电力拖动自动控制系统实验指导书2012

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1、第五章双闭环晶闸管不可逆直流调速系统课程设计5．1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1DZSZ-1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。2DJK02三相变流桥路该挂件包含“触发电路”,“正桥功放”，“三相全控整流”等几个模块。3DJK04电机调速控制该挂件包含“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。4DJK10变压器实验该挂件包

2、含“三相不控整流”和“三相心式变压器”等模块。5DD03-2电机导轨﹑测速发电机及转速表6DJ13直流复励发电机7DJ15直流并励电动机8DK04滑线变阻器串联形式：0.65A，2kΩ并联形式：1.3A，500Ω9数字存储示波器自备10万用表自备三、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

3、理图如图5-1所示。图5-1实验系统原理图９四、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)。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－

4、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：(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R=Ra十RL十Rn(5-1)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5-2所示。图5-2伏安比较法实验线

5、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Ug使得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（5-2）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U2(5-3)求解(5-2)、(5-3)两式，可得电枢回路总电阻:R＝（U2-U1）/（I2-I

6、1）(5-4)如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得RL十Rn=(U2＇-U1＇)/(I2＇-I1＇)(5-5)９则电机的电枢电阻为Ra=R-(RL十Rn)。(5-6)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(5-7)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5-3所示。图5-3测量电枢回路电感的实验线路图实验时注意交

7、流电压的有效值小于电机直流电压的额定值，交流电压由DZ01电源输出给电机的电枢，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:(5-8)(5-9)(5-10)(5-11)(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(5-12)式中，T为电动机的电磁转矩，单位为N·m；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:

8、从而有:(5-13)(5-14)式中GD2的单位为N·m2；Tk可由空载功率PK(单位为W)求出:(5-15)(5-16)９dn/dt可以从自由停车时所得的曲线n＝f(t)求得，其实验线路如图