K清风实验一转速负反馈直流调速系统文档格式.docx

1、该控制屏包含“三相电源输出，“励磁电源等几个模块。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,“正桥功放，“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，“电流调节器，“速度变换，“电流反应与过流保护等几个模块。5DJK08可调电阻、电容箱6DD03-2电机导轨测速发电机及转速表或者“DD03-3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

2、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那么采用多闭环系统。按反应的方式不同可分为转速反应，电流反应，电压反应等。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应信号，经“速度变换后接到“速度调节器的输入端，与“给定的电压相比拟经放大后，得到移相控制电压UCt，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应闭环系统。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

3、误差，那么需将调节器换成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应信号加到“电流调节器的输入端，与“给定的电压相比拟，经放大后，得到移相控制电压UCt，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应闭环系统。电机的最高转速也由电流调节器的输出限幅所决定。同样，电流调节器假设采用P比例调节，对阶跃输入有稳态误差，要消除该误差将调节器换成PI（比例积分）调节。当“给定恒定时，闭环系统对电枢电流变化起到了抑制作用，

4、当电机负载或电源电压波动时，电机的电枢电流能稳定在一定的范围内变化。图5-7 转速单闭环系统原理图图5-8 电流单闭环系统原理图四、实验内容（1）学习DJK01“电源控制屏的使用方法。 （2）DJK04上的根本单元的调试。 （3）Uct不变时直流电动机开环特性的测定。 （4）Ud不变时直流电动机开环特性的测定。 （5）转速单闭环直流调速系统。 （6）电流单闭环直流调速系统。五、预习要求（1）复习自动控制系统（直流调速系统）教材中有关晶闸管直流调速系统、闭环反应控制系统的内容。（2）掌握调节器的工作原理。（3）根据实验原理图，能画出实验系统的详细接线图，并理解各控制单元在调速系统中的作用。（4）

5、实验时，如何能使电动机的负载从空载（接近空载）连续地调至额定负载?六、实验方法（1）DJK02和DJK02-1上的“触发电路调试 翻开DJK01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。将DJK01“电源控制屏上“调速电源选择开关拨至“直流调速侧。用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出端和DJK02-1“三相同步信号输入端相连,翻开DJK02-1电源开关，拨动 “触发脉冲指示钮子开关，使“窄的发光管亮。观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器在各观测孔左侧，使三相锯齿波斜率尽可能一致。将DJK04上的“给定

6、输出Ug直接与DJK02-1上的移相控制电压Uct相接，将给定开关S2拨到接地位置即Uct=0，调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔 VT1的输出波形，使=120。适当增加给定Ug的正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。将DJK02-1面板上的Ulf端接地，用20芯的扁平电缆，将DJK02-1的“正桥触发脉冲输出端和DJK02“正桥触发脉冲输入端相连，并将DJK02“正桥触发脉冲的六个开关拨至“通，观察正桥VT1VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。（2）Uct不变时的直流电机开环外特性的测

7、定按接线图分别将主回路和控制回路接好线。DJK02-1上的移相控制电压Uct由DJK04上的“给定输出Ug直接接入，直流发电机接负载电阻R，Ld用DJK02上200mH，将给定的输出调到零。先闭合励磁电源开关，按下DJK01“电源控制屏启动按钮，使主电路输出三相交流电源，然后从零开始逐渐增加“给定电压Ug，使电动机慢慢启动并使转速 n 到达1200rpm。改变负载电阻R的阻值，使电机的电枢电流从Ied直至空载。即可测出在Uct不变时的直流电动机开环外特性n = f（Id），测量并记录数据于下表：nrpmIdA（3）Ud不变时直流电机开环外特性的测定控制电压Uct由DJK04的“给定Ug直接接入

8、，直流发电机接负载电阻R，Ld用DJK02上200mH,将给定的输出调到零。按下DJK01“电源控制屏启动按钮，然后从零开始逐渐增加给定电压Ug，使电动机启动并到达1200rpm。改变负载电阻R，使电机的电枢电流从Ied直至空载。用电压表监视三相全控整流输出的直流电压Ud,保持Ud不变（通过不断的调节DJK04上“给定电压Ug来实现），测出在Ud不变时直流电动机的开环外特性n =f（Id），并记录于下表中：（4）根本单元部件调试移相控制电压Uct调节范围确实定直接将DJK04“给定电压Ug接入DJK02-1移相控制电压Uct的输入端，“三相全控整流输出接电阻负载R，用示波器观察Ud的波形。当给

9、定电压Ug由零调大时，Ud将随给定电压的增大而增大，当Ug超过某一数值Ug时，Ud 的波形会出现缺相现象，这时Ud反而随Ug的增大而减少。一般可确定移相控制电压的最大允许值为Uctmax=0.9Ug，即Ug的允许调节范围为0Uctmax。如果我们把输出限幅定为Uctmax的话，那么“三相全控整流输出范围就被限定，不会工作到极限值状态，保证六个晶闸管可靠工作。记录Ug于下表中：UgUctmax=0.9Ug将给定退到零，再按“停止按钮，结束步骤。调节器的调整A、调节器的调零将DJK04中“速度调节器所有输入端接地，再将DJK08中的可调电阻40K接到“速度调节器的“4、“5两端，用导线将“5、“6

10、短接，使“电流调节器成为P （比例）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。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接到“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比例调节器。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。B、正负限幅值的调整把“速度调节器的“5、“6“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

11、负限幅电位器RP2，使之输出电压为最小值即可，当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP1，使速度调节器的输出正限幅为Uctmax。把“电流调节器的“8、“9“8、“9两端，使调节器成为PI比例积分调节器，然后将DJK04的给定输出端接到电流调节器的“4端，当加正给定时，调整负限幅电位器RP2，使之输出电压为最小值即可，当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP1，使电流调节器的输出正限幅为Uctmax。C、电流反应系数的整定直接将“给定电压Ug接入DJK02-1移相控制电压Uct的输入端，整流桥输出接电阻负载R，负载电阻放在最大值，输出给定调到零。按下启动按钮，从零增加给定，使输出电

12、压升高，当Ud=220V时，减小负载的阻值，调节“电流反应与过流保护上的电流反应电位器RP1，使得负载电流Id=l.3A时，“2端If的的电流反应电压Ufi=6V，这时的电流反应系数=Ufi/IdV/A。D、转速反应系数的整定直接将“给定电压Ug接DJK02-1上的移相控制电压Uct的输入端，“三相全控整流电路接直流电动机负载，Ld用DJK02上的200mH，输出给定调到零。按下启动按钮，接通励磁电源，从零逐渐增加给定，使电机提速到 n =150Orpm时，调节“速度变换上转速反应电位器RP1，使得该转速时反应电压Ufn=-6V，这时的转速反应系数 =Ufn/n =0.004V/（rpm）。（

13、5）转速单闭环直流调速系统按图5-7接线，在本实验中，DJK04的“给定电压Ug为负给定，转速反应为正电压，将“速度调节器接成P比例调节器或PI比例积分调节器。直流发电机接负载电阻R，Ld用DJK02上200mH，给定输出调到零。直流发电机先轻载，从零开始逐渐调大“给定电压Ug，使电动机的转速接近n=l200rpm。由小到大调节直流发电机负载R，测出电动机的电枢电流Id，和电机的转速n，直至Id=Ied，即可测出系统静态特性曲线n=f（Id）。（6）电流单闭环直流调速系统按图5-8接线，在本实验中，给定Ug为负给定，电流反应为正电压，将“电流调节器接成比例P调节器或PI比例积分调节器。直流发电

14、机接负载电阻R，Ld用DJK02上200mH，将给定输出调到零。直流发电机先轻载，从零开始逐渐调大“给定电压Ug，使电动机转速接近n=l200rpm。由小到大调节直流发电机负载R，测定相应的Id和n，直至电动机Id=Ied，即可测出系统静态特性曲线n=f（Id）。七、实验报告（1）根据实验数据，画出Uct不变时直流电动机开环机械特性。 （2）根据实验数据，画出Ud不变时直流电动机开环机械特性。 （3）根据实验数据，画出转速单闭环直流调速系统的机械特性。 （4）根据实验数据，画出电流单闭环直流调速系统的机械特性。 （5）比拟以上各种机械特性，并做出解释。八、思考题（l）P调节器和PI调节器在直流调速系统中的作用有什么不同?（2）实验中，如何确定