晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定.docx

1、晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验七 晶闸管-直流调速系统参数和环节特性的测定一、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参数测定方法扩及原理 。、实验所需挂件及附件序号型号备 注1DJK01电源控制屏该控制屏包含“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1该挂件包含“给定”,“电流调节器”， “速度变换”，“电流反馈与过流保 护”等几个模块。5DJK10变压器实验该挂件包含“三相不控整流”和

2、“三 相心式变压器”等模块。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数字存储示波器自备11万用表自备三、实验线路及原理晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、 电动机-发电机组等组成。在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压UCt，改变Ug的大小即可改变控制角a , 从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。实验系统的组成原理图如图7-1所示。12图7-1 实验系统原理图四、实验内容

3、 测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值 R。(2)测定晶闸管直流调速系统主电路电感值 L。 测定直流电动机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量gD(4)测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数 Td。(5)测定直流电动机电势常数ce和转矩常数Om0(6)测定晶闸管直流调速系统机电时间常数 TM。(7)测定晶闸管触发及整流装置特性 Ud=f(U ct )。(8)测定测速发电机特性 UTG=f(n) 。五、预习要求学习教材中有关晶闸管直流调速系统各参数的测定方法。六、实验方法为研究晶闸管一电动机系统，须首先了解电枢回路的总电阻 R、总电感L 以及系统的电磁时间常数 Td与机电时间常数Tm,这些参数

4、均需通过实验手段 来测定，具体方法如下：(1)电枢回路总电阻R的测定电枢回路的总电阻F包括电机的电枢电阻 艮、平波电抗器的直流电阻R及 整流装置的内阻R.，即R = Ra 十 R十 Rn (7-1)由于阻值较小，不宜用欧姆表或电桥测量，因是小电流检测，接触电阻 影响很大，故常用直流伏安法。为测出晶闸管整流装置的电源内阻须测量整 流装置的理想空载电压Ud 0,而晶闸管整流电源是无法测量的， 为此应用伏安比较法，实验线路如图 7-2 所示。图7-2伏安比较法实验线路图将变阻器Ri、接入被测系统的主电路，测试时电动机不加励磁，并使电 机堵转。合上Si、调节给定使输出直流电压Ud在30%Ud70%U范

5、围内， 然后调整F2使电枢电流在80%Ied90%Ied范围内，读取电流表A和电压表“的数 值为li、Hi,则此时整流装置的理想空载电压为Udo=liR+U (7-2)调节R使之与F2的电阻值相近，拉开开关S2,在Ud的条件下读取电流表、 电压表的数值丨2、12，贝UU do = I2R十 U2 (7-3)求解(7-2)、(7-3)两式，可得电枢回路总电阻：R=( U2-Ui) / (I i-l 2) (7-4)如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得FL十R=(U2, -Ui/ )/(I iz -I 2Z ) (7-5)则电机的电枢电阻为Ra=R-(RL十 Rn)。 (7-6)同样，短接电抗

6、器两端，也可测得电抗器直流电阻 R.。电枢回路电感L的测定电枢回路总电感包括电机的电枢电感 La、平波电抗器电感Ld和整流变压器漏感Lb,由于Lb数值很小，可以忽略，故电枢回路的等效总电感为L = La+Ld (7-7)电感的数值可用交流伏安法测定。实验时应给电动机加额定励磁，并使 电机堵转，实验线路如图7-3所示。图7-3 测量电枢回路电感的实验线路图实验时交流电压由DJK01电源输出，接DJK1(的高压端，从低压端输出接 电机的电枢，用交流电压表和电流表分别测出电枢两端和电抗器上的电压值 和UL及电流I,从而可得到交流阻抗 乙和Zl,计算出电感值La和Ld,计算公式如下：乙二 UM （7-

7、8）z l = u l / I （7-9）La=Jza 2 Ra 2 /（ 2 兀 f ） （-10）Ld=、一Z l 2 - R l 2 /（ 2（7耳1） 直流电动机-发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD的测定电力拖动系统的运动方程式为2T-Tz=(GD/375)d n/dt (7-12)式中，T为电动机的电磁转矩，单位为Nm Tz为负载转矩，空载时即为空载 转矩Tk,单位为N - m n为电机转速，单位为rpm。电机空载自由停车时，T=0, Tz=Tk，则运动方程式为：2TK 二-(GD / 375) dn / dt (7-13)从而有GD 2 = 375 Tk / dn / dt (7-

8、14)2 2式中GD的单位为Nm；T k可由空载功率PTd，也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即n = KU 屏(1 TmS)当电枢突加给定电压时，转速 n将按指数规律上升，当n到达稳态值的63.2%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，突然给电枢加电压，用数字存 储示波器记录过渡过程曲线n=f(t)，即可由此确定机电时间常数。(7)晶闸管触发及整流装置特性 U=f(Ug)和测速发电机特性UrG=f(n)的测 疋实验线路如图5-4所示，可不接示波器。电动机加额定励磁，逐渐增加触 发电路的控制电压Ug，分别读取对应的Ug、utg Ud、n的数值若干组

9、，即可描 绘出特性曲线Ud=f(U g)和Utg =f(n)。由Ud=f(U g)曲线可求得晶闸管整流装置的放大倍数曲线 Ks=f(U g):Ks = Ud/ ig七、 实验报告(1)作出实验所得的各种曲线，计算有关参数。由Ks=f(U g)特性，分析晶闸管装置的非线性现象。八、 注意事项(1)由于实验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读 由于DJK04E的过流保护整定值的限制，在完成机电时间常数测定的 实验中，其电枢电压不能加得太高。(3) 当电机堵转时， 会出现大电流，因此测量的时间要短， 以防电机过热。 在测试Ud=f(Ug)时，DJK02t的偏移电压要先调到a =120,具体方 法见单闭环直流调速。