双闭环直流调速系统实验.doc

? 实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 ? 实验五 双闭环直流调速系统实验 一．实验目的 ⒈ 熟悉双闭环直流调速系统的组成、工作原理、调试方法。 ⒉ 了解双闭环直流调速系统的静态和动态特性。 二．实验设备 ⒈ MCL – 31 低压控制电路及仪表。 ⒉ MCL – 32 电源控制屏。 ⒊ MCL – 33 触发电路及晶闸管主回路。 ⒋ MEL – 03 三相可调电阻器。 ⒌ MEL – 11 电容箱。 ⒍ 直流电动机–发电机–测速机组。 ⒎ 万用表。 ⒏ 双踪示波器。 三． 实验原理 在双闭环直流调速系统中设置了两个调节器，转速调节器的输出当作电流调节器的输入，电流调节器的输出控制晶闸管整流器的 触发装置。 电流调节器在里面称作内环，转速调节器在外面称作外环，这样就形成转速、电流双闭环调速系统。双闭环直流调速系统原理图如下图所示。 为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器都采用 PI 调节器。转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速跟随其给定电压变化，稳态时实现转速无静差，对负载变化起抗扰作用，其输出限幅值决定电机允许的最大电流。 电流调节器 使 电流紧紧跟随其 给定电压变化，对电网电压的波动起及时抗扰作用，在 转速动态过程中能够获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程， 当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。 ? 双闭环直流调速系统原理图 ASR– 转速 调节器 ACR– 电流调节器 GT– 触发装置 M –直流电动机 TG– 测速发电机 TA– 电流互感器 四． 实验内容 ⒈ 控制单元调试 在主电路切断电源的情况下，进行 控制单元 调试 。 ⑴ 转速 调节器 （ ASR ） 输出正、负限幅值的调试 使 转速 调节器为 PI 调节器，将 MCL – 31 的 给定端 U g 与 转速 调节器的 “ 2 ” 端相接， 接通控制电路电源﹙红色指示灯亮﹚。 分别加入一定的正、负输入电压，调整 转速 调节器的正、负限幅电位器 RP1 、 RP2 ，使 转速 调节器输出电压正、负限幅值等于 ± 5V 。 ⑵ 电流调节器输出控 制角 a 的调试 使电流调节器为 PI 调节器，将 MCL – 31 的 给定端 U g 与电流调节器的输入端 “ 3 ” 端相接，电流调节器的输出端 “ 7 ” 端与 MCL – 33 的 U ct 相接， 接通控制电路电源﹙红色指示灯亮﹚。 调节 MCL – 31 的给定电位器 RP1 使给定 U g ＝ 0V ，调节 MCL – 33 偏移电压电位器 U b ，同时 用示波器观察触发 脉冲 , 使 a ＝ 120 ° ， 然后 加入一定的负输入电压，调整电流调节器正限幅电位器 RP1 ，同时 用示波器观察触发 脉冲 ，使 a ＝ 30 ° 。 ⒉ 系统调试 系统调试步骤是 先内环，后外环，即先调试电流环，然后调试转速环。 ⑴ 电流环调试 直流电动机不加励磁，将 MCL – 31 的 给定端 U g 与电流调节器的输入端 “ 3 ” 端相接， MCL3 – 2 电源控制屏的电流反馈端 I f 与电流调节器的输入端 “ 1 ” 端相接，并顺时针调整电流反馈电位器 RP1 使电阻值最大，即电流反馈最强，电流调节器的输出端 “ 7 ” 端与 MCL – 33 的 U ct 相接，使系统构成 PI 调节 器 的单闭环系统。 将 MCL – 31 的正负给定开关 S1 拨向负给定位置，开关 S2 拨向给定位置，调节给定电位器 RP2 使 U g ＝ 0V ， 按 MCL – 32 电源控制屏的“闭合”按钮，接通 主电路电源 ﹙绿色指示灯亮﹚， 调节给定电位器 RP2 逐渐增加给定电压 U g ，使之等于 转速 调节器 （ ASR ） 输出限幅值 （ – 5V ） ，然后调整电流反馈电位器 RP1 ，观察主电路电流使之等于 1.1I ed （ I ed ＝ 1.1A ） 。 突加给定，用示波器观察电流反馈的波形，通过改变电流调节器的 PI 参数使电流反馈波形达到较好的波形。 ⑵ 转速 环调试 在实验装置断电情况下，按 双闭环直流调速系统实验线路图及接线图进行接线，使系统构成双闭环调速系统。 将 MCL – 31 的正负给定开关 S1 拨向正给定位置，开关 S2 拨向给定位置，调节给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V ， 顺时针调节转速反馈电位器 RP 使电阻值最大，即转速反馈最强。 电动机加额定励磁电压， 按下 MCL – 32 电源控制屏的“闭合”按钮，接通 主电路电源 ﹙绿色指示灯亮﹚， 调节给定电位器 RP1 逐渐增加给定电压 U g ， 若