1、 电力拖动自动控制系统 实验指导书 2011 年 12月编制 专业： 班号： 学号： 姓名： 哈尔滨华德学院 电子与信息工程学院 应用电子与通信技术系 电力拖动自动控制系统实验指导 1 准备实验： 晶闸管直流调速系统主要单元调试 一 实验目的 1熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。 2掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。 二 实验内容 1调节器的调 试 2电平检测器的调试 3反号器的调试 4逻辑控制器的调试 三 实验设备及仪器 1教学实验台主控制屏。 2 NMCL31A 组件 3 NMCL18 组件 4双踪示波器 5万用表 四 实验方法 1速度调节器（ A
2、SR）的调试 按图 1-1 接线， DZS(零速封锁器 )的扭子开关扳向 “解除 ”。 （ 1）调整输出正 、 负限幅值 “5”、 “6”端 接 可调电容 ，使 ASR 调节器为 PI 调节器，加入一定的输入电压（由NMCL31 的给定提供，以下同），调整正、负限幅电位器 RP1、 RP2，使输出正负值等于 5V。 （ 2）测定输入输出特性 将反馈网络中的电容短接（ “5”、 “6”端短接），使 ASR 调节器为 P 调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。 电力拖动自动控制系统实验指导 2 846C AG 给定123D ZS ( 零速封锁器)S
3、解除封锁NM CL -31A可调电容，位于NM C L - 18 的下部图1-5 速度调节器和电流调节器的调试接线图3RP 4C B图 1-1 速度调节器和电流调节器的调试接线图 电力拖动自动控制系统实验指导 3 （ 3）观察 PI 特性 拆除 “5”、 “6”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。反馈电容由外 接电容箱改变数值。 2电流调节器（ ACR）的调试 按图 1-1 接线。 （ 1）调整输出正 ,负限幅值 “9”、 “10”端 接 可调电容 ，使调节器为 PI 调节器，加入一定的输入电压，调整正，负限幅电位器
4、，使输出正负最大值大于 6V。 （ 2）测定输入输出特性 将反馈网络中的电容短接（ “9”、 “10”端短接），使调节器为 P 调节器，向调节器输入端逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅值，并画出曲线。 （ 3）观察 PI 特性 拆除 “9”、 “10”端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器观察输 出电压的变化规律，改变调节器的放大倍数及反馈电容，观察输出电压的变化。反馈电容由外接电容箱改变数值。 3反号器（ AR）的调试 测定输入输出比例，输入端加 +5V 电压，调节 RP，使输出端为 -5V。 五 . 实验报告 1画各控制单元的调试连线图。 2简述各控制单元的调试要点。 电力
5、拖动自动控制系统实验指导 4 实验 一 不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 一实验目的 1研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。 2研究直流调速系统中速度调节器 ASR 的工作及其对系统静特性的影响。 3学习反馈控制系统的调试技 术。 二 实验线路及原理 晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机 发电机组等组成。 本实验中，整流装置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，以满足实验要求。 具体连线 见图 1-3。 三 实验设备及仪表 1教学实验台主控
6、制屏。 2 NMCL33 组件 3 NMEL03 组件 4 NMCL18 组件 5 电机导轨及测速发电机（或光电编码器） 、 直流 发电机 M01 6直流电动 机 M03 7双踪示波器 8万用表 四 注意事项 1直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。 2接入 ASR 构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把 ASR 的 RP3 电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时， ASR 的 “5”、 “6”端接入可调电容（预置 7F）。 电力拖动自动控制系统实验指导 5 3测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（ 1A）。 4三相主电源连线时需注意，不可换错相序。 5系统开环连接时，
7、不允许突加给定信号 Ug 起动电机。 6改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的 “断开 ”红色按钮，同时使系统的给 定为零。 7双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。 WVUI 组晶闸管，位于N MC L- 3 3主电源输出，位于 N MC L- 3 2RC 吸收，位于N MCL-3 3 1图 1-3a 不可逆单闭环直流调速系统主回路 电力拖动自动控制系统实验指导 6 五 实验内容 1移相触发电路的调试（主电路未通电） （ a）用示波器观察 NMCL33 的双脉冲观察孔，应有双脉冲，且间隔均匀，幅值相同；观察
8、每个晶闸管的控制极、阴极电压波形，应有幅值为 1V 2V 的双脉冲。 （ b）触发电路输出脉冲应在 30 90范围内可调。可通过对偏移电压调节单位器及 ASR 输出电压的调整实现。例如：使 ASR 输出为 0V，调节偏移电压，实现 =90； 再保持偏移电压不变，调节 ASR 的限幅电位器 RP1，使 =30。 2求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。 a断开 ASR 的 “3”至 Uct的连接线， G（给定）直接加至 Uct，且 Ug 调至零，直流电机励磁电源开关闭合。 b NMCL-32 的“三相交流电源”开关拨向“直流调速”。 合上主电源，即按下主控制屏绿色 “闭合 ”开关按钮，
9、这时候主控制屏 U、 V、 W 端有电压输出 。 c调节给定电压 Ug，使直流电机空载转速 n0=1500 转 /分，调节 直流发电机负载电阻 ，在空载至额定负载的范围内测取 7 8 点，读取整流装置输 出电压 Ud，输出电流 id 以及被测电动机转速 n。 id（ A） Ud（ V） n（ r/min） 3带转速负反馈有静差工作的系统静特性 。 a断开 G（给定）和 Uct的连接线， ASR 的输出接至 Uct，把 ASR 的 “5”、 “6”点短接。 b合上主控制屏的绿色按钮开关。 c调节给定电压 Ug 至 2V，调整转速变换器 RP 电位器，使被测电动机空载转速 n0=1500 转 /分
10、，调节 ASR 的调节电容以及反馈电位器 RP3，使电机稳定运行。 电力拖动自动控制系统实验指导 7 调节 直流发电机负载电阻 ，在空载至额定负 载范围内测取 7 8 点，读取 Ud、id、 n。 id（ A） Ud（ V） n（ r/min） 4测取调速系统在带转速负反馈时的无静差闭环工作的静特性 a断开 ASR 的 “5”、 “6”短接线， “5”、 “6”端接 可调 电容 ，可预置 7F，使 ASR成为 PI（比例 积分）调节器。 b调节给定电压 Ug，使电机空载转速 n0=1500 转 /分。在额定至空载范围内846C AG 给定123DZS (零速封锁器)S解除封锁N MC L- 3
11、 1FBS 速度变换器2143TGN MC L- 3 3图 1-3b 不可逆单闭环直流调速系统主回路 电力拖动自动控制系统实验指导 8 测取 7 8 个点。 id（ A） Ud（ V） n（ r/min） 六 实验报告 绘制实验所得静特性，并进行分析、比较。 七 思考题 1系统在开环、有静差闭环与无静差闭环工作时，速度调节器 ASR 各工作在什么状态？实验时应如何接线？ 2要得到相同的空载转速 n0，亦即要得到整流装置相同的输出电压 U，对于有反馈与无反馈调速系统哪个情况下给定电压要大些？为什么？ 3在有转速负反馈的调速系统中，为得到相同的空载转速 n0，转速反馈的强度对 Ug 有什么影响？为
12、什么？ 4如何确定转速反馈的极性与把转速反馈正确地接入系统中？又如何调节转速反馈的强度，在线路中调节什么元件能 实现？ 电力拖动自动控制系统实验指导 9 实验 二 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 一实验目的 1了解双闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。 2熟悉电力电子及教学实验台主控制屏的结构及调试方法。 3熟悉 NMCL-18， NMCL-33 的结构及调试方法 4掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。 二实验内容 1各控制单元调试 2测定电流反馈系数。 3测定开环机械特性及闭环静特性。 4闭环控制特性的测定。 5观察，记录系统动态波形 。 三实验系
13、统组成及工作原理 双闭环 晶闸管不可逆直流调速系统由电流和转速两个调节器综合调节，由于调速系统调节的主要量为转速，故转速环作为主环放在外面，电流环作为付环放在里面，这样可抑制电网电压波动对转速的影响，实验系统的 控制回路 如图 1-4b 所示 ，主回路可参考 图 1-4a 所示 。 系统工作时，先给电动机加励磁，改变给定电压的大小即可方便地改变电机的转速。 ASR,ACR 均有限幅环节， ASR 的输出作为 ACR 的给定，利用 ASR 的输出限幅可达到限制起动电流的目的 , ACR 的输出作为移相触发电路的控制电压，利用 ACR 的输出限幅可达到限制 min和 min的目的。 当加入给定 Ug 后， ASR 即饱和输出，使电动机以限定的最大起动电流加速起动，直到电机转速达到给定转速（即 Ug=Ufn），并出现超调后， ASR 退出饱和，最后稳定运行在略低于给定转速的数值上。 四实验设备及仪器 1教学实验台主控制屏。
