电机与电力拖动实验讲义

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1、目录第一章直流电机调速系统实验实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验2实验二晶闸管直流调速系统主要单元的测试9实验三单闭环不可逆直流调速系统实验12实验四双闭环晶闸管不可逆直流调速系统试验20第二章变频原理实验实验五三相正弦波脉宽调制SPWM变频原理实验27实验六三相马鞍波脉宽调制变频原理实验28实验七三相空间电压矢量变频原理实验30第三章交流电机调速系统实验实验八双闭环三相异步电机调压调速系统实验31实验九三相SPWM、马鞍波、SVPWM变频调速系统实验37参考资料3939第一章直流电机调速系统实验实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验一．实验目的(1)熟悉晶闸管直流调

2、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及反馈环节测定方法。二．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I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“三相心式变压器”等模块。6“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

3、机9D42　三相可调电阻10数字存储示波器11万用表三．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-39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α，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1-1所示。图1-1实验系统原理图一．实验内容(1)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。(3)测定直流电动机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD2。(4)测定晶闸管直流调速系统主电路电

4、磁时间常数Td。(5)测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM。(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(Uct)。(8)测定测速发电机特性UTG=f(n)。二．实验方法为研究晶闸管－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，这些参数均需通过实验手段来测定，具体方法如下：39(1)电枢回路总电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻Ra、平波电抗器的直流电阻RL及整流装置的内阻Rn，即(1-1)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

5、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Uｄ0，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1-2所示。图1-2伏安比较法实验线路图将变阻器R1、R2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S1、S2，调节给定使输出直流电压Ud在30%Ued～70%Ued范围内，然后调整R2使电枢电流在80%Ied～90%Ied范围内，读取电流表A和电压表V2的数值为I1、U1，则此时整流装置的理想空载电压为：Udo=I1R+U1（1-2）调节R1使之与R2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I2、U2，则Udo＝I2R十

6、U2(1-3)求解(1-2)、(1-3)两式，可得电枢回路总电阻:R＝（U2-U1）/（I1-I2）(1-4)39如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得RL十Rn=(U2＇-U1＇)/(I1＇-I2＇)(1-5)则电机的电枢电阻为：Ra=R-(RL十Rn)。(1-6)同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻RL。(2)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　(1-7)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1-3所示。

7、图1-3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DJK10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Ua和UL及电流I,从而可得到交流阻抗Za和ZL，计算出电感值La和Ld，计算公式如下:(1-8)(1-9)　　　　　(1-10)(1-11)(3)直流电动机-发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD2的测定电力拖动系统的运动方程式为T-Tz=