交流调速系统实验指南.doc

1、EL-DS- 型电气控制系统综合实验台交交 流流 调调 速速 系系 统统实实 验验 指指 南南V3.1北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司实 验 注 意 事 项 3 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:实 验 注 意 事 项（一） “综合实验台”及其挂箱初次使用或较长时间未用时，实验前务必对“实验台”及其挂箱进行全面检查和单元环节调试。（二）实验前，务必设置系统工作状态，并按下表正确选择主变压器二次侧相电压，认真检查各开关和旋钮的位置以及实验接线是否正确，经教师审核、

2、检查无误后方可开始实验。主变压器二次侧抽头输出电压及其适用范围转换开关 SC 位号 1 2 3二次电压（线相） 90V52V 220127V 380220V适 用 范 围 110V 直流电动机可逆调速220V 直流电动机可逆调速、线电压 220V 鼠笼式电机变频调速与调压调速。线电压 380V 鼠笼式电机变频调 速、 调压调速及绕线是电 机的串 级调速。（三）出现任何异常，务必立即切除实验系统总电源（或按急停按钮 ） 。（四）为防止调速系统的振荡，在接入调节器时必须先将 RC 环节设定为1： Error! No bookmark name given.1 的比例状态，实验时按需改变 RC 值，

3、直至满足要求。（五）本实验台“过流”信号取自“三相电流检测及变换(DD04)”单元。因此，在所有交、直流实验电路中都已接入（DD04）单元，但应经常检查，确保过流保护单元工作正常。（六）无“电流闭环” 又无“电流截止负反馈” 的系统，务必采用“积分给定”输出，如果用阶跃起动，给定需从 0V 缓慢起调。（七） “闭环系统”主控开启前，务必确保负反馈极性和接线正确、各个调节器性能良好、 “限幅值”正确无误。（八）实验前，先将负载给定调为 0（发电机负载则将负载变阻器断开或置于阻值最大） ，实验中按需调节负载给定，逐步增大负载，直至所要求的负载电流。且不能长时间使电机工作在超额定状态。（九） “电流

4、开环”的交流调速系统，给定以积分输出（Un *2 ）给出。（十） “双踪示波器”测试双线波形，严防因示波器“双表笔”共地而引起系统短路。（十一）本“实验注意事项” ，适用于采用本实验台的所有实验。任何改接线，首先断开电源；一旦有异常，迅速按急停开实 验 注 意 事 项 4 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:关，切断电源！前 言 5 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-m

5、ail:前 言交流调速系统实验指南 是本公司主要教学实验设备 “EL-DS-III 型 电气控制系统综合实验台”关于交流调速系统实验的配套资料之一。是根据国内不同层次、不同类型的大学本、专科相应专业的有关教学大纲、教材资料和实验要求，结合本“综合实验台”的基本功能和技术特点，专门聘请在“工业电气自动化”方面长期从事专业教学和实验研究的、有丰富教学经验和实验实践的教授、专家编写而成。考虑到本“实验台” 技术性能的综合性、灵活性、可塑性以及其宽广的适应能力， 交流调速系统实验指南提供了多个以模拟电路为核心的典型教学实验，主要包括电力拖动自动控制系统课程交流调速部分中，有关“鼠笼转子异步电动机调压调

6、速系统” 、 “绕线转子异步电动机串级调速系统”和“变频调速系统”的开环和单、双闭环控制的的基本实验内容。用户单位可根据各自学校相关专业的教学层次和专业特点，选择其中实验项目，做为教学实验内容。也可以根据配套资料触发器挂箱 II（DST2 ）使用说明 、 、 给定挂箱(DG01)使用说明 、 控制器挂箱 I（DSC01）使用说明 、 调节器挂箱I(DSA01)使用说明 、 调节器挂箱 II(DSA02)使用说明以及本实验指南，自行组合相应实验项目和内容。有关空间矢量控制的现代变频调速系统以及通用变频器等交流实验内容主要由“专用控制器挂箱(DSS01)” 、 “专用控制器挂箱 (DSS02) ”

7、以及 IPM主电路挂箱(DSM02)来实现，详见专用控制器挂箱 (DSS01) 使用说明 、IPM 主电路挂箱(DSM02) 使用说明和专用控制器挂箱(DSS02) 使用说明等。本实验指南并非“实验教学大纲” ，也非专业“教材” ，是用于“实验教学”的参考资料，主要供使用本“综合实验台”时的参考，敬请注意。本实验指南除作为“实验教学”的参考资料外，还可供相关专业本科和专科学生的“课程设计” 、 “毕业设计”以及硕士研究生和专业教师课题研究的参考，也可供工矿企业有关技术设计和工业运行时的参考。作为 “综合实验台” 的一种配套资料，本实验指南的编写具有一定的局限性和较强的针对性，作为参考资料必定存

8、在众多不足。由于编者考虑不周和时间紧迫等诸多因素，不尽人意、缺点、错误之处在所难免，敬请批评、指正。并对参加本“实验指南”的编写、校阅、典型系统及其单元环节的调试人员顺致谢意！ 北京精仪达盛科技有限公司技术资料编写组2008 年 2 月目 录 0 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:目 录常用符号表 2 实验 要求与实验报告 内容 3 实验一、 鼠笼 转子 异步电 动机变压调速系统 4实 验二 、转速、电 流双闭 环控制的 鼠笼转子异步电动机变压调速系统 12实验三、绕 线转子

9、异 步电动 机串级 调速系统 19实验四、转速、 电流双闭环控 制的绕线 转子异步电动 机串级调速系统28实验五、恒压 频比 控制 下异步电动机的 机械特性研究 35实验六、转速开 环的电压源 型异步电 动机变频调速系统 41实验七、转速闭环 的电压 源型 异步电动机变频调速系统 47实验八 、转速闭环、 转差频 率控制的异步电动机变频调速系统 52实验九、通 用变 频器控制调 速系统 55附录一：交流调速 实验相关参数表 57附录二：交流调速系统典型实验电路 59附图 21、 鼠 笼转子异步电动机变压调速系统 60附图 22、 转速、电流双闭环控制的鼠笼转子 异步电动机变压调速系统 61附图

10、 23、 绕线转子 异步电动机串级调速系统 62附图 24、 转速、电流双闭 环控制的绕线转子异步电动机串级调速系统63附图 25、恒压频比控制下异步 电动机的机械特性研究 64附 图 26、 转速开环的电压源型异步电动机变频调速系统 65附图 27、转速闭环的电 压源型异步电动机变频调速系统 66附图 28、 转速闭环、转 差频率控制的异步电动机变频调速系统 67附图 29、 三 相 脉 宽 控 制 器 （ SPWM） 原 理 图 68附图 210、I PM 智 能 三 相 逆 变 桥 功 率 模 块 （ IGBT） 原 理 图 69常 用 符 号 表 2 EL DS 型 电 气 控 制 综

11、 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:常 用 符 号 表n 转速n0 空载转速n n o m 额定转速n* 转速比 n n0S 转差率 S（ n0 n ）n 0Te 负载转矩T*e 转矩比 T*e Te T GmTGnom 交流异步电机额定负载转距TGm 交流异步电机最大负载转距TGb 堵转转距T*eb 堵转转矩比 T*eb TGbT GmIs 交流异步电机定子电流ISnom 交流异步电机定子额定电流USnom 交流异步电机定子额定电压P nom 额定功率U*n 转速给定电压Un 转速反馈电压U*nm 转速给定最

12、大电压U*i 电流给定电压Ui 电流反馈电压U*im 电流给定最大电压U *vm 电压给定最大电压Uct 触发挂箱输入电压 转速反馈系数 电流反馈系数 电压反馈系数 min 最小逆变角 max 最大逆变角实 验 要 求 与 实 验 报 告 内 容 3 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:实 验 要 求 与 实 验 报 告 内 容一、实验要求：（一）实验前做好预习，熟悉相应交流调速系统及其组成单元的工作原理和应用特点，了解引入反馈和特定控制环节的意义和作用原理。（二）实验前认真阅

13、读“实 验 注 意 事 项 ”、 相 应 “实 验 指 南 ”以 及相关教材、资料等，完成有关实验参数的设计、计算（机组和综合实验台的有关参数，由实验室提供或实验前到实验室咨询、了解） ，认真准备好相应实验的思考题，以备正确回答实验指导老师的课前提问。（三）按指定时间、指定地点准时进入实验室参加实验，不迟到、不早退、不无故缺席、不在实验室嬉笑打闹、不随意乱动与本次实验无关的其它实验室设备、仪器。实验完毕，认真整理实验台、归还实验设备、仪器，清理好实验现场。（四）熟悉实验内容，认真听取实验指导老师的讲解、指导；勤学多问、胆大心细、勇于探索、不放过任何实验现象；认真完成实验全过程，正确观察现象、记

14、录实验数据、绘制实验曲线。（五）实验后，根据指定实验报告格式，按要求内容，认真、及时完成实验报告，并于指定时间、地点及时送达实验室。（六）严格遵守实验须知和实验室安全规范，如有异常及时切断实验电源，并立即报告实验指导老师。二、实验报告内容：（一）实验名称、目的和主要实验内容。（二）实验电路组成框图，实验系统及其组成环节的作用原理。（三）机组和实验台主要参数，完成系统及其环节有关参数的设计、计算。（四）认真整理实验数据，绘制实验曲线。（五）分析、讨论实验中出现的各类实验现象和故障的原因。（六）实验的收获、体会及改进意见、建议等。三 、 关 于 负 载 ：负载选择有两种：“磁粉制动器+负载控制器”

15、或“直流发电机+电阻” ，其中磁粉制动器负载有“恒转矩” 、 “恒功率”和“函数型”等模式，操作简便，实 验 要 求 与 实 验 报 告 内 容 3 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:方便通过计算机控制加载，故推荐使用磁粉制动器作为电机机组负载。实 验 一 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 变 压 调 速 系 统 0 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mai

16、l:实 验 一 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 变 压 调 速 系 统一、实验目的1熟悉“鼠笼转子异步电动机开环变压调速系统” 的组成。2了解实验系统主要组成单元的作用及其基本调试方法与注意事项。3熟悉“鼠笼转子异步电动机”的开环机械特性及其实验测定方法。4熟悉“鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的起、制动控制。 二、实验内容1 “鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的电路连接及静态参数整定。2 “鼠笼转子异步电动机”的开环机械特性测试。 3 “鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的起、制动控制。4分析、讨论“给定积分器”在“鼠笼转子异步电动机变压调速系统”中的作用。三、实验设备与仪器1综合

17、实验系统主体（主控制箱）及其主控电路、转速变换、电流检测电路等单元以及负载控制器单元、2可控硅主电路挂箱(DSM01)“I 组晶闸管”单元3触发电路挂箱 II(DST02)DT04 单元 GTI 或 GTII 4给定单元挂箱(DSG01) DG01 单元5鼠笼转子异步电动机 +磁粉制动器+ 旋转编码器机组。6慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器。7微机及打印机（存储、演示、打印实验波形，可无，但相应实验内容省略） 。四、实验电路的组成“鼠笼转子异步电动机开环变压调速系统” 是较简单的交流变压调速系统，但由于不存在转速和电流闭环，动、静态特性都很差，并无实际应用，此处仅作为基本实验内容而予以分

18、析、讨论。系统的组成如图 11 所示，接线电路见附图 21。如图 11 所示，系统主要由“DG01” 、 “DT04”、 “DSM01”和转速变换（DD02） 、电流检测等基本单元以及主控电路、鼠笼转子异步电动机 +磁粉制动器+ 旋转编码器机组等组成。实 验 一 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 变 压 调 速 系 统 1 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:五、实验方法与步骤（一）实验电路连接、检查及静态参数整定。1分别按 DSM01、DT02、DSG01 各挂箱使

19、用说明中相应环节的调试方法和要点，检查、调试各单元环节，直至满足要求。本系统中“给定及给定积分器(GIR)”单元的输出务必取 U*n2，且积分斜率十分重要，斜率小则制动时间太长，斜率大则引起冲击电流过大。调试中应予注意。该参数出厂前已经整定。注： 该 步 骤 由 实验 室老 师 先行完成 为 宜 。2按照 附图 21 连接系统（注：挂件之间有信号连接时需要共信号地） ，并认真检查直至正确无误； “状态切换”置“交流调速”档 ，将给定单元(DG01)的极性开关 S1 和阶跃开关 S2 拨向上方，并且设置正、负给定为 0；负载控制器单元（DD07）负载模式选择为恒转矩模式，负载给定调为 0；经实验

20、指导教师检查确认后，闭合系统总电源，检查各指示灯状态，确认无异常后开始以下步骤。注意：主控面板显示的电压值为隔离变压器相电压，选择 3 档（即显示电压为 220V）时，电机定子应采用星形连接！3闭合控制电路（左下面板控制按钮 ON） ，用“慢扫描双踪示波器”检晶 闸 管 主 电 路M3B ID D 0 6g 1 g 6D T 0 4D G 0 1U n 2* K MT MM SE C磁 粉制 动 器旋 转编 码 器图 1-1 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 变 压 调 速 系 统 框 图实 验 一 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 变 压 调 速 系 统 2 EL DS 型 电

21、气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:查“触发单元（DT04 GT I） ” 的零位，是否满 U*n20 时， 150，并检查 G1G6 各相脉冲是否对称。4闭合主电路（按下主电路按钮 ON） ，缓慢增加给定 U*n2 以起动电动机直至空载转速 nn 0，同时观察运行情况，若有异常，立即按急停按钮中断实验；读取任一相定子电压（即右上面板主电路数字显示，或用万用表测量任一相定子电压 1） ，直至 USU Snom 读取此时之给定即 最 大 给 定 压 U*nm 录于表11 并 保 持 之 ， （ 为

22、何 应 同 时 满 足 转 速 nn 0 、定子电压 USU Snom ？ ） 。5增大负载给定，直至电机的转速 nn nom1400 转/ 分，读取此时的负载转矩 Tenom，录于表 1 1。最后缓慢减少给定至 0V ，待电机停止后，减小负载至 0。表 11 鼠笼转子异步电动机开环变压调速系统主要静态参数给 定 （V） 负 载 转 矩 （N.m） 原 始 数 据 （ 按 电 机 名 牌 录 入 ）U *n m Te nom P nom （W） n nom （r p m）U S nom （V）I S nom （A）（ 二 ） 开 环 机 械 特 性 测 试1缓慢增大给定至 U*n U*nm、n

23、n 0 保持之；负载选择为恒转矩模式，逐步增大Te给定，获取异步特性上的一个特殊点(需反复调试)，读取此时之负载转矩Te=T Gm。录于表1-2；缓慢减小给定至0，待电机停止后，减小负载给定至0。2缓慢增大给定至 U*n U*nm、nn 0 ，并保持之；逐步增大负载给定，使负载转矩在“0- T Gnom - T Gm”之间，分别读取五级转速n和转矩T G，并计算相应的转差率S （ n0 n ）n 0和转矩比T *e Te T Gm，且录于表1-2。T e略大于T Gm后，注意观察转速n和转矩T e的变化，并读取堵转时的转矩T Gb以及计算堵转转矩比T *eb TGb T Gm也录于表1-2；最

24、后缓慢减少给定至0，待电机停止后减小负载转矩给定至0。3缓慢增大给定 U*n至约（12）U *nm ， （ nn 0 ？） ；重复步骤2，读取五组数据 n Te 、T Gb， 并 计 算 S 、 T*G、 T*Gb也 录于表12。4减小给定至0，待电机停止后切断主电路，同时将负载给定至 0 。5按表 12 数据分别绘制高、低给定时的两条机械特性 S = f（T *G）于1 主电路配有相电压数显表头。实 验 一 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 变 压 调 速 系 统 3 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达

25、盛 科 技 有 限 公 司E-mail:表 1 2 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 机 械 特 性 实 验 数 据 (恒 转 矩 负 载 )U *n U *nU *nm U *n（12）U *nm0 T G1 T Gnom T G3 T Gm T Gb 0 T G1 T Gnom T G3 T Gm T GbTe（N.m）T*en0(S0)n1(S1)nnom(Snom)n3(S3)nm(Sm) 0n0( S0 )n1 ( S1 )n2( S2 )n3 ( S3 )nm( S m ) 0n（r min）S图12中，此即异步电动机的“固有特性” 和 “人工特性” 。此外，还可取（23

26、）U *nm 、 （13）U *nm 或 更 多 个 给 定 ， 依 次 绘 制 多 条 “人 工 特 性 ”。另，如果选用发电机作为负载，根据交流异步电动机的机械特性 nf （T e） ，由于其电磁转矩 Te 不是定子电流 Is 的线性函数，不能如同直流电动机那样，直接用 n f（I s）代替。如何检测电磁转矩 Te，是测试机械特性的关键。为此，建议并推证以下方法：图 1 2 交 流 异 步 电 动 机 的 开 环 机 械 特 性 (恒 转 矩 负 载 )固有特性 人工特性实 验 一 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 变 压 调 速 系 统 4 EL DS 型 电 气 控 制 综

27、合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:交流异步电动机负载发电机组按图13接线 。不难得出交流电动机 M的输出机械功率 PM和负载发电机G 的电磁功率 PG 分别为：PM Te n （11）PG EG IG （12）式中 EG 、I G 分别为负载发电机的开路电势和负载电流，因为 EG C e n ，C e为负载发电机的电势常数，忽略空载损耗则 PM PG ，所以有 Ten C e n IG于是得 Te Ce IG （13）式（13）说明，交流电动机的电磁转矩 Te 与负载发电机的电枢电流 IG之间存在线性关系，且与

28、转速 n无关。于是，可通过检测负载电流 IG ，以 nf（I G）来间接描述交流异步电动机的机械特性 nf（T e） 。异步电动机发生最大转矩 Tm（此时的转差率为 Sm ）时是异步特性上的一个特殊点，可分别定义最大负载电流 IGm， 最小负载电阻 RGmin。此“特殊点”实验中不易获取，当 IG 略大于 IGm 后，将进入异步特性的负阻特性区。顺便指出，以 nf（I G）间接描述 nf（T e）的方法及其相关 定 义 ， 适 用于 本 实 验 指 南 所 涉 及 的 各 个 交 流 实 验 。 机械特性的具体测试步骤如下：1缓慢增大给定至 U*n U*nm、nn 0 保持之；闭合负载开关S

29、G，逐步减图 13 交流异步电动机负载发电机组实 验 一 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 变 压 调 速 系 统 5 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:小负载电阻R G ，获取异步特性上的一个特殊点（需反复调试） ，读取此时的负载电流 IGI Gm， 并用万用表测量最小负载电阻 RGmin 录于表11； 缓慢减少给定至0，待电机停止后，增大负载电阻至最大值，分断负载开关S G 。表 1 3 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 机 械 特 性 实 验 数 据

30、 (发 电 机 负 载 )U *n U *nU *nm U *n（12）U *nm0 IG1 IGnom IG3 IGm IGb 0 IG1 IGnom IG3 IGm IGbIG（A）I*Gn0(S0)n1(S1)nnom(Snom)n3(S3)nm(Sm) 0n0( S0 )n1 ( S1 )n2( S2 )n3 ( S3 )nm( S m ) 0n（r min）S2再次缓慢增大给定至 U*n U*nm、nn 0 ，并保持之；闭合负载开关SG，逐步减小负载电阻 R G 使负载电流 IG 在“0 IGnom IGm” 之间，分别读取五组转速 n 和电流 IG ， 并 计 算 相 应 的 转

31、差 率 S（ n0 n ）n 0 和负载电流比 I*G IG I Gm （ 转矩比 T*e Te T Gm） 录于表13； IG 略大于 IGm 后，注意观察转速 n 和电流 IG 的变化，并读取堵转时的负载电流 IGb以 及计 算 堵转电流比 I*Gb I Gb I Gm 也 录于表13；最后缓慢减少给定至0，待电机停止后增大负载电阻R G 至最大，分断负载开关S G。3缓慢增大给定 U*n至约（12）U *nm ， （ nn 0 ？） ；重复步骤2，读取五组数据 n、 IG 、I Gb， 并 计 算 S 、 I*G、 I*Gb也 录于表13。图 1 4 交 流 异 步 电 动 机 的 开

32、环 机 械 特 性固有特性 人工特性实 验 一 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 变 压 调 速 系 统 6 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:a） 正 向 、 空 载 起 、 制 动 过 渡 过 程b） 正 向 、 带 载 起 、 制 动 过 渡 过 程图 15 带给定积分器的异步电动机正向起、制动过渡过程的转速和电流波形 电 机 转 速 n 负 载 电 流 IG4减小给定至0，待电机停止后切断主电路，同时分断负载开关S G ，并将负载电阻调至 RG RGnom。

33、5按表 13 数据分别绘制高、低给定时的两条机械特性 S = f（I *G）于图14中，此即异步电动机的“固有特性” 和 “人工特性” 。此外，还可取（23）U *nm 、 （13） U*nm 或 更 多 个 给 定 ， 依 次 绘 制 多 条 “人 工 特 性 ”。（三）系统起动与制动1阶跃开关拨向下方（端） ，置给定 U*n U*nm ，负载转距给定为零。通过阶跃开关完成“交流异步电动机空载起、制动”实验（注意，务必取给定输出自 U*n2 端） ，同时用双踪示波器分别测转速和三相电流检测单元（ DD04）的输出端，观察电机转速 n 和定子电流 I s 的波形（观察负载电流 I G 行否，为

34、什么？） ，临摹“正向空载起、制动”时的一组波形绘于图 15a） 。2电机停止后，闭合负载开关 SG 或增加恒转矩负载给定，完成“交流实 验 一 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 开 环 变 压 调 速 系 统 7 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:异步电动机带载起、制动” 实验，用双踪示波器观察电机转速 n 和定子电流 I s 的波形，临摹“正向带载起、制动”时的一组波形绘于图 15b) 。3分析、比较图 15 两组起、制动过渡过程曲线，得出相应结论。4*通过左下面板的微

35、机接口电路（DD01） ，接好微机系统，演示、存储、打印相应过渡过程曲线，供撰写实验报告和分析、研究系统动态性能。 （未配置微机时可采用“存储示波器” ，或将此项内容省略。 ）5实验完毕，旋动正、负给定电位器至 0；电机停止后，将极性开关S1、阶跃开关 S2 拨向上方；分断负载开关 SG，将负载电阻 RG 调至阻值最大；最后依次切断主电路和控制电路，并切断实验系统总电源。六、思考题11测试“异步电动机” 开环机械特性时，为什么要以 nf （I G）来间接描述 nf（T e）？并分析、讨论 “异步电动机” 机械特性的特点。12 “鼠笼转子异步电动机开环变压调速系统” ，在进行起、制动控制的过渡过

36、程实验时， 应特别注意些什么？实 验 二 双 闭 环 控 制 的 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 变 压 调 速 系 统 8 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:实 验 二 转 速 、 电 流 双 闭 环 控 制的 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 变 压 调 速 系 统一、实验目的1熟悉“转速、电流双闭环控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的组成及其工作原理。2熟悉“转速、电流双闭环控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统”及其主要单元环节的调试。3分析、研究“转速、电流

37、双闭环控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的静态特性及其特点。 4分析、研究“转速、电流双闭环控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的过渡过程及其参数对系统动态性能的影响。二、实验内容1系统的单元调试及系统静态参数的整定。2 “转速、电流双闭环控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的静态特性测试。3分析、研究“转速、电流双闭环控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统”突加给定起动和突加负载过渡过程及其参数对系统动态性能的影响。三、实验设备与仪器1实 验 台 主 体 （ 主 控 制 箱 ）及其主控电路、转速变换（DD02 ） 、电流检测及变换（DD06）单元以及负载控制器（DD07） 。2触发电路

38、挂箱 II 及可控硅主电路挂箱(DSM01) 的晶闸管组 I 单元3给定挂箱(DSG01)及调节器挂箱(DSA01)4控制器挂箱 I(DSC01) 6鼠笼转子异步电动机 +磁粉制动器+ 旋转编码器。7慢扫描双踪示波器。8数字万用表等测试仪器。9微机及打印机（存储、演示、打印实验波形，可无，但相应内容省略） 。四、实验电路的组成实 验 二 双 闭 环 控 制 的 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 变 压 调 速 系 统 9 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:“转速、电流双闭环

39、控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统”是一种既简单又有一定实用价值的交流变压调速系统，采用双环结构使系统的静、动态性能大有好转，在调速范围要求不高的中小容量异步电动机“交流调速系统”中还有应用。 “转速、电流双闭环控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统” 的组成系统框图如图 21 所示，具体接线见附 图 22。如图 2-1 所示，系统由 “DG01”、 “DA01”、 “DA03”、 “DT04”、和转速变换（DD02） 、电流检测变换(DD06)单元以及主控电路、负载控制器（DD07） 、异步电动机 + 磁粉制动器+旋转编码器机组等组成。五、实验步骤与方法（一）实验电路的连接与检查。1本实验系

40、统所使用的单元环节，与实验一基本相同，只是增加了DA01(ASR)、DA03(ACR I)二个调节器，以组成转速、电流双闭环。DA01、DA03 的调试方法和要点见调节器挂箱 I(DSA01)使用说明 。2按照 附图 22 连接系统线路， “状态切换”置“交流调速”档 ；检查转速和电流闭环的给定、反馈以及 ACR 的输出极性是否符合要求，将反馈系数 、 调至最大；将给定单元（DG01）的极性开关 S1、阶跃开关 S2 拨向上方，并且设置正、负给定为 0；负载给定调至 0；经实验指导教师检查确认晶 闸 管 主 电 路M3B ID D 0 6g 1 g 6D T 0 4D A 0 3U c t K

41、 MT MM SE C磁 粉制 动 器旋 转编 码 器D A 0 1U i*D G 0 1U n 2*U iB SD D 0 2D D 0 7负 载 控 制 器U nU nU i +图 2-1 转 速 、 电 流 双 闭 环 控 制 的 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 变 压 调 速 系 统 框 图实 验 二 双 闭 环 控 制 的 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 变 压 调 速 系 统 10 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司E-mail:后，闭合总电源开关，检查各指示灯状态，确

42、认无异常后开始以下步骤。3 ASR、ACR 经 RC 阻容环节接成 1 : 1 的比例状态（ R040k） ，两个反馈输入端先改为接地“” （即暂时去掉转速和电流负反馈输入） 。4闭合控制回路（左下面板控制按钮 ON） ，分别旋动正、反向给定电位器（由极性开关切换） ，依次使给定为0.5、2V ，用万用表分别测量ASR、 ACR 的输入、输出，检查其比例特性；取 U*n 2V， 两 调 节 器 外接 RC 电容取 Cn Ci 0.5 F 1 F，测量 ASR、ACR 的输出，按要求整定限幅值 U *i m 、U ctm ，录于表 21，并恢复 ASR、ACR 为 1 : 1 的比例状态。5用“

43、慢扫描双踪示波器”检查“触发单元（DT04） ” ，当 U *n0 时，应满足 150 ，并检查 G1G6 各相脉冲是否对称。6恢复转速和电流负反馈，即将 ASR 的反馈输入端恢复由“转速变换电路（BS ） ”单元输出端引入， ACR 的反馈输入端恢复由“电流检测及变换单元（DD06） ” 的“ Ui +”端引入 ，同时将反馈系数 、 调至最大。（二）系统静态参数整定1置正、负给定输出为0；阶跃开关、极性开关拨向上方；ASR、ACR按设计、计算参数（R n 、C n 、R i 、C i ）接成 PI 调节器。2依次闭合控制电路、主电路，读取任一相定子电压；逐步增加给定至 U *n2 U *n

44、m = +6V；待电机升速且稳定后，调节转速反馈，使转速 n 继续上升，直至 US USnom 、 n n0； 锁定转速反馈，读取相应数据并计算转速反馈系数 U*nm n0 ，录入表 21。表 2 1 双 闭 环 控 制 的 交 流 变 压 调 速 系 统 的 主 要 静 态 参 数 额 定 参 数 P nom （ W） n nom （ r min） US nom （V） I S nom （A）计 算 参 数 R n （K ） C n （F ） R i （K ） Ci （F ） = U *n mn o调 节 器 限 幅（ V）负 载 转 矩（ Nm ） 反 馈 系 数 = U *i nomI S nomU *i m Uc t m TGnom TGmax 3将负载控制器设置为恒转矩模式，同时调节电流反馈和负载给定，直至 n nnom 、 Te = TGnom， （ TGnom 和 后 述 TGm 同 表 12 或实验室提供）用实 验 二 双 闭 环 控 制 的 鼠 笼 转 子 异 步 电 动 机 变 压 调 速 系 统 11 EL DS 型 电 气 控 制 综 合 实 验 系 统 交 流 调 速 系 统 实 验 指 南北 京 精 仪 达 盛 科 技 有 限 公 司www.techshine.co