电力电子系统实验指导书
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电力电子实训指导书电力电子实训指导书一、实训目的本次电力电子实训旨在帮助学生理解和掌握电力电子的基本原理和应用技术,培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。
通过实训,学生将掌握电力电子器件的测试与应用方法,加深对电力电子电路工作原理的理解,并能独立完成电力电子实验设计与实施。
二、实训设备和工具实训设备:1. 直流电源:用于提供稳定可靠的直流电源,根据实际需求选择合适的输出电压与电流。
2. 功率电子器件:包括可控硅、晶闸管、三极管等,用于构成电力电子电路的重要组成部分。
3. 电阻、电容等元件:用于构成电力电子器件的测试电路或实际应用电路。
4. 示波器:用于观测电路中的信号波形,对电路工作进行分析与判断。
5. 多用表:用于测量与调试电路中的电压、电流、阻抗等基本参数。
6. 其他辅助设备:如实验台、连接线等。
实训工具:1. 扳手、螺丝刀:用于固定与调整电路中的元件、连接线等。
2. 钳子、剪刀:用于修剪电路连接线、调整电路元件尺寸等。
3. 锡焊工具:用于焊接电路元件、连接线等。
三、实训内容与方法实训内容:1. 电力电子器件的测试:学生将学习并掌握电力电子器件的测试方法,如可控硅的伏安特性曲线测试、晶闸管的触发测试等。
2. 电力电子电路的设计:学生将在给定的实验条件下,自行设计电力电子电路,如直流电机控制电路、开关电源电路等。
3. 电力电子电路的实施:学生将独立完成电力电子电路的实际搭建与调试工作,确保电路正常工作。
4. 电力电子电路的分析与评估:学生将对已实施的电力电子电路进行分析和评估,从电气特性、效率、可靠性等方面进行评价。
实训方法:1. 理论学习:学生将通过课堂学习、教材阅读等方式,系统学习电力电子相关理论知识,包括电力电子器件的原理、特点和应用技术等。
2. 实例演练:学生将根据老师布置的实例题目,进行电力电子电路的设计与分析练习,提高自己的设计能力与分析能力。
3. 实际操作:学生将亲自动手进行电力电子器件的测试与电路的搭建,提高自己的实际动手能力和解决问题的能力。
实验一 三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一.实验目的1.掌握三相桥式全控整流电路的工作原理及波形。
2.掌握三相桥式有源逆变的工作原理及波形。
二.实验内容1.三相桥式全控整流电路及不同触发角时的各点波形。
2.三相桥式有源逆变电路及不同逆变角时的各点波形。
三.实验线路及原理实验线路如图1-1所示。
主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流桥组成。
触发电路为数字集成电路,可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
三相桥式有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。
四.实验设备及仪器1.MCL 系列教学实验台主控制屏 2.MCL -31低压控制电路及仪表组件 3.MCL -33触发电路及晶闸管主电路组件 4.MEL -03三相可调电阻器 5.二踪示波器 6.万用表五.实验方法1.按图接线,未上主电源之前,检查晶闸管的脉冲是否正常。
(1)打开电源开关(钥匙开关),但不合主电源开关。
(2)用示波器观察MCL-33的双脉冲观察孔,应有间隔均匀,相互间隔60o的幅度相同的双脉冲。
(3)检查相序,用示波器观察“1”,“2”单脉冲观察孔,“1” 脉冲超前“2” 脉冲600,则相序正确,否则,应调整输入电源。
注:将面板上的U blf (当三相桥式全控变流电路使用I 组桥晶闸管VT1~VT6时)接地,将I 组桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。
(4)将给定器输出U g 接至MCL-33面板的U ct 端,调节偏移电压U b ,在U ct =0时,使α=150o 。
2.三相桥式全控整流电路按图1-1接线,S 拨向左边短接线端,将Rd 调至最大(450Ω),然后合上主电源。
调节Uct ,使α在30o~90o范围内,用示波器观察记录α=30O、60O、90O时,整流电压u d =f (t ),晶闸管两端电压u VT =f (t )的波形,并记录相应的Ud 和交流输入电压U 2数值。
αcos 35.12U U d =(其中2U 为线电压)3.三相桥式有源逆变电路按图1-1调整接线,R d 调至最大,确认无误后合上主电源。
电力电子技术实验指导书目录实验一单相半波可控整流电路实验 (1)实验二三相桥式全控整流电路实验 (4)实验三单相交流调压电路实验 (7)实验四三相交流调压电路实验 (9)实验装置及控制组件介绍 (11)实验一单相半波可控整流电路实验一、实验目的1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用;2.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作做全面分析;3.了解续流二极管的作用;二、实验线路及原理熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图,了解各点波形形状。
将单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”端接至晶闸管的门极和阴极,即构成如图1-1所示的实验线路。
图1-1 单结晶体管触发的单相半波可控整流电路三、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;=f(α)特性的测定;3.单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U24.单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察;四、实验设备1.电力电子实验台2.RTDL09实验箱3.RTDL08实验箱4.RTDL11实验箱5.RTDJ37实验箱6.示波器;7.万用表;五、预习要求1.了解单结晶体管触发电路的工作原理,熟悉RTDL09实验箱;2.复习单相半波可控整流电路的有关内容,掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时,电路各部分的电压和电流波形;3.掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。
六、思考题1.单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象?如何解决?七、实验方法1.单相半波可控整流电路接纯阻性负载调试触发电路正常后,合上电源,用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压波形U VT,调节电位器RP1,观察α=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、U VT,记录于下表1-1中。
波形,并测定直流输出电压Ud和电源电压U22.单结晶体管触发电路的调试RTDL09的电源由电源电压提供(下同),打开实验箱电源开关,按图1-1电路图接线,负载为RTDJ37实验箱,选择最大的电阻值,调节移相可变电位器RP1,用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形(即用于单相半波可控整流的触发脉冲)。
电力电子实验指导书目录MCL—V型电力电子教学实验台介绍 (1)实验一锯齿波同步移相触发电路实验 (3)实验二单相桥式全控整流电路实验 (5)*实验三三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 (9)实验四单相交流调压电路实验 (12)实验五绝缘栅双极型晶体管〔IGBT〕特性与驱动电路研究 (15)*实验六单相正弦波〔SPWM〕逆变电源研究 (21)*实验七直流斩波电路的性能研究 (25)MCL—V型电力电子教学实验台介绍一、特点〔1〕采用组件式结构,可根据不同内容进行组合,故结构紧凑,使用方便灵活,并且可随着功能的扩展只需增加组件即可,能在一套装置上完成?电力电子学?课程的主要实验。
〔2〕装置布局合理,外形美观,面板示意图明确,直观,学生可通过面板的示意查寻故障,分析工作原理。
电机采用导轨式安装,更换机组简捷,方便,所采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,能给学生正确的感性认识。
除实验控制屏外,还设置有实验用台,内可放置机组,实验组件等,并有可活动的抽屉,内可放置导线,工具等,使实验更方便。
〔3〕实验线路典型,配合教学内容,满足教学大纲要求。
控制电路全部采用模拟和数字集成芯片,可靠性高,维修,检测方便。
触发电路采用数字集成电路双窄脉冲。
〔4〕装置具有较完善的过流、过压、RC吸收、熔断器等保护功能,提高了设备的运行可靠性和抗干扰能力。
〔5〕面板上有多只发光二极管指示每一个脉冲的有无和熔断器的通断。
触发脉冲可外加,也可采用内部的脉冲触发可控硅,并可模拟整流缺相和逆变颠覆等故障现象。
二、技术参数〔1〕输入电源:~380V 10% 50HZ 1HZ〔2〕工作条件:环境温度:—5 ~400C相对湿度:〈75%海拔:〈1000m〔3〕装置容量:〈1KV A〔4〕电机容量:〈200W〔5〕外形尺寸:长1800mm X宽700mm〔长1300mm X宽700mm〕1三、实验工程〔1〕锯齿波同步移相触发电路〔2〕单相桥式全控整流电路*〔3〕三相桥式全控整流及有源逆变电路〔4〕单相交流调压电路〔5〕绝缘栅双极型晶体管〔IGBT〕特性及其驱动电路的研究*〔6〕单相正弦波〔SPWM〕逆变电路实验*〔7〕直流斩波电路〔升压斩波、降压斩波〕的性能研究2实验一锯齿波同步移相触发电路实验一、实验目的1.加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。
实验一SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验一、实验目的(1)掌握各种电力电子器件的工作特性。
(2)掌握各器件对触发信号的要求。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理将电力电子器件(包括SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT五种)和负载电阻R 串联后接至直流电源的两端,由DJK06上的给定为新器件提供触发电压信号,给定电压从零开始调节,直至器件触发导通,从而可测得在上述过程中器件的V/A特性;图中的电阻R用DJK09上的可调电阻负载,将两个90Ω的电阻接成串联形式,最大可通过电流为1.3A;直流电压和电流表可从DJK01电源控制屏上获得,五种电力电子器件均在DJK07挂箱上;直流电源从电源控制屏的输出接DJK09上的单相调压器,然后调压器输出接DJK09上整流及滤波电路,从而得到一个输出可以由调压器调节的直流电压源。
实验线路的具体接线如下图所示:图1-1新器件特性实验原理图四、实验内容(1)晶闸管(SCR)特性实验。
(2)可关断晶闸管(GTO)特性实验。
(3)功率场效应管(MOSFET)特性实验。
(4)大功率晶体管(GTR)特性实验。
(5)绝缘双极性晶体管(IGBT)特性实验。
五、预习要求阅读电力电子技术教材中有关电力电子器件的章节。
六、思考题各种器件对触发脉冲要求的异同点?七、实验方法(1)按图1-1接线,首先将晶闸管(SCR)接入主电路,在实验开始时,将DJK06上的给定电位器RP1沿逆时针旋到底,S1拨到“正给定”侧,S2拨到“给定”侧,单相调压器逆时针调到底,DJK09上的可调电阻调到阻值为最大的位置;打开DJK06的电源开关,按下控制屏上的“启动”按钮,然后缓慢调节调压器,同时监视电压表的读数,当直流电压升到40V时,停止调节单相调压器(在以后的其他实验中,均不用调节);调节给定电位器RP1,逐步增加给定电压,监视电压表、电流表的读数,当电压表指示接近零(表示管子完全导通),停止调节,记录给定电压Ug调节过程中回路电流Id以及器件的管压降Uv。
电力电子技术实验指导书目录实验一单相半波可控整流电路实验 (1)实验二三相桥式全控整流电路实验 (4)实验三单相交流调压电路实验 (7)实验四三相交流调压电路实验 (9)实验装置及控制组件介绍 (11)实验一单相半波可控整流电路实验一、实验目的1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用;2.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作做全面分析;3.了解续流二极管的作用;二、实验线路及原理熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图,了解各点波形形状。
将单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”端接至晶闸管的门极和阴极,即构成如图1-1所示的实验线路。
图1-1 单结晶体管触发的单相半波可控整流电路三、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;=f(α)特性的测定;3.单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U24.单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察;四、实验设备1.电力电子实验台2.RTDL09实验箱3.RTDL08实验箱4.RTDL11实验箱5.RTDJ37实验箱6.示波器;7.万用表;五、预习要求1.了解单结晶体管触发电路的工作原理,熟悉RTDL09实验箱;2.复习单相半波可控整流电路的有关内容,掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时,电路各部分的电压和电流波形;3.掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。
六、思考题1.单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象?如何解决?七、实验方法1.单相半波可控整流电路接纯阻性负载调试触发电路正常后,合上电源,用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压波形UVT ,调节电位器RP1,观察α=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、UVT波形,并测定直流输出电压Ud和电源电压U2,记录于下表1-1中。
2.单结晶体管触发电路的调试RTDL09的电源由电源电压提供(下同),打开实验箱电源开关,按图1-1电路图接线,负载为RTDJ37实验箱,选择最大的电阻值,调节移相可变电位器RP1,用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形(即用于单相半波可控整流的触发脉冲)。
实验一三相半波整流电路研究一实验目的1 熟悉晶闸管触发电路的工作原理、接线和各元件的作用。
2 观察并并理解掌握三相半波可控整流电路在电阻负载和电感负载的作用情况。
3 理解续流二极管的作用二实验电路见图1三实验设备同步变压器220V/60V灯板滑动变阻器电抗器示波器万用表四实验内容及步骤1 断开S1,接上电阻负载后,再闭合S1。
当触发角为0°时观测u d i d u vt波形并记录。
2同理,当触发角为60°时观测u d i d u vt 波形并记录。
3接上电感负载观察触发角为60°时观测u d i d u vt 波形并记录。
4电阻负载共阴极接法触发角为60°时观测u d i d u v 波形并记录。
五 参考文献 六思考题对比三种负载在触发角为60°时电压、电流波形。
分析波形异同的原因。
电感负载,考虑两倍的安全裕量,如何确定晶闸管的额定电压和额定电流。
如果00=α,A 相的触发脉冲消失。
绘制电阻负载下整流电压d u 的波形,并对波形加以文字描述实验二单相半波可控整流电路研究一实验目的1 熟悉晶闸管触发电路的工作原理、接线和各元件的作用。
2 观察并并理解掌握单相半波可控整流电路在电阻负载和电感负载的作用情况。
3 理解续流二极管的作用二实验电路见图2三实验设备同步变压器220V/60V灯板滑动变阻器电抗器示波器万用表四实验内容及步骤1 断开S1,接上电阻负载后,再闭合S1。
当触发角为0°时观测u d i d u vt波形并记录。
2同理,当触发角为60°时观测u d i d u vt波形并记录。
3当触发角为90°时观测u d i d u vt波形并记录。
4 接上电感负载观察触发角为0°90°时观测u d i d u vt波形并记录。
5接上电感负载与续流二极管观察触发角为0°90°时观测u d i d u vt波形并记录。
电力电子实验指导书1.确保人身安全。
注意通电前人体幸免和电路相关裸线接触。
不得在实验室内开玩笑,以免发生意外。
严禁穿拖鞋进入实验室。
2.确保设备安全。
详细阅读设备的使用说明,方可上机操作设备。
一样情形下,不随意调整设备运行参数,以免给设备带来损坏。
3.确保接线安全。
(1)弱电的线不能插在强点线的插孔上;(2)线不够长时,不能相接,以确保人身和设备安全。
4.实验指导:同学们在实验过程中遇到问题时,第一要通过查阅相关资料。
假如问题仍无法解决,能够找本班同学交流探讨。
若问题依旧存在,再找相关的指导老师。
5.工位“三包”:实验过程中最好将示波器摆放到实验桌的顶部以方便使用并保持实验工位邻近的整洁。
各工位的同学离开实验室前(或实验终止后),必须整理好工位。
具体包括:切断各自工位设备的电源,整理导线、摆放桌椅,处理垃圾等等。
6.实验班级注意事项:1)每次实验前各班必须指定一个同学作为当日的值日生,该同学协助实验室老师组织和治理好本次实验,值日生必须提早联系相关实验室老师以便师生都做好相应的预备。
2)值日生必须在该次实验完毕后在相应的实验项目治理卡上签名确认。
3)值日生必须督导全体同学做好工位三包。
4)值日生离开实验室的时候之前应切断总电源(含动力电源和照明电源以及风扇、空调等),并将实验室门反锁。
5)值日生必须最后走。
电子信息与电气工程系电力电子技术实验室一.NMCL —31A 挂箱N MCL —31A 由G (给定),零速封锁器(速度变换器(FBS ),等部份组成。
1. G (给定):原理图如图1-1。
(1)0V 突跳到正电压,正电压突跳到0V ; (2)0V 突跳到负电压,负电压突跳到0V ; (3)正电压突跳到负电压,负电压突跳到正电压。
正负电压可分别由RP1、RP2两多圈电位器调剂大小(调剂范畴为0-±13V 左右)。
数值由面板右边的数显窗读出。
只要依次扳动S1、S2的不同位置即能达到上述要求。
电力电子实验指导书俞佳目录电力电子实验指导书 (1)实验注意事项: (4)实验一功率场效应晶体管(MOSFET)参数测定和锯齿波触发电路的研究 (5)一.实验目的 (5)二.实验内容 (5)三.实验设备和仪器 (5)四、实验线路 (5)五.实验方法 (5)六.实验报告 (7)实验二功率场效应晶体管(MOSFET)驱动电路的研究 (7)一.实验目的: (7)二.实验内容 (7)三.实验设备和仪器 (7)四、实验线路及步骤 (8)五.实验报告 (9)六.思考题 (9)实验三单相桥式全控整流电路和三相桥式半控整流电路实验 (9)一.实验目的 (9)二.实验线路及原理 (10)三.实验内容 (12)四.实验设备及仪器 (12)五.注意事项 (12)六.实验方法 (12)实验四三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 (13)一.实验目的 (13)二.实验内容 (13)三.实验线路及原理 (13)四.实验设备及仪器 (13)五.实验方法 (13)实验五直流斩波电路(设计性)的性能研究 (16)一.实验目的 (16)二.实验内容 (16)三.实验设备及仪器 (16)四.实验方法 (16)实验六单相交流调压电路实验(改) (17)一.实验目的 (17)二.实验内容 (17)三.实验线路及原理 (17)四.实验设备及仪器 (18)五.注意事项 (18)六.实验方法 (19)七.实验报告 (19)实验七采用自关断器件的单相交流调压电路研究 (20)一.实验目的 (20)二.实验内容 (20)三.实验系统组成及工作原理 (20)四.实验设备和仪器 (21)五.实验方法 (21)六.思考题 (22)实验注意事项:1. G(给定):原理图如图0-1。
它的作用是得到下列几个阶跃的给定信号:(1)0V突跳到正电压,正电压突跳到0V;(2)0V突跳到负电压,负电压突跳到0V;(3)正电压突跳到负电压,负电压突跳到正电压。
正负电压可分别由RP1、RP2两多圈电位器调节大小(调节范围为0 13V左右)。
东华大学信息学院电力电子技术实验指导书2014年4月目录实验一晶闸管触发电路研究实验二单相桥式半控整流电路实验三三相桥式整流电路实验四三相有源逆变电路附录一固纬GRS-6032A示波器使用简介附录二固纬GRS-6032A示波器面板图片《电力电子实验》一般注意事项:1.每次合、分主回路电源前要将各高、低压调压器(如:三相交流调压器、G给定Ug电位器)旋至最小位置,电阻器置最大值。
2.晶闸管控制极内部已连线至触发电路,面板上插孔禁止连接导线。
3. 使用双踪示波器时两个探头的接地线要共点,以免因电压差造成过流。
测量Ud时示波器探头的正极(红线)置晶闸管共阴极,负极(黑线)置晶闸管共阳极;UVT是晶闸管阳极对阴极的电压,测量时探头红线置阳极,黑线置阴极。
4. 交直流表要分清,选择量程要符合要求。
5.“主电源送电”的含义是:按下交流电源“闭合“的绿色按钮。
6. 数字表计的读数显示滞后于调节进程,因此相应的操作宜缓。
固纬GRS-6032A示波器的使用1.示波器调节的主要目标显示为:屏幕上方显示信息:“ smpl ”屏幕下方显示信息:“DC 2V(或5V) 2 mS (或5mS) LINEf AC”2.测量前扫描线居中校准:对“CH1”/ “CH2”通道选择“GND”方式后,调节“POSITION”使扫描线居中。
3. TIME/DIV一般选择5mS,正弦波一个周期在水平方向占4格(90°/格)4.测试过程LEVEL、POSITION、TIME/DIV、X1/MAG等功能键钮均不能随意操作,以免引起波形在水平、垂直方向的移动,影响测量结果。
实验一锯齿波同步移相触发电路实验一.实验目的1.锯齿波同步移相触发电路的工作原理。
2.掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。
3.测试锯齿波同步触发电路各点波形及移相特性。
二.实验内容1.锯齿波同步触发电路的调试。
2.锯齿波同步触发电路各点波形观察,分析。
三.实验线路及原理锯齿波同步移相触发电路主要由同步电源、同步信号、锯齿波形成、脉冲移相、脉冲形成、脉冲放大、脉冲输出七个环节。
实验八 双闭环直流调速系统
的调试与机械特性的测试
一、实验目的
l.理解双闭环直流调速系统的结构特点、工作原理和保护环节的作用。
2.掌握双闭环直流调速系统各单元的联接。
3.学会双闭环直流调速系统的调试、性能分析和故障排除。
二、实验设备
高自EAD —I 型电力电子与自控系统实验装置
万用表
双踪示波器
直流电动机组
三、实验电路
1.主电路见图7-l 。
2.整流变压器及同步变压器电路见图7-2。
3.S3B 三相集成触发电路见图7-3。
4.电流调节器与速度调节器见图8-1所示。
四、实验电路的工作原理
主电路、整流变压器及同步变压器电路。
S3B 三相集成触发电路工作原理见实验七。
1.双闭环直流调速系统原理
双闭环直流调速系统的示意图如图8-2所示。
由图8-2可见,速度和电流双闭环调速系统是由速度调节器ASR 和电流调节器ACR 串接后分成两级去进行控制的,即由ASR 去“驱动”ACR ,再由ACR 去“驱动”触发器。
电流环为内环,速度环为外环。
ASR 和ACR 在调节过程中起着各自不同的作用:
电流调节器 ACR 的作用:
1)稳定电流,使电流保持在β*i d U I 的数值上,式中β为电流反馈系数。
从而依靠 ACR 的调节作用,可限制最大电流,*im U 为电流调节器给定电压的最
大值,调节RP4,即可调节*im U 的大小,亦即调节最大电流dm I 的数值。
2)当电网波动时,ACR 维持电流不变的特性,使电网电压的波动,几乎不对转速产生影响。
3)起动时保证获得允许的最大电流。
4)在转速调节过程中,使电流跟随其给定电压*i U 变化。
图8-1 电流调节器与速度调节器
图2-2 双闭环直流调速系统的示意图
速度调节器 ASR 的作用:稳定转速,使转速保持在 α/sn U n ≈的数值上。
式中sn U 为速度调节器的给定电压,α为转速反馈系数,调节RP6,即可整定α的数值,因此在负载变化(或参数变化或各环节产生扰动)而使转速出现偏差时,则靠ASR 的调节作用来消除速度偏差,保持转速恒定。
式中sn U 为速度调节器的给定电压,调节RP1,即可调节sn U 的大小,亦即调节转速的大小。
2.电路各环节的工作原理
1)图8-1中运放器U1A构成的电路为速度调节器,它是比例积分调节器。
它输出电压的极性为负,8.2V稳压管为反向限幅,其给定电压为0~8V。
在运放器输入端还设置了一个由-12V电压、2MΩ和5.1KΩ电阻组成的分压电路,提供一个-0.03V负偏置电压,以防止干扰信号引起误动动作。
2)图8-1中运放器U1B构成的电路为电流调节器,它是在比例积分调节器的基础上,增加了一个100K的反馈电阻,有利电流环的稳定。
它输出电压的极性为正,8.2V稳压管为正向限幅。
3)图8-1中运放器U1C为反相器(输出电压极性为负),它与8.2V稳压管,2KΩ电阻及+12V电源为触发电路提供0~8.2V的给定电压。
4)图中I1、I2和I3端为三相电流互感器的输出,它们经三相桥式整流后,成为电流反馈的直流信号。
此信号经阻容滤波后,送往运放器U2A的输入端,U2A为一惯性调节器,(起平稳与滤波作用)输出有两路,一路作为电流负反馈信号,送往电流调节器输入端,另一路送往电流截止负反馈环节。
惯性调节器输出的电流信号的极性为正,与速度调节器输出的负极性电压比较,构成负反馈,送往电流调节器。
与此同时,由惯性调节器输出的电流信号,还送往由运放器U2B构成的比较器的(+)端。
去与由+12V电源、15KΩ及RP8电阻构成的基准电压(比较器的(-)端)进行比较。
(此基准电压代表截止电流的数值)。
当电流信号大于基准电压(意味着电流超过了截止电流)时,则比较器立即输出饱和电压(正极性),电流调节器使电流迅速下降,从而起到电流截止保护作用(作用时间仅为10ms,否则为100ms)。
而且此比较器有自锁电路(二极管和2K电阻构成的正、反馈环节,若不断开电源,排除故障,系统不会工作)。
由上述分析可见,由U2A构成的为电流负反馈环节,起限流作用:而由U2B 构成的为电流截止负反馈环节,起过电流保护作用。
五、实验内容与实验步骤
由于电流负反馈与电流截止负反馈之间相互作用,所以要分别整定。
事实上,只有当前者失效后,后者才起作用,所以应先调电流负反馈环节,调好后拆去,再调电流截止负反馈环节,调整好再同时接上。
1.电流负反馈环节整定
1)把电流调节器输出电压U c接到S3B触发单元的控制电压U c上。
并对该单元加上+12V、-12V电源及地线(接一处即可)。
把转速调节器输出接至电流调节器的输入端。
按照图8-1电路图完成U1A、U1B、U1C之间的联线以及电源线。
2)以 100Ω(2A)变阻器作为负载,并置于最大电阻状态,在主电路输出端
串入电流表,在电阻上并入电压表。
3)在给定电压处,接入RP1输出的U S 电压,调节RP1,使输出U S 大于0V ,此时速度调节器(A U 1)输出*i U 为多大?速度调节器出于什么状态?
4)适当调节RP 4,使其输出*i U 为-3V,然后调节负载电位器,使负载电流为
1.1A (注意观察电流表,负载电流不能大于1.1A )。
5)RP6和RP7配合调节,使U2A 的输出(电流反馈信号)U i =3V 后,将U i 接入电流调节器(U1B )的输入端,此时负载电流会发生什么变化?U i =?。
6)调节RP 4使负载电流回升到1.1A ,此时U i =?电流环反馈系数为多大?该过程表明,电流调节器给定电压,与1.1A 负载电流负反馈的作用处于对等状态。
7)断开电源,电流环整定完毕。
思考第6)步的目的是什么?
2.速度环的调试与整定
1)将调节器模块上Uc 处线头改接到RP1的输出端Rs 处,将RP1调至最大(顺时针调到低),去掉可变电阻,将直流电动机接入,测速发电机的反馈电压n U 接到图8-1中fn U 接线端,注意反馈信号n U 的极性,应将(-)端接fn U ,(+)端接地。
2)送电,调节RP1,使转速为min 1000r n nom =(额定转速)。
3)调节RP2,使其输出电压等于-7.5V ,断电。
该步骤目的是什么?转速反馈系数?=α
3.双闭环系统静态性测试
1)将系统连接为双闭环系统(电动机机组光电测速装置接220V 交流电源,涡流装置电源接单相调压器,加载时以涡流制动主、机械制动为辅。
)
2)先将RP 1调至最小(逆时针调到最低),再一次检查各单元之间的联线有无差错,若正确无误,且接线牢靠,可接通电源。
然后,逐渐加大给定电压。
观察系统运行是否正常,有无振荡,转速是否调节。
电压、电流波形是否正常。
3) 调节RP 1,使电机端电压达到 V U d 90=,记录此时转速,先通过涡流制动装置(调节交流调压器,电压由0~100V )加载,然后再适当增加机械制动力。
使电机电流分别为空载, 0.3A 、 0.5A 、 0.7A 、 0.9A 和 l.1A 。
同时记录下对应的电机转速。
调节RP 1,使电机电压分别为V U d 50=,重复上述实验,并记录下有关数据。
六、实验注意事项
1. 对指导书中的叙述仔细阅读。
认真领会,写好调试大纲与实验步骤。
2. 要逐步调试,发现问题,要结合所学理论知识,进行研究与探讨,加以解决。
问题解决前,不要急于去做完实验。
因为调试过程的故障分析与排除,能有效地提高分析能力与实践能力。
3. 根据实验指导书中所提问题,书写实验报告,并写出在实验中所遇到的问题以及解决措施。
4. 回答指导书中所提问题。
5. 写出试验的心得体会。