实验一晶闸管直流调速系统主要单元调试

实验一晶闸管—直流电动机调速系统各环节特性测定一、实验目的1．了解晶闸管——直流电动机调速系统的构成。

2．了解并掌握直流调速驱动器模块及直流调实验模块的使用方法。

3．掌握晶闸管—直流电动机调速系统参数测定的方法。

4．掌握晶闸管—直流电动机调速系统环节特性测定的方法。

二、实验要求1．测定晶闸管触发及整流装置的稳定输入输出特性。

2．测定晶闸管整流装置的等效电阻。

3．测定转速反馈环节的稳定输入输出特性。

4．测定电动机环节的传递函数。

三、实验设备及仪器：1．自动控制系统实验装置CDUCONT—12．直流调速驱动器模块DCDS—ACS0013．直流调压调速实验模块DCDS—ACS0024．电压给定模块AIN—0015．数字量给定模块DIN—0016．电压转速显模块DCDS—0017．实验机组模块8．交直流电压表9．交直流电流表10．数字万用表11．可变电阻器和电阻箱12．X—Y记录仪13．单相调压器14．数字式转速表四、原理及实验线路本实验是通过测定晶闸管—直流电动机调速系统的参数和各环节的输入和输出特性来测取晶闸管—直流电动机调速系统的数学模型。

为了获得晶闸管—直流电动机调速系统的参数和各环节的特性，必须对各个环节分别测取它们的阶跃输入响应，并对某些非线性环节进行处理。

晶闸管—直流电动机调速系统的结构图为：五、实验内容及步骤1．电枢回路总电阻的测定（电动机不加励磁）晶闸管—直流电动机电枢回路总电阻包括直流电动机电枢电阻R a和整流装置的等效内阻R rec，由于直流电动机电枢存在电刷及换向器之间的接触电阻，以及整流装置的等效电压源内阻，为使测量结果接近实际运行操作时的结果，故采用直流伏安比较法测量。

实验线路如图所示：1.2.6 主回路和控制回路的接线主回路和控制回路接线如图1-1和图1-2所示。

图1-1 主回路接线图图1-2 主控制回路接线图（1）等效内阻R rec 的测定1.电枢回路电阻的测定晶闸管－直流电机电枢回路总电阻包括直流电机电枢电阻Ra 和整流装置的等效内阻Rrec ，由于直流电机电枢存在电刷及换向器之间的接触电阻以及整流装置的等效电压源内阻，故采用伏安比较法测量。

实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验一、实验目的(1)熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。

(2)掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。

二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。

2 DJK02 晶闸管主电路3 DJK02-1三相晶闸管触发电路该挂件包含“触发电路”,“正反桥功放” 等几个模块。

4 DJK04 电机调速控制实验I 该挂件包含“给定”，“电流调节器”，“速度变换”，“电流反馈与过流保护”等几个模块。

5 DJK10 变压器实验该挂件包含“三相不控整流”和“心式变压器”等模块。

6 DD03-3电机导轨﹑光码盘测速系统及数显转速表7 DJ13-1 直流发电机8 DJ15 直流并励电动机9 D42三相可调电阻10 数字存储示波器自备11 万用表自备三、实验线路及原理晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。

在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压U g作为触发器的移相控制电压U ct，改变U g的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。

实验系统的组成原理图如图5-1所示。

四、实验内容(1)测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。

(2)测定晶闸管直流调速系统主电路电感值L。

(3)测定直流电动机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD2。

(4)测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d。

(5)测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M。

(6)测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M。

(7)测定晶闸管触发及整流装置特性U d=f(U ct)。

(8)测定测速发电机特性U TG=f(n)。

五、预习要求学习教材中有关晶闸管直流调速系统各参数的测定方法。

图5-1 实验系统原理图六、实验方法为研究晶闸管－电动机系统，须首先了解电枢回路的总电阻R、总电感L以及系统的电磁时间常数T d与机电时间常数T M，这些参数均需通过实验手段来测定，具体方法如下：(1)电枢回路总电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻R a、平波电抗器的直流电阻R L及整流装置的内阻R n，即R = R a十R L十R n(5-1)由于阻值较小，不宜用欧姆表或电桥测量，因是小电流检测，接触电阻影响很大，故常用直流伏安法。

交直流调速实验指导书中科腾达（北京）科技发展有限公司2014年8月目录实验一晶闸管直流调速系统各主要单元的调试1实验二电压单闭环不可逆直流调速系统调试4实验三带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统调试8实验四电压、电流双闭环不可逆直流调速系统调试12实验五转速、电流双闭环不可逆直流调速系统调试16实验六模拟式直流调速装置514C实验21实验七数字式直流调速装置6RA70实验23实验八交流调速装置MM420实验27实验九矢量控制交流调速装置（CUVC）单机实验32实验一晶闸管直流调速系统各主要单元的调试一、实验目的(1) 熟悉直流调速系统各主要单元部件的工作原理。

(2) 掌握直流调速系统各主要单元部件的调试步骤和方法。

二、实验所需挂件及附件三、实验内容(1)调节器Ⅰ的调试(2)调节器Ⅱ的调试(3)反号器的调试(4)零电平检测的调试(5)转矩极性鉴别的调试(6)逻辑控制的调试四、实验方法(1)“调节器Ⅰ”的调试①调零将PMT-04中“调节器Ⅰ”所有输入端接地，再将比例增益调节电位器RP1顺时针旋到底，用导线将“5”、“6”两端短接，使“调节器Ⅰ”成为P (比例)调节器。

调节面板上的调零电位器RP2，用万用表的毫伏档测量调节器Ⅰ“7”端的输出，使调节器的输出电压尽可能接近于零。

②调整输出正、负限幅值把“5”、“6” 两端短接线去掉，此时调节器Ⅰ成为PI (比例积分)调节器，然后将给定输出端接到调节器Ⅰ的“3”端，当加一定的正给定时，调整负限幅电位器RP4，观察输出负电压的变化，当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP3，观察调节器输出正电压的变化。

③测定输入输出特性再将反馈网络中的电容短接（将“5”、“6”端短接），使调节器Ⅰ为P（比例）调节器，在调节器的输入端分别逐渐加入正、负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅，并画出曲线。

④观察PI特性拆除“5”、“6”两端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律。

晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验报告一、实验目的1.熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。

2.掌握晶闸管直流调速系统的参数测试及反馈环节测定方法和测试条件。

二、实验内容1.测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻 R。

2.测定晶闸管直流调速系统主电路总电感 L。

3.测定直流电动机 - 发电机 - 测速发电机飞轮惯量 GD2。

4.测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数 T d。

5.测定直流发电机电动势常数C e和转矩常数 C T。

6.测定晶闸管直流调速系统机电时间常数 T m。

7.测定晶闸管触发及整流装置特性 U d =ƒ(U ct)。

8.测定测速发电机特性 U TG =ƒ(n)。

三、实验设备四、实验原理五、实验步骤（一）测定晶闸管直流调速系统主电路电阻。

伏安比较法测量1. 测量电枢回路总电阻RR=R a + R L + R n (电枢电阻R a、平波电抗器电阻R L 、整流装置内阻R n ）（1）不加励磁、电机堵转（2）合上S1和S2，调节给定，使输出电压到30%-70%的额定电压调节电阻，使枢电流80%-90%的额定电流测定U1和I1。

（3）断开S2测定U2和I2。

（4）计算电枢回路总电阻R=(U2-U1)/( I1 - I2)合上S1和S2测得U1=100V, I1=0.95A;断开S2测得U2=103V，I2=0.63A；R=(U2-U1)/( I1 - I2)=(103V-100V)/(0.95A-0.63A)=9.375Ω2. 电枢电阻 R a（1）短接电机电枢（2）不加励磁、电机堵转（3）合上S1和S2，调节给定，使输出电压到30%-70%的额定电压调节电阻，使枢电流80%-90%的额定电流测定U1’和I1’。

（4）断开S2测定U2’和I2’。

（5）计算平波电抗器电阻R L和整流装置内阻R n： R L + R n =(U2’-U1’)/(I2’-I1’) 电枢电阻R a ：R a =R-(R L + R n)合上S1和S2测得U1’=95V，I1’=1.15A断开S2测得U2’=97V，I2’=0.80AR L + R n =(U2’-U1’)/(I2’-I1’)=(97V-95V)/(1.15A-0.8A)=5.714ΩR a =R-(R L + R n)=9.375Ω-5.714Ω=3.661Ω3. 平波电抗器电阻 R L（1）短接电抗器两端（2）不加励磁、电机堵转（3）合上S1和S2，调节给定，使输出电压到30%-70%的额定电压调节电阻，使枢电流80%-90%的额定电流测定U1’ ’和I1’ ’ 。

直流调速系统实验指导书江西理工大学应用科学学院机电工程系2007年10月目录实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 (1)实验二晶闸管直流调速系统主要单元调试 (6)实验三不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 (9)实验四双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 (13)实验五逻辑无环流可逆直流调速系统 (18)实验六双闭环可逆直流脉宽调速系统 (22)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．了解电力电子及电气传动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T d5．测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M6．测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M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U g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．教学实验台主控制屏。

2．NMCL—33组件3．NMEL—03组件4．电机导轨及测速发电机（或光电编码器）5．直流电动机M036．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U g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R a，平波电抗器的直流电阻R L和整流装置的内阻R n，即R=R a+R L+R n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1-1所示。

《交直流调速系统》课程实验指导书专业：电气工程及其自动化电子信息工程学院2014年5月目录实验概述 (1)实验一晶闸管直流调速系统主要单元的调试 (4)实验二晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验 (7)实验三转速单闭环直流调速系统 (14)实验四电压单闭环直流调速系统 (18)实验五逻辑无环流可逆直流调速系统 (21)实验六三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验（带有PLC接口） (24)实验概述《交直流调速系统》是一门实践性、实用性很强的专业课程，学习交直流调速系统必须理论联系实际。

交直流调速系统在工业自动化中获得广泛应用，课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等，而实验环节是这些课程的重要组成部分。

通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高实际动手能力、分析和解决问题的独立工作能力。

1. 实验的特点和要求交直流调速系统实验的内容较多、较新，实验系统也比较复杂系统性较强。

该实验是上述理论教学的重要的补充和继续，而理论教学则是实验教学的基础。

学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系统中出现的各种问题，提高动手能力；同时通过实验来验证理论，促使理论和实际相结合，使认识不断提高、深化。

具体地说，学生在完成指定的实验后，应具备以下能力：（1）掌握电力电子变流装置主电路、触发或驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路。

（2）熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能及使用方法。

（3）掌握交、直流电机控制系统的组成和调试方法，系统参数的测量和整定方法。

（4）能设计交、直流电机控制系统的具体实验线路，列出实验步骤。

（5）能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题。

（6）能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告。

2. 实验准备实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。

每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，否则就有可能在实验时不知如何下手，浪费时间，完不成实验要求，甚至损坏实验装置。

第一章直流电机调速系统实验实验一单闭环不可逆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、实验所需挂件及附件三、实验线路及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)。

对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，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“转速变换”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U ct，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。

电机的转速随给定电压变化，电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定，速度调节器采用P（比例）调节对阶跃输入有稳态误差，要想消除上述误差，则需将调节器换成PI(比例积分)调节。

这时当“给定”恒定时，闭环系统对速度变化起到了抑制作用，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。

在电流单闭环中，将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈信号加到“电流调节器”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U ct，控制整流桥的“触发电路”，改变“三相全控整流”的电压输出，从而构成了电流负反馈闭环系统。

电机的最高转速也由电流调节器的输出限幅所决定。

同样，电流调节器若采用P（比例）调节，对阶跃输入有稳态误差，要消除该误差将调节器换成PI(比例积分)调节。

当“给定”恒定时，闭环系统对电枢电流变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的电枢电流能稳定在一定的范围内变化。

第三章交直流调速实验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．了解电力电子及电气传动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GD2 4．测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d5．测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M6．测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M7．测定晶闸管触发及整流装置特性U d=f (U ct)8．测定测速发电机特性U TG=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U g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．教学实验台主控制屏2．SMCL—01组件3．NMCL—33组件4．NMCL—03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（自备）8．万用表（自备）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U g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R a，平波电抗器的直流电阻R L和整流装置的内阻R n，即R=R a+R L+R n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1-1所示。

将变阻器R D（可采用两只电阻串联）接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大。

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。