实训二有静差转速负反馈直流调速系统
1 直流调速系统实训项目(二) 转速负反馈直流调速系统
实训二 转速负反馈直流调速系统 一、实验目的
1(解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。 2(掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
3(认识闭环反馈控制系统的基本特性。
二、实验所需挂件及附件
序号 型 号 备 注 1 DJK01 电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 2 DJK02 晶闸管主电路
3 DJK02-1三相晶闸管触发电该挂件包含“触发电路”、“正反桥功放”等几个
路 模块。
该挂件包含“给定”、“调节器I”、“调节器II”、“转4 DJK04 电机调速控制实验 速变换”、“电流反馈与过流保护”、“电压隔离器”I 等几个模块。
5 DJK08可调电阻、电容箱
6 DD03-3电机导轨)光码盘
测速系统及数显转速表
7 DJ13-1 直流发电机
8 DJ15 直流并励电动机
9 D42 三相可调电阻
10 慢扫描示波器 自备
11 万用表 自备
三、实验线路及原理
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2 直流调速系统实训项目(二) 转速负反馈直流调速系统
四、实验内容
(1)DJK04上的基本单元的调试。
(2)U不变时直流电动机开环特性的测定。 ct
(3)U不变时直流电动机开环特性的测定。 d
(4)转速单闭环直流调速系统。
五、预习
要求
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(1)复习自动控制系统(直流调速系统)教材中有关晶闸管直流调速系统、闭环反馈控制系统的内容。
(2)掌握调节器的基本工作原理。
(3)根据实验原理图,能画出实验系统的详细接线图,并理解各控制单元在调速系统中的作用。
(4)实验时,如何能使电动机的负载从空载(接近空载)连续地调至额定负载?
六、实验方法
(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试
?打开DJK01总电源开关,操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关,观察输入的三相电网电压是否平衡。
?将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。
?用10芯的扁平电缆,将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关,拨动 “触发脉冲指示”钮子开关,使“窄”的发光管亮。
?观察A、B、C三相的锯齿波,并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器(在各观测孔左侧),使三相锯齿波斜率尽可能一致。
?将DJK04上的“给定”输出U直接与DJK02-1上的移相控制电压U相接,将给定开gct关S拨到接地位置(即U=0),调节DJK02-1上的偏移电压电位器,用双踪示波器观察A2ct
相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形,使α=120?(注意此处的α表示三相晶闸管电路中的移相角,它的0?是从自然换流点开始计算,而单相晶闸管电路的0?移相角表示从同步信号过零点开始计算,两者存在相位差,前者比后者滞后30?)。
?适当增加给定U的正电压输出,观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形,此时应观g
测到单窄脉冲和双窄脉冲。
?用8芯的扁平电缆,将DJK02-1面板上“触发脉冲输出”和“触发脉冲输入”相连,使得触发脉冲加到正反桥功放的输入端。
?将DJK02-1面板上的U端接地,用20芯的扁平电缆,将DJK02-1的“正桥触发脉冲lf
输出”端和DJK02“正桥触发脉冲输入”端相连,并将DJK02“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”,观察正桥VT1,VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。
(2)U不变时的直流电机开环外特性的测定 ct
?按图5-1的接线图接线,DJK02-1上的移相控制电压U由DJK04上的“给定”输出ct
U直接接入,直流发电机接负载电阻R,L用DJK02上200mH,将给定的输出调到零。 gd
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3 直流调速系统实训项目(二) 转速负反馈直流调速系统
?先闭合励磁电源开关,按下DJK01“电源控制屏”启动按钮,使主电路输出三相交流电源,然后从零开始逐渐增加“给定”电压U,使电动机慢慢启动并使转速 n 达到g
1200rpm。
?改变负载电阻R的阻值,使电动机的电枢电流从空载直至I。即可测出在U不变edct时的直流电动机开环外特性n = f(I),测量并
记录
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数据于下表: d
n(rpm)
I(A) d
(3)U不变时直流电机开环外特性的测定 d
?控制电压U由DJK04的“给定”U直接接入,直流发电机接负载电阻R,L用DJK02ctgd上200mH,将给定的输出调到零。
?按下DJK01“电源控制屏”启动按钮,然后从零开始逐渐增加给定电压U,使电动g机启动并达到1200rpm。
?改变负载电阻R,使电动机的电枢电流从空载直至I。用电压表监视三相全控整ed
流输出的直流电压U,在实验中始终保持U不变(通过不断的调节DJK04上“给定”电压dd
U来实现),测出在U不变时直流电动机的开环外特性n =f(I),并记录于下表中: gdd
n(rpm)
I(A) d
(4)基本单元部件调试
?移相控制电压U调节范围的确定 ct
直接将DJK04“给定”电压U接入DJK02-1移相控制电压U的输入端,“三相全控整gct
流”输出接电阻负载R,用示波器观察U的波形。当给定电压U由零调大时,U将随给定dgd电压的增大而增大,当U超过某一数值U,时,U 的波形会出现缺相现象,这时U反而ggdd随U的增大而减少。一般可确定移相控制电压的最大允许值为U=0.9U,,即U的允许gctmaxgg调节范围为0,U。如果我们把输出限幅定为U的话则“三相全控整流”输出范围ctmaxctmax,
就被限定,不会工作到极限值状态,保证六个晶闸管可靠工作。记录U,于下表中: g
U, g
U=0.9U, ctmaxg
将给定退到零,再按“停止”按钮,结束步骤。
?调节器的调整
A、调节器的调零
将DJK04中“速度调节器”所有输入端接地,再将DJK08中的可调电阻40K接到“速度调节器”的“4”、“5”两端,用导线将“5”、“6”短接,使“电流调节器”成为
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4 直流调速系统实训项目(二) 转速负反馈直流调速系统 P (比例)调节器。调节面板上的调零电位器RP3,用万用表的毫伏档测量电流调节器“7”端的输出,使调节器的输出电压尽可能接近于零。
将DJK04中“电流调节器”所有输入端接地,再将DJK08中的可调电阻13K接到“速度调节器”的“8”、“9”两端,用导线将“9”、“10”短接,使“电流调节器”成为P(比例)调节器。调节面板上的调零电位器RP3,用万用表的毫伏档测量电流调节器的“11”端,使调节器的输出电压尽可能接近于零。
、 正负限幅值的调整 B
把“速度调节器”的“5”、“6”短接线去掉,将DJK08中的可调电容0.47uF接入“5”、“6”两端,使调节器成为PI (比例积分)调节器,然后将DJK04的给定输出端接到转速调节器的“3”端,当加一定的正给定时,调整负限幅电位器RP2,使之输出电压
1,使速度调节器的为最小值即可,当调节器输入端加负给定时,调整正限幅电位器RP
输出正限幅为U。 ctmax
把“电流调节器”的“8”、“9”短接线去掉,将DJK08中的可调电容0.47uF接入“8”、“9”两端,使调节器成为PI(比例积分)调节器,然后将DJK04的给定输出端接到电流调节器的“4”端,当加正给定时,调整负限幅电位器RP2,使之输出电压为最小值即可,当调节器输入端加负给定时,调整正限幅电位器RP1,使电流调节器的输出正限幅为U。 ctmax
C、电流反馈系数的整定
直接将“给定”电压U接入DJK02-1移相控制电压U的输入端,整流桥输出接电阻负gct
载R,负载电阻放在最大值,输出给定调到零。
按下启动按钮,从零增加给定,使输出电压升高,当U=220V时,减小负载的阻值,d
调节“电流反馈与过流保护”上的电流反馈电位器RP1,使得负载电流I=l.3A时,“2”d端I的的电流反馈电压U=6V,这时的电流反馈系数β= U/I= 4.615V/A。 ffifid
D、转速反馈系数的整定
直接将“给定”电压U接DJK02-1上的移相控制电压U的输入端,“三相全控整流”gct
电路接直流电动机负载,L用DJK02上的200mH,输出给定调到零。 d
按下启动按钮,接通励磁电源,从零逐渐增加给定,使电机提速到 n =150Orpm
时,调节“速度变换”上转速反馈电位器RP1,使得该转速时反馈电压U=-6V,这时的fn转速反馈系数α =U/n =0.004V/(rpm)。 fn
(5)转速单闭环直流调速系统
?按图8-1接线,在本实验中,DJK04的“给定”电压U为负给定,转速反馈为正电g
压,将“速度调节器”接成P(比例)调节器或PI(比例积分)调节器。直流发电机接负载电阻R,L用DJK02上200mH,给定输出调到零。 d
?直流发电机先轻载,从零开始逐渐调大“给定”电压U,使电动机的转速接近g
n=l200rpm。
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5 直流调速系统实训项目(二) 转速负反馈直流调速系统
?由小到大调节直流发电机负载R,测出电动机的电枢电流I,和电机的转速n,直d
至I=I,即可测出系统静态特性曲线n =f(I)。 dedd
七、实验
报告
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(1)根据实验数据,画出转速单闭环直流调速系统的机械特性。
(2)根据实验数据,画出电流单闭环直流调速系统的机械特性。
(5)根据实验数据,画出电压单闭环直流调速系统的机械特性。
(6)比较以上各种机械特性,并做出解释。
八、思考
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
(l)P调节器和PI调节器在直流调速系统中的作用有什么不同?
(2)实验中,如何确定转速反馈的极性并把转速反馈正确地接入系统中?调节什么元件能改变转速反馈的强度?
(3)改变“调节器I”和“调节器II”上可变电阻、电容的参数,对系统有什么影响,
九、注意事项
(1)双踪示波器有两个探头,可同时观测两路信号,但这两探头的地线都与示波器的外壳相连,所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上,否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此,为了保证测量的顺利进行,可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘,只使用其中一路的地线,这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时,必须在被测电路上找到这两个信号的公共点,将探头的地线接于此处,探头各接至被测信号,只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号,而不发生意外。
(2)电机启动前,应先加上电动机的励磁,才能使电机启动。在启动前必须将移相控制电压调到零,使整流输出电压为零,这时才可以逐渐加大给定电压,不能在开环或速度闭环时突加给定,否则会引起过大的启动电流,使过流保护动作,告警,跳闸。
(3)通电实验时,可先用电阻作为整流桥的负载,待确定电路能正常工作后,再换成电动机作为负载。
(4)在连接反馈信号时,给定信号的极性必须与反馈信号的极性相反,确保为负反馈,否则会造成失控。
(5)在完成电压单闭环直流调速系统实验时,由于晶闸管整流输出的波形不仅有直流成分,同时还包含有大量的交流信号,所以在电压隔离器输出端必须要接电容进行滤波,否则系统必定会发生震荡。
(6)直流电动机的电枢电流不要超过额定值使用,转速也不要超过1.2倍的额定值。以免影响电机的使用寿命,或发生意外。
(7)DJK04与DJK02-1不共地,所以实验时须短接DJK04与DJK02-1的地。
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