[计划]《电力拖动自动控制系统》实验讲义(2)

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1、实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一、实验学吋：3学时二、实验类型：验证性三、开出要求：必修四、实验目的：1.了解电力电子及电气传动教学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其基本结构。3.掌握品闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。五、实验原理：晶闸管直流调速系统由晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机——发电机组等组成。本实验小，整流装査的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压，改变Ug的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实

2、验要求。六、实验条件：1.教学实验台主控制屏MCL-32TO2.MCL—33组件3.MEL—03组件4.电机导轨及测速发电机（或光电编码器）5.直流电动机M036.双踪示波器7.万用表七、实验步骤：（-）安全讲解实验指导人员讲解H动控制系统实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验设备的使用方法。（-）操作步骤1.电枢回路电阻R的测定电枢冋路的总电阴R包括电机的电枢电阻Ra,平波电抗器的直流电阻Rl和整流装置的内阻Rn,即R=Ra+Rb+Rn为测出晶闸管整流装査的电源内阻，可采用伏安比较法來测定电阻，其实验线路如图

3、1-1所示。将变阻器Rd（可采用两只900Q电阻并联）接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大。测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。NMCL-31的给定电位器RPi逆时针调到底，使5=0。调节偏移电压电位器RP?,使Ud=0o合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮，这时候主控制屏U、V、W端冇电压输岀，调节Ug使整流装置输出电压Ud=（30〜70）%Ued（町为110V）,然后调整Rd使电枢电流为（80〜90）%Ied,读取电流表A和电压表V的数值为II,U1,则此时整流装置的理想空载电压为Udo=IiR+

4、Ui调节Rd，使电流表A的读数为40%led,在Ud不变的条件F读取A,V表数值，则U（lo=l2R+U2求解两式，可得电枢回路总电阻R=(U2-U1)/(11-⑵表1-1U1(V)11(A)5(V)I2(A)Ra(Q)Rl(Q)Rn(Q)R(Q)不短接任何部件短接电枢短接电抗器注：决不能短接整流器输出端如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得RL+Rn=（U'2・U'1）/（1'卜1'2）则电机的电枢电阻为Ra=R~（Rl+Rh）图1-2电枢回路电感L的测定同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻Rl1.电枢回

5、路电感L的测定电枢电路总电感包括电机的电枢电感La,平波电抗器电感Ll和整流变压器漏感Lb,由亍Lb数值很小，可忽略，故电枢回路的等效总电感为L=Lg+Ll电感的数值口J用交流伏安法测定。电动机应加额定励磁，并使电机堵转，实验线路如图1-2所示。合上主电路电源开关，用交流电压表和交流电流表分别测出通入交流电源后电枢两端和电抗器上的电压值Ua和UL及电流1,从而可得到交流阻抗Za和ZL,计算出电感值La和Ll0实验时，交流电流的有效值应小于电机直流电流的额定值,Za=U(l/IZl=Ul/11(A)Ua(V)Ul(V)

6、La(mH)Ll(mH)表1・2脉冲移相控制UAVTaVTiUb!f(i组爭品闸管〉2VT4WMONONMCL-31NMCL-33流电流表，虽程为甥C主电源输出，位J于NMCL-32RC吸收.】NMCL-331I组晶闸管，位于NMCL-33G(给定脉冲放大控制VT2直流电机示波器n励磁电源1图1-3转动惯星GD的测定和系统机电时间常数Tm的测定2.直流电动机一发电机一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M-Ml=(GD?/375)xd“/dr式中M—电动机的电磁转矩，单位为N.m;Ml—负载

7、转矩，空载时即为空载转矩Mk,单位为N.m;n—电机转速，单位为r/min;电机空载口由停车时，运动方程式为Mk=(-GD2/375)xdn/df故GD2=375MK/dn/dt式中GD?的单位为N.m2.Mk口J由空载功率(单位为W)求出。Mk=9.55Pk/hPk=Uci1k-I；R旳创可由自由停车时所得曲线«=/(〃求得，其实验线路如图1-3所示。电动机M加额定励磁。NMCL-31A的给定电位器RPi逆时针调到底，使U“=0。合上主电路电源开关，调节Uci，将电机空载起动至稳定转速后，测取电枢电压Ud和电流

8、Ik,然后断开Uct,用记忆示波器扌I'l摄曲线，即可求取某一转速时的Mk和如/d/。由于空载转矩不是常数，町以转速n为基准选择若十个点(如1500r/mim1000r/min),测出相应的Mk和dn/dl,以求取GD2的平均值。表1-3电机为1500r/minoUd(v)Ik(A)dn/dt(r/min/s)PK(W)Mk(N)GD2(Nm2