成都理工大学电拖实验报告袁礼306050506解析Word格式文档下载.docx

成都理工大学电拖实验报告袁礼306050506解析Word格式文档下载.docx

《成都理工大学电拖实验报告袁礼306050506解析Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《成都理工大学电拖实验报告袁礼306050506解析Word格式文档下载.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

8．双踪示波器。

五．注意事项

1．直流电动机启动前必须先加上励磁

2．测取静特性时，必须注意主电路电流不许超过直流电动机的额定电流。

3．不允许突加给定信号Ug启动电动机

4．起动电机时，需把负载电阻RP1阻值调到最大，以免带负载起动。

5．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。

6．双踪示波器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（只用一根地线即可），以免造成短路事故。

六.实验方法

1．触发电路的测试。

（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。

如下图所示，参数如图所示。

（2）偏移电压的调整

在Ug=0的情况下，用示波器测量同步电压观察孔的同步电压波形和脉冲波形的相位关系，调节偏移电压电位器，使脉冲初始相位a0=150°

。

波形如下图所示。

2．三相桥式全控整流电路的测试

在Ug=0的情况下，闭合交流侧回路电源和电动机励磁电源，电动机处于静止状态，调节Ug由0逐渐增大，直流电动机启动升速，当n=1000转/分左右时，用示波器测量直流电动机电枢两端或整流电路输出端电压波形，在360°

中应有六个整流波头，必须间隔相等，波形稳定。

3.测定直流电动机特性

1）控制特性

改变Ug的大小，记录直流电动机电枢电压Ua和对应的控制电压Ug

Ua（V）

106

151

160

164

166

168

Ug（V）

1

2

3

4

5

6

2）．开环机械特性

反复调节Ug和直流发电机负载，使n0=1000r/min，I=1.1A,Ug保持恒定，逐渐减小发电机负载转速升高，记录直流电级转速n和电枢电流Ia的值，共5-7点

n（r/min）

1240

1224

1205

1186

1123

I（A）

0.23

0.25

0.28

0.32

0.42

七．实验心得

通过本次实验，我们学习了晶闸管直流调速系统组成及各主要单元部件的原理。

对晶闸管可控整流电路和触发电路的调试方法有了较好的掌握。

对直流电动机机械特性的测试方法也有了更好的认识。

实验二直流调速系统参数和环节特性的测试

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的参数测试及反馈环节测定方法和测试条件。

3.学会利用晶闸管直流调速系统中某些环节的现行现象，测定整流装置及测速发电机的特性。

4.了解和掌握晶闸管全控桥直流调速系统装置和各单元环节特性，在环节模型结构正确的情况下测区模型参数，从而得到完全正确的系统数学模型，为计算和校正复杂系统结构与参数做好准备，为进一步分析和调试双闭环系统提供试验参数。

二、实验内容

1.测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻R。

2.测定晶闸管直流调速系统主电路总电感L。

3.测定直流电动机-发电机-测速发电机飞轮惯量GD2。

4.测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td。

5.测定直流发电机电动是常数Ce和转矩常数CT。

6.测定晶闸管直流调速系统几点时间常数Tm。

7.测定晶闸管触发及整流装置特性Ud=ƒ（Uct）。

8.测定测数发电机特性UTG=ƒ（n）。

三、实验设备

1.晶闸管直流调速系统装置

2.直流发电机-直流电动机-测速发电机组

3.三项1:

1隔离变压器，三相调压器及平波电抗器

4.直流电压表

5.直流电流表

6.双踪慢扫描示波器

7.滑动变阻器

8.万用表

四、实验系统组成和工作原理

晶闸管直流调速系统实验装置由三相调压器、三相1:

1整流变压器、晶闸管整流调速装置，平波电抗器和电动机-发电机等组成。

本实验中，整流装置的主电路为三相桥式，采用三相1:

1隔离变压器为安全装置。

控制回路直接由给定电压Ug为触发器的移相控制电压Uct。

改变Ug的大小可改变控制角α，从而获得可调的直流电压和转换，满足实验要求。

其系统原理图如图10.1.1所示。

五、实验方法

1.电枢回路总电阻R的测定

电枢回路的总电阻R是环节结构模型中预知的参数，包括电动机电枢电阻Ra,平波电抗器的电流电阻RL和整流装置的内阻Rn，即

为能准备测出晶闸管整流装置的电源内阻，通常采用伏安比较法来测定电阻。

其实验电路如实验指导书所示。

系统连接完成后，测试时应注意调节RP1、RP2电阻负载至最大，电动机不加励磁，并使电动机堵转。

合上开关S1、S2、S3,让系统通电，调节Ug使整流装置输出电位Ud=（30%～70%）US（U1可为110V），然后调节RP2,使电枢电流为（80%～90%）IN，读取电流表A和电压表V2的数值各为I1、U1,则整流装置的理想空载电压为

Ud=I1R+U2=209V

调节Rp1使之与RP2近似，使电流表读数为40%IN,断开开关S2,在Ud不变条件下读A和V2的数值为I2、U2,则

Udo=I2R+U2=147V

求解两式，消去Ud0，可得出电枢回路总电阻R，即

R=（U2-U1）/（I1-I2）=0.28Ω

若把电动机两端短接，重复上述过程，可得

RL+Rn=（U’2-U’1）/（I’1-I’2）

则电动机的电枢电阻为

Ra=R-（RL+Rn）=31,7Ω

同样短接平波电抗器L的两端，可测得电抗器的直流电阻RL

为了减少由于非线性和接触电阻等原因造成的误差，可采取改变整流装置输出电压Ud在UN的30%～70%范围内，重复多次上述参数测量，然后求平均值。

2.电枢回路电感L的测定

点数电路总电感L包括电动机的电枢电感La，平波电抗器L¬

L和整流变压器漏电感LB,由于LB数值很小，可忽略，股电枢回路的等效总电感为

电感的数值可用交流伏安法测定。

电动机应加额定励磁，并使电动机堵转，实验电路如图10.1.3所示。

再合上S1前调压变压器要复零。

合上S1，调节调压变压器的输出电压，使电枢电流Ia=50%IN。

合上S2,调节RP，是励磁电流为电机额定励磁电流。

用电压表和电流表分别测出通入电流电压后电枢两端和电抗器上电压值Ua和UL及电流I,从而得到交流阻抗Za和ZL。

计算出电感值La和LL

3.直流电动机-发电机–测速发电机组合飞轮惯量GD2的测定

电力拖动系统的运动方程式为

式中，Te为电动机的电磁转矩，单位为N•m；

TL为负载转矩，空载时即为空载转矩TO，单位为N•m；

n为电机转速，单位为r∕min。

电机空载自由停车时，Te=O，TL=TO,运动方程式为

式中，GD2的单位为N•m2；

TO可由空载功率PO（单位为W）求出，即

dn∕dt可由自由停车时所得曲线n=f（t）求得。

其实验电路如实验图所示。

实验时，起动电动机前需加额定励磁。

将电动机由空载起动至稳定转速后，测取电枢电压Ud和电流IO，以及稳速值nO。

然后断开Ug，同时用光线示波器记录n=f（t）曲线（见图10.1.5，图中斜虚线为n=no的切线），即可取某一转速时的TO和dn∕dt。

由于空载转矩不是常数，可由转速n为基准，选择若干个点，测出相应的TO的dn∕dt，以求出GD2的平均值。

4.主电路电磁时间常数的测定

用电流波形法测定回路电磁时间常数Td，由于回路存在电感，当电枢回路突加给定电压时，电流id按指数规律上升，即

其电流变化曲线如实验图所示。

当t=Td时，有

实验电路如实验图所示。

电动机不加励磁，调节Ug和Rp使电动机电枢电流为（50%～90%）IN。

然后保持Uct不变，突然合上主电源开关，用光线示波器拍摄id=f（t）的波形。

由波形图上测量出当电流上升至63.2%稳定值时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数Td。

5.电动机电动势常数Ce、转矩常数CM的测定

将电动机加额定励磁，使之空载运行。

改变电枢电压Ud，测得相应的n，即可计算出Ce，即

式中，Ce的单位为V/（r/min）。

转矩常数（额定磁通时）CT的单位为N•m/A,可由Ce求出

6.系统机电时间常数Tm的测定

系统机电时间常数Tm可由下式计算

由于TM＞＞Td，因此也可以近似地把系统看作一阶惯性环节，用转速上升曲线亦可求出Tm，即

当电枢突加额定电压，转速n按指数规律上升。

当n达到63.2%稳定值时，所经过的时间即为拖动系统的机电时间常数。

测试时，电枢回路中附加电阻应全部切除，突加给定电枢电压，用光线示波器拍摄过渡过程曲线n=f（t）,如实验图所示，即可求出Tm。

7.晶闸管触发及整流器装置输入、输出特性Ud=f（Uet）和测速发电机特性UTG=f（n）的测定及触发放大器系数Ks的测定。

实验电路图如指导书所示。

电动机加额定励磁，逐渐增加触发装置的控制电压Uct，分别读出Uct，UTG,Ud，n对应数据若干组，并将数据记录于，即可描述出特性曲线Ud=f（Uct）,UTG=f（n）。

由Ud=f（Uet）曲线，可求出晶闸管整流装置的放大倍数曲线

六、实验注意事项

1.为防止电枢过大电流冲击，增加给定应缓慢，且每次起动前应调至零位，以防过流。

2.电动机堵转时，大电流测量的时间要短，以防止电动机过热。

3.实验中应使Ud、Id波形连续，避免进入不连续区。

4.由于装置处于开环状态，电流和电压有可能波动，可取平均值。

七，心得体会

此次实验涉及到晶闸管，磁通轨迹，输出频率等，变频调速系统，数字控制器等一系列的知识，把以前用到的知识再拿回来用。

以前的书本知识有很好的帮助。

根据实验得到的数据，进行对保护功能的研讨和分析，是有助于提高本门学科的知识掌握水平，以及自己的分析能力

实验三双闭环可逆直流脉宽调速系统

一，实验目的

1.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。

2.熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。

3.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数整定。

二，实验内容

1.PWM控制器SG3525的性能测试。

2.控制单元调试。

3.测定开环和闭环机械特性n=f（Id）。

4.闭环控制特性n=f（Ug）的测定。

三．实验系统的组成和工作原理

图6—10双闭环脉宽调速系统的原理图

在中小容量的直流传动系统中，采用自关断器件的脉宽调速系统比相控系统具有更多的优越性，因而日益得到广泛应用。

双闭环脉宽调速系统的原理框图如图6—10所示。

图中可逆PWM变换器主电路系采用MOSFET所构成的H型结构形式，UPW为脉宽调制器，DLD为逻辑延时环节，GD为MOS管的栅极驱动电路，FA为瞬时动作的过流保护。

脉宽调制器UPW采用美国硅通用公司（SiliconGeneral）的第二代产品SG3525，这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成PWM控制器。

由于它简单、可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用。

．实验设备及仪器

2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ）或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。

3．MCL—10组件或MCL—10A组件。

1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。

2．接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。

3．测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。

4．系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机。

5．起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。

6．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。

7．双踪示波器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（只用一根地线即可），以免造成短路事故。

8．实验时需要特别注意起动限流电路的继电器有否吸合，如该继电器未吸合，进行过流保护电路调试或进行加负载试验时，就会烧坏起动限流电阻。

六．实验方法

采用MCL—10组件

1．SG3525性能测试

按下S1琴键开关

（1）用示波器观察UPM“1”端的电压波形，记录波形的周期，幅度。

实验波形如下所示。

（2）S5开关打向“OV”,用示波器观察“30”端电压波形，调节RP2电位器，使方波的占空比为50％。

波形如下所示。

（3），用导线将NMCL—31A的“G”的“1”和“UPW”的“3”相连，分别调节正负固定，记录“2”端输出波形的最大占空比和最小占空比。

最大占空比波形如下：

最小占空比波形如下：

2．控制电路的测试

（1）逻辑延时时间的测试

在上述实验的基础上，分别将正、负给定均调到零，用示波器观察DLD“1”和“2”端输出波形。

并记录延时时间。

td=34μm

（2）同一桥臂上下管子驱动信号死区时间测试

分别将“隔离驱动”的G和主回路的G相连，用双踪示波器分别测量VVT1。

GS和VVT2。

GS以及VVT3。

GS和VVT4。

GS的死区时间。

td.VT1.VT2=8μm

td.VT3.VT4=324μm

3．开环系统调试

（1）速度反馈系数的调试

断开主电源，并逆时针调节调压器旋钮到底，断开“9”、“10”所接的电阻，接入直流电动机M03，电机加上励磁。

S4开关扳向上，同时逆时针调节RP3电位器到底，合上主电源，调节交流电压输出至220V左右。

调节RP3电位器使电机转速逐渐升高，并达到1400r／min，调节FBS的反馈电位器RP，使速度反馈电压为2V。

注：

如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。

以下均同。

（2）系统开环机械特性测定

参照速度反馈系数调试的方法，使电机转速达1400r/min，改变测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻Rd），在空载至额定负载范围内测取7—8个点，记录相应的转速n和转矩M（或直流发电机电流id）

1.SG3525性能测试测试

示波器观察25端电压波形，开通时，T=105.5us，V=2.22v；

关断时，T=52.5us，V=2.22v。

S5开关打向给定，30端输出波形，开通时，最大占空比0.5，最小0；

关断时最大0.618，最小0。

2.控制电路测试

逻辑延时时间td=2.9us，VT1\VT2死区时间2.9us，VT3\VT4死区时间2.9us。

3.开环系统调试

系统开环机械特性测定

正给定

1400

1284

1235

1195

1154

1105

Id（A）

0.21

0.41

0.56

0.70

0.85

0.99

800

713

767

642

618

575

0.57

0.72

0.82

负给定

-1400

-1357

-1350

-1337

-1306

-1274

0.68

0.50

0.35

0.22

0.12

0.02

-800

-767

-758

-724

-702

-684

0.73

0.54

0.36

4．闭环系统调试

将ASR,ACR均接成PI调节器接入系统，形成双闭环不可逆系统。

按图6—11接线

（1）速度调节器的调试

（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MEL—11电容器，预置5～7μF；

（c）调节RP1、RP2使输出限幅为±

2V。

（2）电流调节器的调试

（c）S5开关打向“给定”，S4开关扳向上，调节MCL-10的RP3电位器，使ACR输出正饱和，调整ACR的正限幅电位器RP1，用示波器观察“30”的脉冲，不可移出范围。

S5开关打向“给定”，S4开关打向下至“负给定”，调节MCL-10的RP4电位器，使ACR输出负饱和，调整ACR的负限幅电位器RP2，用示波器观察“30”的脉冲，不可移出范围。

4.系统静特性测试,

机械特性正给定

1399

1394

1393

1391

1388

0.20

0.49

0.71

0.86

1.01

799

798

797

0.37

0.51

0.69

0.87

1.00

1398

1396

1395

-0.28

-0.40

-0.56

-0.71

-0.86

-1.01

-798

-797

-796

-795

-0.22

-0.36

-0.51

-0.73

-0.85

-1.00

闭环控制特性

1156

943

719

524

195

Ug（v）

4.86

4.04

3.31

2.54

1.86

0.74

-1130

-949

-542

-286

-4.73

-3.80

-3.18

-2.41

-1,79

-0.91

5.系统动态波形的观察

（1）突加给定启动时，电动机电枢电流波形。

（2）突加额定负载时，电动机电枢电流波形。

（3）突降负载时，电动机电枢电流波形。

七，思考题

1.为了防坠上下桥臂直通，有人把上下桥臂驱动信号死区时间调的很大，这样做行不行，为什么？

你认为死区时间长短由哪些参数决定？

答：

不行，死区长会影响输出波形失真，谐波成分增多。

死区时间长短与功率管自身的开通、关断时间以及对输出波形要求有关

2.与采用晶闸管的移相控制直流调速系统相对比，试归纳采用自关断器件的脉宽调速系统优点。

1.功率因素高，谐波污染小；

2.主电路结构简单；

3开关频率高，频带宽，响应速度和稳速精度好，电枢电流容易连续；

4调速范围宽

八，实验心得与体会

通过本次实验，我们学习了掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。

熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。

掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数整定。

还学习了死区时间的调节长短对输出波形的影响。

以及不同晶闸管和器件之间的区别等。

对双闭环脉宽调速系统的原理图有了更形象的理解，只要做到了理论联系实际，把课堂上的东西运用到做实验中来。

在实验的过程中使理论实践化，提高了我们的动手能力，而且能初步分析实验过程中遇到的问题并解决他们。

在做实验的过程中还有一些的不足，但坚信，通过不断的积累才会越来月熟悉。

实验四双闭三相异步电动机调压调速系统

一．实验目的

1．熟悉相位控制交流调压调速系统的组成与工作。

2．了解并熟悉双闭环三相异步电动机调压调速系统原理。

3．了解绕线试异步电动机转子串电阻时在调节定子电压调速似的机械特性。

4．通过测定系统的静特性和动特性进一步了解交流调压系统中电流环和转速环的作用

1．测定绕线试异步电动机转子串电阻时的人为机械特性。

2．测定双闭环交流调压调速系统的静特性。

3.测定双闭环交流调压调速系统的动态特性。

三．实验设备及仪表

1．教学实验台主控制屏。

2．NMCL—31组件。

3．NMCL—33组件

4．NMEL—03三相可调电阻。

5．NMCL—18组件

6．NMCL—09组件

四，实验内容

1，移相触发电路的测试

将面板上的Ubif接地，调节偏移电压，是Uct=0时，α接近150°

将正组触发脉冲的六个键开关接通，观察正桥晶闸管的触发脉冲。

2．求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。

a．断开ASR的“3”至Uct的连接线，G（给定）直接加至Uct，且Ug调至零，直流电机励磁电源开关闭合。

b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节三相调压器的输出，使Uuv、Uvw、Uwu=200V。

c．调节给定电压Ug，使直流电机空载转速n0=1500转/分，调节测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载的范围内测取7～8点，读取整流装置输出电压Ud，输出电流id以及被测电动机转速n。

并计算三相异步电动机的输出