,使输出端为5V。5.逻辑限制器(DLC)的调试测试逻辑功能，列出真值表，真值表应符合下表：输入Um110001Ui100100输出Uz(Ubif)000111UF(Ublr)111000调试时的阶跃信号可从给定器得到。调试方法：按图1-6接线(a)给定电压顺时针究竟，Ug输出约为12V。(b)此时上下拨动NMCL31A中G(给定)部分S2开关，UbhUbIr的输出应为高、低电平变更，同时用示波器视察DLC的