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KCJ1型小容量直流电动机
晶闸管调速控制电路的工作原理KCJ1型小容量直流电动机晶闸管调速电路要求调速平滑，抗干扰能力强，稳定性好。
KCJ1型小容量直流电动机晶闸管调速控制电路原理见图所示。
整个系统由给定电压环节、运算放大器电压负反馈环节、电流截止负反馈环节等组成。
主要部分的电路原理简述如下：
1. 主回路：采用单相桥式半控整流电路，直接由220V交流电源供电，由于主回路串接了平波电抗器Ld，故电流输出波形得到改善。
2. 电压负反馈环节：当采用电压负反馈后，可以补偿电枢内阻压降。
电路中电压负反馈环节由R16、R3、RP6组成。
反馈电压从电位器RP6取出加在放大器的输入端，与给定信号电压比较后，经放大器放大，送入集成相控触发元件KC05。
3. 电流截止负反馈环节：为限制启动时产生的大冲击电流，以及确保系统稳定地工作，加入了电流截止负反馈环节。
信号从主电路电阻R15和并联的RP5取出，经二极管VD15注入V1的基极，CD15起着电流截止反馈的开关作用。
当负载电流大于额定电流时，R15的压降增大，RP5上的分压也增大，加入V1基极的电压增大，V1集电极电位近似于零，即KC05的输入端6脚电压下降，这样，晶闸管的导通角减小，输出的直流电压减小，电流也随之减小。
调整RP2的大小与电压负反馈信号叠加后送入运算放大器的2脚，便可改变放大器的输出，从而使KC05移相，也就是使直流电动
机转速发生变化。
RP1起到限速的作用。
实验一 晶闸管单闭环调速系统数字PID 控制器的设计一、实验目的：1. 理解晶闸管直流单闭环调速系统的数学模型和工作原理；2. 掌握PID 控制器参数对控制系统性能的影响；3. 能够运用MA TLAB/Simulink 软件对控制系统进行正确建模并对模块进行正确的参数设置；4. 掌握计算机控制仿真结果的分析方法。
二、实验工具：MATLAB 软件（6.1以上版本）。
三、实验内容：已知晶闸管直流单闭环调速系统的转速控制器为PID 控制器，如图1所示。
试运用MA TLAB 软件对调速系统的P 、I 、D 控制作用进行分析。
图1 单闭环调速系统四、实验步骤：（一）模拟PID 控制作用分析：运用MATLAB 软件对调速系统的P 、I 、D 控制作用进行分析。
（1）比例控制作用分析为分析纯比例控制的作用，考察当015d i p T T K ==∞=~，， 时对系统阶跃响应的影响。
MATLAB 程序如下：G1=tf(1,[0.017 1]); G2=tf(1,[0.075 0]);G12=feedback(G1*G2,1); G3=tf(44,[0.00167 1]); G4=tf(1,0.1925); G=G12*G3*G4; Kp=[1:1:5];for i=1:length(Kp)Gc=feedback(Kp(i)*G ,0.01178); step(Gc),hold on endaxis([0 0.2 0 130]); gtext(['1Kp=1']),gtext(['2Kp=2']), gtext(['3Kp=3']), gtext(['4Kp=4']), gtext(['5Kp=5']),（2）积分控制作用分析保持1p K =不变，考察0.030.07i T =~时对系统阶跃响应的影响。
MATLAB 程序如下：G1=tf(1,[0.017 1]); G2=tf(1,[0.075 0]);G12=feedback(G1*G2,1); G3=tf(44,[0.00167 1]); G4=tf(1,0.1925); G=G12*G3*G4; Kp=1;Ti=[0.03:0.01:0.07]; for i=1:length(Ti)Gc=tf(Kp*[Ti(i) 1],[Ti(i) 0]); % PI 传函 1(1)PC iG K T s =+Gcc=feedback(G*Gc,0.01178) step(Gcc),hold on endgtext(['1Ti=0.03']), gtext(['2Ti=0.04']), gtext(['3Ti=0.05']), gtext(['4Ti=0.06']), gtext(['5Ti=0.07']),（3）微分控制作用分析为分析微分控制的作用，保持0.010.01p i K T ==， 不变，考察当1284d T =~时对系统阶跃响应的影响。
高级维修电工知识试卷 （时限 90分钟）0.5分，满分20分） 1 .液压传动系统通常由 元件、 元件、 元件 和 元件组成。
2.晶体管特性图示仪是一种能在 上直接观察各种晶体管 的专用仪 器，通过仪器上的 可直接读得被测晶体管的各项参数。
3.一个集成运算放大器内部电路是由三个主要部分组成的，即 级、 级和 级。
4. 由 、 半导体 管构成的集成电路称为MOS 电路。
5.步进电动机工作时，每输入一个 ，电动机就 或 。
6. 笼型异步电动机的电气故障主要包括 、 、 、 及转 子 或端环 。
7. 闭环系统的静特性比开环系统的机械特性要硬，它们虽然都表示 的关系，但又有根本区别。
开环机械特性反映了系统的 ，而闭环静特性仅仅是用于闭环系统 的结果，它只表示 关系， 不反应 过程。
8. 电动机转速变化，主要原因是由于电枢回路中电阻上压降所引起的，回路中有两部分电阻，即 内阻及 电阻，从而转速降落也可以分成两部分，用电压负反馈可以克服 所引起的转速降，电流正反馈 所引起的转速降。
9.数控机床通常由四个基本部分组成，即 、 、 和 。
10. PC 一般由 、 、 、 、 及 五部分组成。
二、 判断题（将判断结果填入括号中。
正确的填“√”，错误的填“×”。
每题1分，满分20分）（ ）1. 三相对称负载做Y 型连接，若每相阻抗为10Ω ，接在线电压为380V 的三相交流电路中，则电路的线电流为38A 。
（ ）2. 普通示波器所要显示的是被测电压信号随频率而变化的波形。
（ ）3. 直流双臂电桥可以精确测量电阻值。
（ ）4. 只要是原、副边额定电压有效值相等的三相变压器，就可多台并联运行。
（ ）5. 由于整流式直流电焊机仅由六只二极管组成，所以其成本很低。
（ ）6. 在中、小型电力变压器的定期检查中，若发现呼吸干燥器中的硅胶全部为蓝色，则说明硅胶已失效，需更换或处理。
（ ）7. 只要在三相交流异步电动机的每相定子绕组中都通入交流电流，便可产生定子旋转磁场。
晶闸管中频电源改造途径
于克源;贾正瑞;郑苏明
【期刊名称】《一重技术》
【年(卷),期】2001(000)002
【摘要】探讨晶闸管中频电源改造的途径,介绍选取晶闸管电压、电流和关断时间等主要电参数的方法.
【总页数】2页(P172-173)
【作者】于克源;贾正瑞;郑苏明
【作者单位】一重集团公司;一重集团公司;北满特殊钢股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM91
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1.晶闸管中频电源改造途径 [J], 于克源;贾正瑞;郑苏明
2.320kW晶闸管中频电源改造 [J], 金朝晖;汪忠良
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4.中频电源逆变晶闸管被击穿故障分析及处理 [J], 刘聿;高帅
5.大功率串联中频电源晶闸管均流问题的分析 [J], 刘书忠;庞河临;毛海;王小伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
前言这次的课程设计是基于自动控制理论的，主要是练习自动控制系统的校正方法。
本报告主要是采用老师课上所教的串联校正的方法：串联滞后校正，串联超前校正，串联滞后-超前校正。
然后分别按照预定的系统指标进行设计，求出校正系统的传递函数，得出校正后系统的传递函数。
最后通过matlab软件来加以验证校正好的系统的各项性能指标，若满足要求则求出校正系统的网络参数，否则返回去改变校正时选择的参数，继续校正直到符合要求为止。
在撰写报告的过程中可能会有许多不规范的地方，希望老师能指出错误。
谢谢！编者2014年3月目录自动控制理论课程设计任务书 .............................................................................. - 1 - KSD-1型随动系统的工作原理和性能指标.......................................................... - 2 - 主要环节数学模型 .................................................................................................. - 3 - 串联相位滞后校正 ................................................................................................ - 10 - 串联相位超前校正 ................................................................................................ - 12 - 校正网络的实现 .................................................................................................... - 16 - 心得与体会 ............................................................................................................ - 17 - 附录 ........................................................................................................................ - 18 -自动控制理论课程设计任务书一、题目：KSD—1 型随动系统实验装置的分析及校正。
晶闸管低同步串级调速系统在四米半立车上应用时发生的故障
及其改进措施
祝建荣;张忠良;彭东皓
【期刊名称】《电气传动》
【年(卷),期】1991(21)1
【摘要】本文简单地介绍了晶闸管低同步串级调速系统在四米半立车上应用的工作原理,针对本系统几年运行中所发生的故障现象,重点分析了其故障的原因及采取的改进措施。
【总页数】8页(P43-50)
【关键词】造纸机;晶闸管;串级调速;低同步
【作者】祝建荣;张忠良;彭东皓
【作者单位】上海市造纸机械总厂
【正文语种】中文
【中图分类】TS736.3
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因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
前言这次的课程设计就是基于自动控制理论的,主要就是练习自动控制系统的校正方法。
本报告主要就是采用老师课上所教的串联校正的方法:串联滞后校正,串联超前校正,串联滞后-超前校正。
然后分别按照预定的系统指标进行设计,求出校正系统的传递函数,得出校正后系统的传递函数。
最后通过matlab软件来加以验证校正好的系统的各项性能指标,若满足要求则求出校正系统的网络参数,否则返回去改变校正时选择的参数,继续校正直到符合要求为止。
在撰写报告的过程中可能会有许多不规范的地方,希望老师能指出错误。
谢谢！编者2014年3月目录自动控制理论课程设计任务书 .............................................................................. - 1 - KSD-1型随动系统的工作原理与性能指标.......................................................... - 2 - 主要环节数学模型 .................................................................................................. - 3 - 串联相位滞后校正 .................................................................................................. - 9 - 串联相位超前校正 ................................................................................................ - 12 - 校正网络的实现 .................................................................................................... - 16 - 心得与体会 ............................................................................................................ - 17 - 附录 ........................................................................................................................ - 18 -自动控制理论课程设计任务书一、题目:KSD—1 型随动系统实验装置的分析及校正。
DJDK-1 型电力电子技术及电机控制实验装置简介及操作1-1 控制屏介绍及操作说明一、特点(1)实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《自动控制系统》、《直流调速系统》、《交流调速系统》、《电机控制》及《控制理论》等课程的主要实验。
(2)实验装置占地面积小，节约实验室用地，无需设置电源控制屏、电缆沟、水泥墩等，减少基建投资；实验装置只需三相四线的电源即可投入使用，实验室建设周期短、见效快。
(3)实验机组容量小，耗电小，配置齐全；装置使用的电机经过特殊设计,其参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组。
(4)装置布局合理，外形美观，面板示意图明确、清晰、直观；实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头，两者不能互插，避免强电接入弱电设备，造成该设备损坏；电路连接方式安全、可靠、迅速、简便；除电源控制屏和挂件外，还设置有实验桌，桌面上可放置机组、示波器等实验仪器，操作舒适、方便。
电机采用导轨式安装，更换机组简捷、方便；实验台底部安装有轮子和不锈钢固定调节机构，便于移动和固定。
(5)控制屏供电采用三相隔离变压器隔离，设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置，切实保护操作者的安全，为开放性的实验室创造了安全条件。
(6)挂件面板分为三种接线孔，强电、弱电及波形观测孔，三者有明显区别，不能互插。
(7)实验线路选择紧跟教材的变化，完全配合教学内容，满足教学大纲要求。
二、技术参数(1)输入电压三相四线制380V±10% 50Hz(2)工作环境环境温度范围为-5—40℃,相对湿度<75%,海拔<1000m(3)装置容量：＜１.5kVA(4)电机输出功率:＜200W(5)外形尺寸：长×宽×高=1870㎜×730㎜×1600㎜1-2 DJK01电源控制屏电源控制屏主要为实验提供各种电源，如三相交流电源、直流励磁电源等；同时为实验提供所需的仪表，如直流电压、电流表，交流电压、电流表。
实验一单结晶体管触发电路实验一、实验目的(1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
(2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤与方法。
三、实验线路及原理单结晶体管触发电路的工作原理已在1-3节中作过介绍。
四、实验内容(1)单结晶体管触发电路的调试。
(2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察。
五、预习要求阅读本教材1-3节及电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容,弄清单结晶体管触发电路的工作原理。
六、思考题(1)单结晶体管触发电路的振荡频率与电路中C1的数值有什么关系?(2)单结晶体管触发电路的移相范围能否达到180°?七、实验方法(1)单结晶体管触发电路的观测将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V(不能打到“交流调速”侧工作,因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%,而“交流调速”侧输出的线电压为240V。
如果输入电压超出其标准工作范围,挂件的使用寿命将减少,甚至会导致挂件的损坏。
在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时,通过操作控制屏左侧的自藕调压器,将输出的线电压调到220V左右,然后才能将电源接入挂件),用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端,按下“启动”按钮,打开DJK03-1电源开关,这时挂件中所有的触发电路都开始工作,用双踪示波器观察单结晶体管触发电路,经半波整流后“1”点的波形,经稳压管削波得到“2”点的波形,调节移相电位器RP1,观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形;最后观测输出的“G、K”触发电压波形,其能否在30°～170°范围内移相?(2)单结晶体管触发电路各点波形的记录当α＝30o、60o、90o、120o时,将单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘下来,并与图1-9的各波形进行比较。
八、实验报告画出α=60°时,单结晶体管触发电路各点输出的波形及其幅值。
前言这次的课程设计是基于自动控制理论的，主要是练习自动控制系统的校正方法。
本报告主要是采用老师课上所教的串联校正的方法：串联滞后校正，串联超前校正，串联滞后-超前校正。
然后分别按照预定的系统指标进行设计，求出校正系统的传递函数，得出校正后系统的传递函数。
最后通过matlab软件来加以验证校正好的系统的各项性能指标，若满足要求则求出校正系统的网络参数，否则返回去改变校正时选择的参数，继续校正直到符合要求为止。
在撰写报告的过程中可能会有许多不规范的地方，希望老师能指出错误。
谢谢！编者2014年3月目录自动控制理论课程设计任务书 .............................................................................. - 1 - KSD-1型随动系统的工作原理和性能指标.......................................................... - 2 - 主要环节数学模型 .................................................................................................. - 3 - 串联相位滞后校正 ................................................................................................ - 10 - 串联相位超前校正 ................................................................................................ - 12 - 校正网络的实现 .................................................................................................... - 16 - 心得与体会 ............................................................................................................ - 17 - 附录 ........................................................................................................................ - 18 -自动控制理论课程设计任务书一、题目：KSD—1 型随动系统实验装置的分析及校正。
二、目的和要求：1、利用所学的《反馈控制理论》知识分析KSD—1型随动自动控制系统，并设计该系统的校正装置，使之满足给定的指标要求。
通过本课程设计，加深对反馈控制理论的掌握、理解，并使之与实际联系相结合。
2、培养对自动控制系统及其有关部件的分析研究、计算、校正、调试的能力。
3、提高实验技能，了解设计步骤，培养学生分析问题和解决问题的能力。
三、设计内容：1、了解KSD—1 型晶闸管直流随动系统实验装置的总体结构、主要单元的作用和工作原理。
2、求取各环节的数学模型。
3、设计校正环节，使整个系统达到给定的性能指标。
4、每个同学必须独立完成课程设计报告，并由指导教师进行质疑考核。
四、课程设计报告内容：1、整个装置的工作原理及任务指标。
2、主要环节数学模型的求取。
3、校正装置的设计。
4、整个装置性能指标的验算。
5、校正网络的实现。
6、收获体会和存在问题的分析。
五、工程图纸：1、校正网络电路图一张。
2、伯德图一张。
3、系统框图一张。
六、设计时间：一周。
KSD-1型随动系统的工作原理和性能指标工作原理：KSD-1型随动系统实验装置是采用自整角机作为反馈元件，线性运算放大器作为放大元件。
可控硅作为功率放大元件，直流伺服电机作为执行元件的小功率随动系统。
为了改善系统的动态品质指标，采用了直流测速发电机反馈作为并联校正，用电压放大器作为有源串联校正器。
本系统是采用电枢控制直流伺服电机的随动系统，系统采用变压式自整角机对，用来测量两个机械的转角差，当系统静止时两个自整角机转子相对于三相绕组的夹角之差为零。
两个自整角机处于平衡状态，自整角接收机c S 的输出绕组没有电压输出，整个系统处于协调状态。
假设系统有一输入角1θ，这时，自整角机的转子相对于三相绕组的夹角差不为零，于是自整角接收机的输出绕组就输出误差电压c U ，通过输出变压器加到全波桥式相敏整流器上，相敏整流器输出直流时，脉动很大，必须通过低通滤波器消除不必要的频率成分，取出近似正比于误差角的直流有效讯号，（具有正、负极性）加到线性组件o K 的反向输出端，经过电压放大后，加到同相器TX 和反相器PX 的同相和反相输入端作为可控硅（简称S 、C 、R ），控制角的控制信号，经触发线路1CP 或2CP 产生触发脉冲，去触发可控硅，有可控硅功率放大器输出控制伺服电动机转动，经过减速器i 同时带动自整角接收机c S 的转子转动，直至c S 跟上r S 的转角后，系统重新处于平衡，为了使系统正常工作，改善系统的动态品质，必须加入串联校正装置或并联校正装置。
校正后系统性能指标：（1）输入轴最大变化速度50度/秒，最大角加速度50度/秒²。
（2）静态误差不大于0.5度。
（3）震荡次数小于2次。
（4）超调量≤30% 。
（5）调节时间≤0.7秒。
（6）系统速度误差≤1度（最大速度为50度/秒）。
r=50t50150=∴==v vsr K K e主要环节数学模型1、敏感元件—自整角机本系统采用图1所示的变压器式自整角机对，用来测量两个机械轴的转角差。
自整角机发送机r S 的转子与输入轴相接。
接收机c S 的转子和系统输出轴相连，自整角机对必须事先校正零位。
图1变压式自整角机对的原理图确定自整角机对的传递函数)(1s K假设系统的输入角为1θ，系统的输出角为2θ，角θ为系统误差角，即21θθθ-=，如图1所示。
设在r S 的激磁绕组上加交流电压t E t e r r ωsin )(=（1）则在接收机r S 的变压器绕组上输出的感应电势y U 为t U U m y ωθsin sin ••=（2）接收机的感应电势是一个调幅的载波信号，载波频率与发送机激磁电源频率相同，在工频情况下f=50周/秒，自整角机的输出特性如图2所示。
由图2（b ）可见，输出电压的有效值是失调角θ的正弦函数（图中包络虚线）即 θsin •=m y U U（3）通常随动系统工作期间，失调角θ（绝对值）是比较小的，其输出电压)(θf U y =曲线可以看成直线，（3）式可近似写成θ•=m y U U（4）由此可见，自整角机对的传递函数可看成是一个线性放大环节，即在0=θ处的斜率0)()(1=∂∂=θθy U s K （5）图2 自整角机对的输出特性因此，可用实验测得其输出特性如下，r S 和c S 分别为N404和CC405。
7.0)8/1()(811=∆∆=∑=i y U s K θ伏/度换算成弧度7.0)(1=s K 伏/度= 40伏/弧度2、相敏整流元件与低通滤波器系统相敏整流元件选用的是二极管全波桥式相敏整流器，相敏整流的特点是输出直流电压的极性能反映输入交流信号的相位，输入控制信号为自整角机变压器输出电压y U ，交流同步电压U ～为参考电压。
实验测得相敏整流电路的输入—输出特性，相敏整流器的传递函数可以测量结果得出（取线性范围内）图3 相敏整流器与滤波器测量示意图354.1])/()[()4/1()(412=∆∆=∑=i y p i U i U s K低通滤波器的作用是减小相敏整流器的输出电压的脉动成分，消除不必要的高频成分，其电路如图4所示。
由15C 、35R 、45R 组成。
图4 低通滤波器ms C R R R R T FC K R R 85)]55/()55[(47.15105514433143=•+•==Ω==μ （6）将滤波器环节的放大倍数归到后级电压放大环节，所以滤波器的传递环数为)1008.0/(1)1/(1)(33+=+=s s T s K滤波电路是一个小时间常数的惯性环节。
3、电压放大环节)(s K v相敏整流输出电压经滤波后的直流信号加到油线性组件组成的电压放大器的反相端，其输出Us 作为可控硅控制角的控制信号，原理电路如图5所示。
图5 电压放大器31R 为反馈电阻，输入端二极管1D 、2D ，分别限制加到放大器输入端基极上的最大负向和正向电压，由31W 、41W 、3D 和4D 组成了输出端的限幅电路。
电压放大器的传递函数可由计算求出2/1)5/()1()](/[)]([)(433-=+-=-=R R R s Z s Z s K r f v4、直流伺服电动机图6是直流伺服电动机的电路图，d U 是加在电枢两端的控制电压，d I 是电枢电流，s L 、s R 分别是电枢电感和电阻。
图6 直流伺服电动机d M —电枢电流所产生的转矩（千克米）Ω—电机角速度（弧度每秒）Js —电枢转动惯量（千克—米—秒²） i —减速比L J —负载转动惯量（千克—米—秒²） c M —负载转矩 Ω•+•+•=e ds s d d C dtdI L R I U（9） d M d I C M •=（10） dt d J M M M c d /Ω•=-=（11）其中M C —转矩常数（千克米/安）e C —反电势常数 2/i J J J L s +=由于系统负载转矩很小，所以只考虑惯性负载，利用（9）、（10）、（11）三个方程的拉普拉斯变换，可求得电枢控制直流伺服电动机的传递函数为：)1/(1)]([)]([)(2++•⎪⎭⎫ ⎝⎛=Ω=S T S T T C s U s s W M M s e s m （12）通常M s T T <<又因为本系统是电流断续的情况，因此直流伺服电动机传递函数可简化为)1/()1()(/)()(+=Ω=s T C s U s s W M ed m(13)直流伺服电动机的传递函数可根据实验测定，或由名牌数据直接计算。
下面我们来确定（13）式中各个系数。
由（9）式可知，电机处于稳态运行时有：)60/2()()(n R I U R I U C s d ds d d e π•-=Ω•-= (14) 根据电机的实验测定各个参数，我们采用过渡过程曲线，如图7所示，由示波器上测量得出s T M 375.0=，所有直流伺服电动机的传递函为)1375.0/(52.3)(+=s s W m图7 电机过度过程曲线5、可控硅功率放大器的传递函数可控硅功率放大器是一个延迟环节，其最大延迟时间决定于可控整流相数和电源频率，即mf T SCR 2/1=（16）m —整流相数 f —供电电源频率在本系统中，m=1 f=50周/秒，所以ms s T SCR 1001.0)502/(1==⨯=可控硅功率放大器的传递函数可表示为)ex p()(S T K s K SCR SCR SCR •-•=式中SCR K 由触发电路输入信号电压到可控硅输出电压的传递系数。
