《运动控制系统》实验指导书

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1、《运动控制系统》实验指导书安阳工学院电子信息与电气工程学院目录实验一晶闸管直流调速系统基本控制单元的认识与开环调速系统1实验二带电流截止负反馈的转速单闭环调速系统的研究5实验三双闭环不可逆直流调速系统实验9实验四三相异步电动机变频调速性能测试实验13实验一晶闸管直流调速系统基本控制单元的认识与开环调速系统一、实验目的1、了解电力电子实验台的结构及布线情况。2、熟悉晶闸管直流调速系统的组成及基本结构。3、掌握晶闸管开环直流调速系统参数及反馈环节测定方法。二、实验条件1、调速系统实验台1台2、他励直流电动机-发电机-测速

2、发电机组1套3、万用表1块4、示波器1台5、滑线变阻器1个6、直流电压表1个7、直流电流表1个8、电抗器1个三、实验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Uc作为触发器的移相控制电压Uct，改变Uc的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。实验系统的组成原理图如图1-1所示。14图1-1实验系统的组成原理图四、实验内容与要求1、电枢回路电阻R∑的测量电枢回路的总电阻R∑

3、包括电动机的电枢电阻RD，平波电抗器的直流电阻RL和整流装置的电源内阻Ri即：，测定元件的电阻时，由于其阻值较小，若利用欧姆表或电桥测量，因是小电流检测，接触电阻影响很大，故可以利用伏安比较法来测定，测试电路如图1-2所示。图1-2电枢回路电阻的测试电路14将电位器Rp1和Rp2接入被测电路，测试时电动机不加励磁，并使电动机堵转，闭合KM和S，调Uc，使整流装置输出电压Ud=（30%～70%）UN，然后调整变阻器Rp2使电枢电流约为（80～90%）IN，读取电压表V及电流表A的数值，此时整流装置的电压为：，调节Rp1

4、使之与Rp2的电阻值相近，打开开关S，在Ud保持不变的条件下读取电流表A、电压表V2的数值I2、U2，则：。解等式，即得电枢回路总电阻。如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得：，则电机电枢电阻为：。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的测定电枢回路的总电感包括电机电感LD、平波电抗器L和整流变压器的漏感LB，因LB之值较小，若略去不计，则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。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。图1-3测定电感的实验电路

5、实验时交流电压的有效值应小于电动机直流电压的额定值，用交流电压表和电流表分别测出通入交流电压后电枢两端和电抗器上的电压值UD和UL以及电流I，由此得到交流阻抗ZD和ZL，计算出电感值LD和LL。143、晶闸管触发及整流装置特性Ud=f（Uc）实验线路如图1-4所示，可不接示波器，电动机加额定励磁，逐步增加触发电路的控制电压Uc，分别读取对应的Uc、UTG、Ud、n的数值若干组，记录于下表，即可描绘出特性曲线Ud=f（Uc）和UTG=f（n）的关系曲线。图1-4测定GD2等参数的实验电路表2-1（V）（V）（V）（r/

6、min）五、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，可取平均读数；2、为防止电枢过大电流冲击，每次增加Uc须缓慢，且每次启动电动机前给定电位器应调回零位，以防过流；3、当电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热。六、实验报告1、根据实验数据，作出Ud=f（Uc）曲线。2、根据实验数据，作出UTG=f（n）曲线。3、总结晶闸管直流调速开环系统的结构原理图、稳态结构图和机械特性。14实验二带电流截止负反馈的转速单闭环调速系统的研究一、实验目的1、了解转速单闭环调速系统的组成。2、掌握转速单闭环

7、调速系统的调试方法及电流截止负反馈的整定。3、加深理解转速负反馈在调速系统的作用。4、测定转速单闭环调速系统的静特性。二、实验条件1、调速系统实验台1台2、平波电抗器1个3、直流电动机-测速发电机组1套4、三相整流变压器1台5、变阻器1个6、万用表1块7、双踪示波器1台三、实验原理调速系统中为了提高系统的动、静态性能指标，必须采用闭环控制，转速单闭环调速系统是常用的一种形式，下图2-1就是带电流截止负反馈的转速单闭环调速系统的实验线路。图2-1中电机的电枢回路由晶闸管整流电路供电，通过与电动机同轴刚性连接的测速发电机

8、检测电机的转速，并经转速反馈环节FGS分压后取出合适的反馈电压Ufn，此电压与转速给定电压Ugn经ASR综合调节后，输出作为移相触发器的控制电压，由此组成转速单闭环系统。本系统采用比例调节器，属于有静差系统，增加ASR的比例放大倍数即可提高系统的静特性硬度。为了防止启动和运行中过大的电流冲击，系统中引入了电流截止负反馈，由TCV取出与电流成正比