1、实验二 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统一实验目的1了解双闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。2熟悉电力电子及教学实验台主控制屏的结构及调试方法。3熟悉 NMCL-18，NMCL-33 的结构及调试方法4掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。二实验内容1各控制单元调试2测定电流反馈系数。3测定开环机械特性及闭环静特性。4闭环控制特性的测定。5观察，记录系统动态波形。三实验系统组成及工作原理双闭环晶闸管不可逆直流调速系统由电流和转速两个调节器综合调节，由于调速系统调节的主要量为转速，故转速环作为主环放在外面，电流环作为付环放在里面，这样可抑制电网电压波动对
2、转速的影响，实验系统的控制回路如图 1-8b 所示，主回路可参考图 1-8a 所示。系统工作时，先给电动机加励磁，改变给定电压的大小即可方便地改变电机的转速。ASR,ACR 均有限幅环节， ASR 的输出作为 ACR 的给定，利用 ASR 的输出限幅可达到限制起动电流的目的, ACR 的输出作为移相触发电路的控制电压，利用 ACR 的输出限幅可达到限制 min 和 min 的目的。当加入给定 Ug 后，ASR 即饱和输出，使电动机以限定的最大起动电流加速起动，直到电机转速达到给定转速（即 Ug=Ufn） ，并出现超调后， ASR 退出饱和，最后稳定运行在略低于给定转速的数值上。四实验设备及仪器
3、1教学实验台主控制屏；2NMCL 31A 组件；3NMCL 33 组件；4NMEL03 组件；5NMCL 18 组件；6电机导轨及测速发电机（或光电编码器） 、直流发电机 M01；7直流电动机 M03；8双踪示波器（自备） ；9万用表（自备） 。五注意事项1三相主电源连线时需注意，不可换错相序。2系统开环连接时，不允许突加给定信号 Ug 起动电机3改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“ 断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。4进行闭环调试时，若电机转速达最高速且不可调，注意转速反馈的极性是否接错。5双踪示波器（自备）的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（
4、只用一根地线即可） ，以免造成短路事故。六. 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）用示波器观察双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲（2）检查相序，用示波器观察“1”， “2”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。（3）将控制一组桥触发脉冲通断的六个直键开关弹出，用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为 1V2V 的脉冲。2双闭环调速系统调试原则（1）先部件，后系统。即先将各单元的特性调好，然后才能组成系统。（2）先开环，后闭环，即使系统能正常开环运行，然后在确定电流和转速均为负反馈时组成闭环系统。VT3
5、VT1VT6VT4 VT5VT2A直 流 电 流 表 ， 量 程 为 5A图 1-8a 不 可 逆 双 闭 环 直 流 调 速 系 统 主 回 路MG直 流 电 机励 磁 电 源R直 流 发 电 机 M01TG RD（3）先内环，后外环。即先调试电流内环，然后调转速外环。3开环外特性的测定（1）控制电压 Uct 由给定器 Ug 直接接入。主回路按图 1-8a 接线，直流发电机所接负载电阻 RG 断开，短接限流电阻 RD。（2）使 Ug=0，调节偏移电压电位器，使 稍大于 90，合上主电路电源，调节调压器旋钮，使 Uuv，U vw，U wu 为 200V，逐渐增加给定电压 Ug，使电机起动、升速
6、，调节 Ug使电机空载转速 n0=1500r/min，再调节直流发电机的负载电阻 RG，改变负载，在直流电机空载至额定负载范围，测取 78 点，读取电机转速 n，电机电枢电流 Id，即可测出系统的开环外特性 n=f (Id)。n(r/min)I(A)注意，若给定电压 Ug 为 0 时，电机缓慢转动，则表明 太小，需后移5单元部件调试ASR 调试方法与实验二相同。8 46CAG给 定12 3DZS(零 速 封 锁 器 )S解 除封 锁NMCL-31AFBS速 度 变 换 器21 43TGUctNMCL-3图 1-8b 不 可 逆 双 闭 环 直 流 调 速 系 统 控 制 回 路654 712
7、RP4CB可 调 电 容 ， 位 于NMCL-18的 下 部IZIfRP1TA3TA12NMCL-3ACR 调试：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，使脉冲前移30 0,使脉冲后移 =300，反馈电位器 RP3 逆时针旋到底，使放大倍数最小。4系统调试将 Ublf 接地， Ublr 悬空，即使用一组桥六个晶闸管。（1）电流环调试电动机不加励磁（a）系统开环，即控制电压 Uct 由给定器 Ug 直接接入，主回路接入电阻 RD 并调至最大（R D 由 NMEL03 的两只 900 电阻并联） 。逐渐增加给定电压，用示波器观察晶闸管整流桥两端电压波形。在一个周期内，电
8、压波形应有 6 个对称波头平滑变化 。（b）增加给定电压，减小主回路串接电阻 Rd，直至 Id=1.1Ied，再调节 NMCL-33 挂箱上的电流反馈电位器 RP，使电流反馈电压 Ufi 近似等于速度调节器 ASR 的输出限幅值（ASR 的输出限幅可调为5V） 。（c）NMCL31A 的 G（给定）输出电压 Ug 接至 ACR 的“3” 端，ACR 的输出“7”端接至 Uct，即系统接入已接成 PI 调节的 ACR 组成电流单闭环系统。 ASR 的“9” 、 “10”端接可调电容，可预置 7F，同时，反馈电位器 RP3 逆时针旋到底，使放大倍数最小。逐渐增加给定电压 Ug，使之等于 ASR 输
9、出限幅值（+5V） ，观察主电路电流是否小于或等于 1.1Ied，如 Id 过大，则应调整电流反馈电位器，使 Ufi 增加，直至 Id1.1Ied；如 IdIed，则可将 Rd减小直至切除，此时应增加有限，小于过电流保护整定值，这说明系统已具有限流保护功能。测定并计算电流反馈系数（2）速度变换器的调试电动机加额定励磁，短接限流电阻 RD。（a）系统开环，即给定电压 Ug 直接接至 Uct，Ug 作为输入给定，逐渐加正给定，当转速 n=1500r/min 时，调节 FBS（速度变换器）中速度反馈电位器 RP，使速度反馈电压为+5V 左右，计算速度反馈系数。（b）速度反馈极性判断： 系统中接入 A
10、SR 构成转速单闭环系统，即给定电压 Ug 接至 ASR 的第 2 端，ASR 的第 3 端接至 Uct。调节 Ug（U g 为负电压） ，若稍加给定，电机转速即达最高速且调节 Ug 不可控，则表明单闭环系统速度反馈极性有误。但若接成转速电流双闭环系统，由于给定极性改变，故速度反馈极性可不变。4系统特性测试将 ASR,ACR 均接成 PI 调节器接入系统，形成双闭环不可逆系统。ASR 的调试：（a ）反馈电位器 RP3 逆时针旋到底，使放大倍数最小；（b） “5”、 “6”端接入可调电容，预置 57F；（c）调节 RP1、RP2 使输出限幅为5V 。（1）机械特性 n=f（ Id） 的测定（a
11、）调节转速给定电压 Ug，使电机空载转速至 1500 r/min，再调节发电机负载电阻Rg，在空载至额定负载范围内分别记录 78 点，可测出系统静特性曲线 n=f（ Id）n(r/min)I(A)（2）闭环控制特性 n=f(Ug)的测定调节 Ug，记录 Ug 和 n，即可测出闭环控制特性 n=f(Ug)。n(r/min)Ug(V)8系统动态波形的观察用二踪慢扫描示波器观察动态波形，用数字示波器记录动态波形。在不同的调节器参数下，观察，记录下列动态波形：（1）突加给定起动时，电动机电枢电流波形和转速波形。（2）突加额定负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。（3）突降负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。注：电动机电枢电流波形的观察可通过 ACR 的第“1” 端转速波形的观察可通过 ASR 的第“1”端七 实验报告1根据实验数据，画出闭环控制特性曲线。2根据实验数据，画出闭环机械特性，并计算静差率。3根据实验数据，画出系统开环机械特性，计算静差率，并与闭环机械特性进行比较。4分析由数字示波器记录下来的动态波形。
