直流调速系统基础实验指导.doc

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1、直流调速系统基础实验指导10.1直流调速控制系统参数和环节特性的性能测试10.1.1晶闸管（SCR）直流调速系统参数和环节特性的测试一、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的参数测试及反馈环节测定方法和测试条件。3.学会利用晶闸管直流调速系统中某些环节的现行现象，测定整流装置及测速发电机的特性。4.了解和掌握晶闸管全控桥直流调速系统装置和各单元环节特性，在环节模型结构正确的情况下测区模型参数，从而得到完全正确的系统数学模型，为计算和校正复杂系统结构与参数做好准备，为进一步分析和调试双闭环系统提供试验参数。二

2、、实验内容1.测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻R。2.测定晶闸管直流调速系统主电路总电感L。3.测定直流电动机-发电机-测速发电机飞轮惯量GD2。4.测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td。5.测定直流发电机电动是常数Ce和转矩常数CT。6.测定晶闸管直流调速系统几点时间常数Tm。7.测定晶闸管触发及整流装置特性Ud=ƒ(Uct)。8.测定测数发电机特性UTG=ƒ(n)。三、实验设备1.晶闸管直流调速系统装置2.直流发电机-直流电动机-测速发电机组3.三项1:1隔离变压器，三相调压器及平波电抗器4.直流电压表5.直流电流表6.双踪慢扫描示波器

3、7.滑动变阻器8.万用表四、实验系统组成和工作原理晶闸管直流调速系统实验装置由三相调压器、三相1:1整流变压器、晶闸管整流调速装置，平波电抗器和电动机-发电机等组成。本实验中，整流装置的主电路为三相桥式，采用三相1:1隔离变压器为安全装置。控制回路直接由给定电压Ug为触发器的移相控制电压Uct。改变Ug的大小可改变控制角α，从而获得可调的直流电压和转换，满足实验要求。其系统原理图如图10.1.1所示。五、实验方法1.电枢回路总电阻R的测定电枢回路的总电阻R是环节结构模型中预知的参数，包括电动机电枢电阻Ra,平波电抗器的电流电阻RL和整流装置的内阻Rn

4、，即为能准备测出晶闸管整流装置的电源内阻，通常采用伏安比较法来测定电阻。其实验电路如图10.1.2所示。系统连接完成后，测试时应注意调节RP1、RP2电阻负载至最大，电动机不加励磁，并使电动机堵转。合上开关S1、S2、S3,让系统通电，调节Ug使整流装置输出电位Ud=（30%～70%）US(U1可为110V)，然后调节RP2,使电枢电流为（80%～90%）IN，读取电流表A和电压表V2的数值各为I1、U1,则整流装置的理想空载电压为调节Rp1使之与RP2近似，使电流表读数为40%IN,断开开关S2,在Ud不变条件下读A和V2的数值为I2、U2,则由式

5、（10.1.2）和式（10.1.3），消去Ud0，可得出电枢回路总电阻R，即若把电动机两端短接，重复上述过程，可得则电动机的电枢电阻为同样短接平波电抗器L的两端，可测得电抗器的直流电阻RL,即此时，直流装置的电源内阻Rn为为了减少由于非线性和接触电阻等原因造成的误差，可采取改变整流装置输出电压Ud在UN的30%～70%范围内，重复多次上述参数测量，然后求平均值。2.电枢回路电感L的测定点数电路总电感L包括电动机的电枢电感La，平波电抗器LL和整流变压器漏电感LB,由于LB数值很小，可忽略，股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。电动机

6、应加额定励磁，并使电动机堵转，实验电路如图10.1.3所示。再合上S1前调压变压器要复零。合上S1，调节调压变压器的输出电压，使电枢电流Ia=50%IN。合上S2,调节RP，是励磁电流为电机额定励磁电流。用电压表和电流表分别测出通入电流电压后电枢两端和电抗器上电压值Ua和UL及电流I,从而得到交流阻抗Za和ZL。计算出电感值La和LL3.直流电动机-发电机–测速发电机组合飞轮惯量GD2的测定电力拖动系统的运动方程式为式中，Te为电动机的电磁转矩，单位为N•m；TL为负载转矩，空载时即为空载转矩TO，单位为N•m；n为电机转速，单位为r∕min。电机空

7、载自由停车时，Te=O，TL=TO,运动方程式为式中，GD2的单位为N•m2；TO可由空载功率PO（单位为W）求出，即dn∕dt可由自由停车时所得曲线n=f（t）求得。其实验电路如图10.1.4所示。实验时，起动电动机前需加额定励磁。将电动机由空载起动至稳定转速后，测取电枢电压Ud和电流IO，以及稳速值nO。然后断开Ug，同时用光线示波器记录n=f（t）曲线（见图10.1.5，图中斜虚线为n=no的切线），即可取某一转速时的TO和dn∕dt。由于空载转矩不是常数，可由转速n为基准，选择若干个点，测出相应的TO的dn∕dt，以求出GD2的平均值，并将数

8、据记录于表10.1.1和表10.1.2中。4.主电路电磁时间常数的测定用电流波形法测定回路电磁时间常数Td，