实验3 单环系统实3 单环系统.docVIP

实验二 单闭环直流调速系统实验 一、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、实验设备和仪器 1. DJK01挂件—电源控制屏 2. DJK02挂件—三相变流桥路 3. DJK04挂件—电机调速控制 ?DK08挂件—可调电容 DJK06挂件――给定及实验器件 6????? DD03-2——电机导轨﹑测速发电机及转速表 DJ15——直流并励电动机及磁粉制动器 ??? TDS2002双通道数字存储示波器 8 数字万用表 三、实验线路及原理 为了提高直流调速系统的静动态性能，通常采用闭环控制系统。对于调速指标要求不高的场合，采用单闭环调速系统，而对调速指标要求较高的场合则采用多闭环调速系统。在多闭环调速系统中，各个闭环按反馈方式的不同又可分为转速闭环，电流闭环和电压闭环等。 转速单闭环实验是将反映转速变化的测速发电机输出电压信号作为反馈信号，经电压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，控制三相全控整流桥的触发电路，触发脉冲经功放电路加到晶闸管的门极和阴极之间，以改变三相全控整流输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。当电机负载或电源电压波动时，电机的转速能稳定在一定的范围内变化。电机的转速由给定电压大小决定，电机的最高转速由速度调节器的输出限幅值决定。当速度调节器采用比例（P）调节器时，对阶跃给定信号存在稳态误差，要想消除上述误差，需将调节器改接成比例积分 (PI)调节器。 实验线路可见图1－1和图1－2。 ? ? 图1－1开环系统电阻性负载原理图 ? ? ? 图 1-2 单闭环调速系统原理图 ? 四、实验内容 1．集成触发电路的调试 2．移相控制电压Uct调节范围的确定 3．控制信号Uct不变时系统开环机械特性的测定 4．整流输出电压Ud不变时系统开环机械特性的测定 5．基本单元的调试 6．转速单闭环直流调速系统实验 ? 五、实验步骤及方法 1、 DJK02挂件上集成触发电路的调试 合上电源控制屏DJK01上的总电源开关，操作“电源控制屏” 上的“三相电网电压指示”选择开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。 将电源控制屏DJK01上的“调速电源选择开关”拨至“直流调 速”侧。 打开DJK02挂件上的电源开关，将 “触发脉冲指示”开关扳 向“窄脉冲”一侧。 用示波器分别观察集成触发器中A、B、C三相的锯齿波，并调 节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波的斜率尽可能一致。 将DJK04挂件上的“给定”输出Ug直接与DJK02挂件上的移相控制电压Uct相连，将DJK04挂件上的运行/停止开关S2拨到停止位置，即令Uct=0。调节DJK02挂件上的偏移电压Ub电位器Rp，用示波器观察A相同步电源信号和触发脉冲波形，使α=90°。 改变正给定电压，观测触发脉冲的移动情况，判断其是否满足移相范围的要求。理解触发电路的移相控制原理。 2、移相控制电压Uct调节范围的确定 按图1－1接线，将DJK04挂件上的给定电压Ug接于DJK02挂件上的移相控制电压Uct输入端，三相全控整流输出接DJK06挂件上的灯泡负载，用示波器观察Ud的波形。当正给定电压Ug由零增大时，Ud将随给定电压的增大而提高。当Ug超过某一数值Ug＇时，Ud反而随Ug的增大而减少。此时在示波器上观察到的Ud波形，将为缺相波形。一般将移相控制电压的最大允许值确定为Uctmax=0.9Ug＇，即Ug的允许调节范围为0～Uctmax。如果将调节器的输出限幅整定为Uctmax，则三相全控整流输出电压范围就可以被限制住，不会达到极限值，从而保证三相桥式电路中六只晶闸管正常可靠工作。记录Ug＇和Ud值于下表中： Ug＇ ? Uctmax=0.9Ug＇ ? Ud ? 3．控制信号Uct不变时系统开环机械特性的测定 按图 1－2 将三相交流电源加到三相全控桥式主电路，取300mH电感用作平波电抗器Ld，先不接反馈信号，“给定”输出Ug为正,直接与移相控制电压Uct相连，将给定电位器RP1向左旋到最小，即令Uct=0。合上励磁电源开关，按下DJK01挂件上的“电源控制屏”启动按钮，从零开始逐渐增加“给定”电压Ug，使电动机慢慢启动并使转速n达到1200r/min。改变恒流源的输出电流，使电动机的负载电流达到额定值Inom。逐步减小恒流源的输出电流，使电动机的负载电流从Inom变到空载电流。测出在控制电压Uct不变时，系统的开环外机械特性n = f(Id)，测量并记录数据于下表中： n（r/min） ? ? ? ? ? ? ?