实验二 晶闸管直流调速系统主要单元的调试

实验三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序号型号备注1DJK01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。

2DJK02 晶闸管主电路3DJK02-1三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。

4DJK04电机调速控制实验I 该挂件包含“给定”、“调节器I”、“调节器II”、“转速变换”、“电流反馈与过流保护”、“电压隔离器”等几个模块。

5DJK08可调电阻、电容箱6DD03-3电机导轨﹑光码盘测速系统及数显转速表7DJ13-1直流发电机8DJ15直流并励电动机9D42　三相可调电阻10慢扫描示波器自备11万用表自备三、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。

实验五直流调速系统主要单元的调试一、实验目的1. 熟悉直流调整系统主要单元部件的工作原理。

了解调速系统对它们提出的要求。

2. 掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。

二、实验设备和仪器1. DJK01——电源控制屏2. DJK04——电机调速控制3. TDS2002双通道数字存储示波器4. 万用表三、实验内容1. 速度调节器的调试2. 电流调节器的调试3. “零电流检测器”和“转矩极性鉴别器”的调试4. 反号器的调试5. 逻辑控制器的调试四、实验方法和步骤1. 速度调节器的调试1）调节器调零打开DJK04挂件的电源开关。

将DJK04挂件中速度调节器的所有输入端接地，将其串联反馈网络中的电容短接（即将速度调节器的“4”，“5”两端用导线直接短接），使速度调节器成为比例调节器，放大倍数K n≈5。

调节面板上的调零电位器RP1，同时用万用表的毫伏档监测速度调节器输出“6”端（U sc）的电压，使其尽可能接近于零。

用示波器观察此时的输出电压，测量其脉动谐波的幅值。

U sr=0V U sc=2）调整输出正、负限幅值将速度调节器的输入端接地线和串联反馈网络中电容短接线拆除，使调节器成为比例积分(PI)调节器，将DJK04挂件的“给定”输出“1”（U g）端接到速度调节器的输入“3”（U sr）端。

调节器输入端加足够幅值的正电压，调整负限幅电位器RP3，使U scm=－12V；调节器输入端加足够幅值的负电压，调整正限幅电位器RP2，使U scm=＋12V。

3）测定比例（P）调节器的输入-输出特性将反馈网络中的电容短接（即将速度调节器的“4”，“5”两端用导线直接短接），使速度调节器成为比例调节器，调解其反馈网络中的电位器RP4，令RP4=20KΩ（K n=1）。

调解给定电位器，改变加在调节器输入端的电压值U sr，测出输入电压正、负变化时，相应的输出电压U sc，直至输出限幅值，列于表格中。

画出其输入-输出特性曲线。

电力拖动自动控制系统——运动控制系统实验指导书西安文理学院物理与机电工程学院目录实验一晶闸管直流调速系统主要单元调试 (2)实验二不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 (6)实验三双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 (11)实验四双闭环三相异步电动机调压调速系统 (17)实验五双闭环三相异步电动机串级调速系统 (23)实验六异步电动机SPWM与电压空间矢量变频调速系统 (28)实验一晶闸管直流调速系统主要单元调试一．实验目的1.熟悉直流调速系统主要单元的工作原理及调速系统对其提出的要求。

2.掌握直流调速系统主要单元的调试步骤和方法。

二．实验内容1．转速调节器的调试2．电流调节器的调试3.逻辑控制器的调试三．实验设备及仪器1．MCL-Ⅱ系列教学实验台主控制屏。

2．NMCL-18组件。

3．NMCL-31A组件。

4．双踪示波器。

5．万用表。

四．实验方法1．转速调节器（ASR）的调试按图1-1接线。

电位器RP3、RP4逆时针拧到底。

（1）调整输出正、负限幅值“5”、“6”端短接，使ASR调节器为P调节器，加入一定的输入电压（由主控制屏的给定提供，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ASR调节器仍为P调节器，输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，画出输入输出特性曲线，并计算P调节器限幅前的比例系数。

表1-1 ASR调节器为P调节器时输入输出特性（3）观察PI特性“5”、“6”端接可调电容（位于NMCL-18组件下方），突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化，记录实验波形。

图1－1 速度调节器和电流调节器的调试接线图2. 电流调节器（ACR）的调试按图1－1接线。

（1）调整输出正、负限幅值“9”、“10”端短接，使调节器为P调节器，加入一定的输入电压，调整正、负限幅电位器，使输出正负值等于±6V。

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。

信息工程学院 11级应用电子（4）班杨汉良实验二晶闸管直流调速系统主要单元的调试一、实验目的(1)熟悉直流调整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)掌握直流调速系统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)速度调节器的调试(2)电流调节器的调试四、实验方法将DJK04挂件的十芯电源线与控制屏连接，打开电源开关，即可以开始实验。

(1)速度调节器的调试①调节器调零将DJK04中“速度调节器”所有输入端接地，再将DJK08中的可调电阻120K接到“速度调节器”的“4”、“5”两端，用导线将“5”、“6”短接，使“电流调节器”成为P 调节器。

调节面板上的调零电位器RP3，用万用表的毫伏档测量电流调节器“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”短接线去掉，将DJK08中的可调电容0.47uF接入“5”、“6”两端，使调节器成为PI (比例积分)调节器，然后将DJK04的给定输出端接到转速调节器的“3”端，当加一定的正给定时，调整负限幅电位器RP2，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RP1，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），使速度调节器为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”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。

改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。

(2)电流调节器的调试①调节器的调零将DJK04中“电流调节器”所有输入端接地，再将DJK08中的可调电阻13K接“速度调节器”的“8”、“9”两端，用导线将“9”、“10”短接，使“电流调节器”成为P调节器。

调节面板上的调零电位器RP3，用万用表的毫伏档测量电流调节器的“11”端，使调节器的输出电压尽可能接近于零。

实验一晶闸管直流调速系统电流-转速调节器调试一．实验目的1．熟悉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．掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。

二．实验内容1．调节器的调试三．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏。

2．MEL—11组件3．MCL—18组件4．双踪示波器5．万用表四．实验方法1．速度调节器（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调节器为PI调节器，加入一定的输入电压（由MCL—18的给定提供，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 调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应846C AG给定123DZS(零速封锁器)S解除封锁NMCL-31A可调电容，位于NMCL-18的下部图1-5 速度调节器和电流调节器的调试接线图3RP4C B的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。

（3）观察PI特性拆除“5”、“6”端短接线，突加给定电压(0.1V)，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。

反馈电容由外接电容箱改变数值。

2．电流调节器（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，使调节器为PI调节器，加入一定的输入电压，调整正，负限幅电位器，使输出正负最大值大于6V。

（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），使调节器为P调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。

（3）观察PI特性拆除“9”、“10”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，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。

项目二晶闸管直流调速自动控制系统实训1.任务任务一电压单闭环不可逆直流调速系统的连接与调试任务二转速单闭环不可逆直流调速系统的连接与调试任务三转速、电流双闭环不可逆直流调速系统的连接与调试2.实验步骤2.1任务一电压单闭环不可逆直流调速系统的连接与调试2.1.1拟定实训方案（1）准备工作：将个模块的电源接好。

（2）基本单元的部件调试：1）调节器的调零2）调节器正、负幅值的调整3）电压反馈系数整定（3）电压单闭环直流调速系统测试该方案解决了电路完整性以及个基本单元的部件调试。

2.1.2设计绘制实训电路图1电压单闭环系统原理图（Ld=200mH，R=2250Ω）2.1.3单元电路测试（1）准备工作1）打开PDC01A总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。

2）用弱电导线将控制屏上的三相同步信号输出端和PDC-12“三相同步信号输入”端相连,打开PDC-12电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。

3）将PDC-12面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平电缆将PDC-12的“正桥触发脉冲输出”端和PWD-11（或PDC-11）“（正桥）触发脉冲输入”端相连。

（2）基本单元部件调试1）调节器的调零将PDC-14中“调节器Ⅱ”所有输入端接地，再将RP1电位器顺时针旋到底，用导线将“9”、“10”短接，使“调节器Ⅱ”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Ⅱ”的“7”端输出，使调节器的输出电压尽可能接近于零。

2）调节器正、负限幅值的调整把“调节器Ⅱ”的“9”、“10”端短接线去掉，此时调节器Ⅱ成为PI(比例积分)调节器，然后将PDC-14挂件上的给定输出端接到调节器Ⅱ的“4”端，当加一定的正给定时，调整负限幅电位器RP4，使“调节器Ⅱ”的输出电压数值上为最小值，当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP3，使之输出正限幅值为Uctmax。

电力拖动自动控制系统实验（运动控制系统）第五章直流电机调速系统实验本章介绍直流调速系统的实验内容，其中包括晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定、单闭环晶闸管直流调速系统、双闭环晶闸管不可逆直流调速系统、逻辑无环流可逆直流调速系统、三闭环错位选触无环流可逆直流调速系统、双闭环直流脉宽调速系统。

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。

图5-1 实验系统原理图四、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。

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。

晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验报告实验报告:晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定1.引言晶闸管直流调速系统是目前广泛应用于工业生产中的一种主要电力调速装置。

了解晶闸管直流调速系统的参数和环节特性对于系统的稳定运行和性能优化具有重要意义。

本实验旨在通过实验测定的方式获得晶闸管直流调速系统的参数和环节特性，并对其进行分析和评价。

2.实验设备和原理实验所使用的设备包括晶闸管直流调速系统、信号发生器、示波器等。

晶闸管直流调速系统由晶闸管单元、电机、测速装置和控制电路等组成。

系统的调速性能受到许多因素的影响，如比例增益、积分时间常数、微分时间常数等。

3.实验步骤3.1参数测定首先调节信号发生器产生脉冲信号，并连接至晶闸管控制器的脉冲控制口。

设置信号发生器的频率和幅度，记录下晶闸管控制器的输出电压和输出脉冲宽度。

通过改变信号发生器的频率和幅度，重复上述步骤，获得晶闸管控制器的不同输出电压和输出脉冲宽度。

3.2环节特性测定将信号发生器的正弦波信号连接至晶闸管控制器的控制口，设置不同频率的信号，并记录下晶闸管控制器的输出电压和输出电流。

通过改变信号发生器的频率，重复上述步骤，获得晶闸管控制器的不同输出电压和输出电流。

4.实验数据处理和结果分析通过实验测得的参数和环节特性数据，进行数据处理和结果分析，得出晶闸管直流调速系统的参数和环节特性。

参数包括比例增益、积分时间常数、微分时间常数等；环节特性包括传递函数、开环增益和相位等。

5.结果及讨论根据实验数据处理和结果分析，得出晶闸管直流调速系统的参数和环节特性。

分析系统的稳定性和性能优化的方法，如调节比例增益、积分时间常数和微分时间常数等参数的取值。

讨论实验结果的局限性和可能存在的误差。

6.结论通过实验测定和结果分析，得出晶闸管直流调速系统的参数和环节特性，并对系统的稳定性和性能优化提出了建议。

实验结果有助于理解晶闸管直流调速系统的工作原理和设计方法，为实际应用提供指导和参考。