机电传动控制实验

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,运动控制系统实验,1,实验项目,实验一 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统,实验二 正弦脉宽调制（SPWM）变频调速系统,2,实验一 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MCL-18, MCL-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。,3,三、实验系统组成及工作原理,4,三、实验系统组成及工作原理,5,1三相主电源连线时需注意，不可换错相序。,2电源开关闭合时，过流保护、过压保护的发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SB1、SB2即可正常工作。,3系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机,4起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。,5,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。,6进行闭环调试时，若电机转速达最高速且不可调，注意转速反馈的极性是否接错。,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,。,四、注意事项,6,（1）先部件，后系统。即先将各单元的特性调好，然后才能组成系统。,（2）先开环，后闭环，即使系统能正常开环运行，然后在确定电流和转速均为负反馈时组成闭环系统。,（3）先内环，后外环。即先调试电流内环，然后调转速外环。,双闭环调速系统调试原则,7,带阻感性负载时,三相桥式整流电路回顾,a,=0,a,=30,8,a,60,时（,a,=90,）,阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。,电阻负载时，,u,d,波形不会出现负的部分。,阻感负载时，,u,d,波形会出现负的部分。,带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的,a,角移相范围为,90,。,9,定量分析,当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载,a,60,时）的平均值为：,带电阻负载且,a,60,时，整流电压平均值为：,输出电流平均值为 ：,I,d,=,U,d,/,R,10,五、 实验内容,1,移相触发电路的调试及开关设置,（主电路未通电）,（1）打开NMCL-31的“低压控制电源”开关，这时应有相应直流电压指示灯亮。,（2）调速电源选择开关“直流调速”。,（3）将面板上的Ublf接地，将桥式触发脉冲的六个开关均拨到“接通”。用示波器通过NMCL-33的“双脉冲观察孔”，观察6个双脉冲，应使其间隔均匀(60)，幅值相同；观察每个晶闸管的控制极、阴极电压波形，应有幅值为1V2V的双脉冲。,11,12,五、 实验内容,1,移相触发电路的调试及开关设置,（主电路未通电）,（4）定初相,将给定器输出Ug接至NMCL-33面板的Uct端，调节偏移电压Ub（调节偏移电压电位器RP），在Uct=0时（可直接接地，或选择开关打到地，保证输入为零），使,=90，Ud=0（因为电阻电感性负载时，,Ud,=2.34U2cos,）。,而由于电动机电枢电阻的差异，实际调试应该以Uct=0时对应于整流电压Ud0=0的,角作为触发角的真实零位，此时晶闸管整流电路才可正常工作。,13,图2 实验三接线图,14,1.移相触发电路的调试, 观察脉冲相序, 零位调整: 调偏移电压,U,ct,=0时,a,= 90, Ud=0,n=0,u,T,a,=,90,u,u,u,v,u,w,u,u,1#,2#,3#,4#,5#,6#,如何调准90,?,15,把DZS的“3”端接至ACR的“8”端（或ASR的“4”端），使调节器解除封锁而正常工作,2.电流及速度调节器（ACR、ASR）的调试,按图接线，DZS(零速封锁器)的扭子开关扳向“解除”。,16,ACR,接成比例积分（,PI,）,Ug,接到调节器的输入端当加正给定时，调整负限幅电位器,RP2,，使之输出电压为零。,当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器,RP1,，用示波器观察同步电压和对应的触发脉冲，使,=10,左右。（确定移相控制电压,Uct,的调节范围为,0,Uctmax,。）,17,把调节器,ASR,接成比例积分（,PI,）调节器,将给定器输出,Ug,接到速度调节器的输入端,当加正给定时，调整负限幅电位器,RP2,，使之输出电压为,6V,；,当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器,RP1,，使正限幅为零。,18,3、电流反馈系数的整定：,直接将给定电压Ug接入移相控制电压Uct的输入端,整流桥接电阻性负载（注意：将2组滑线电阻器电阻,并联,使用，且调到电阻值最大。）,慢慢增加给定电压Ug，观察输出电压Ud到220V左右，并同时观察负载电流Id ，适当调整滑线变阻器使Id=1A。,用万用表测量电流反馈电压。方法是调节电流变换器（FBC）上的电流反馈电位器RP1，使得负载电流Id=1A时的电流反馈电压Ui=3.54V，这时的电流反馈系数,=Ui/Id=3.54V/A。,19,4、转速反馈系数的整定：,直接将给定电压Ug接入移相控制电压Uct的输入端,整流电路接直流电动机负载，（注意，慢慢增加给定电压Ug）,测量直流电动机的转速值和转速反馈电压值，调节速度变换器（FBS）上转速反馈电位器RP1，使得n=1500r/min时的转速反馈电压Un=6V，这时的转速反馈系数=Un/n=0.004V/（r/min）。,20,主电路的调试,直流电流表,L,B1,B2,M,接励磁,电源,+,-,+,-,-,M,U,g,Ug从0开始调,21,（2）使Ug=0，调节偏移电压电位器，使稍大于90，合上主电路电源，逐渐增加给定电压Ug，使电机起动、升速，调节Ug使电机空载转速n,0,=1500r/min，再调节负载电阻R,G,，改变负载，在直流电机空载至额定负载范围，测取78点，读取电机转速n，电机电枢电流I,d,，即可测出系统的开环外特性,n=f,(,I,d,),。填入下表：,（1）控制电压Uct由给定器Ug直接接入，直流发电机所接负载电阻R,G,断开。,5开环外特性的测定,注意：,（1,）先加励磁； （2）密切注视电流表；,（3）零位是否准确；（4）起动时逐渐加给定。,22,将ASR,ACR均接成PI调节器接入系统，形成双闭环不可逆系统。,6系统特性测试,（a）反馈电位器RP3逆时针旋到底，使放大倍数最小；,（b）“5”、“6”端接入MEL11电容器，预置57F；,（c）调节RP1、RP2使输出限幅为5V。,23,调节转速给定电压Ug，使电机空载转速至1500 r/min，再调节发电机负载电阻Rg，在空载至额定负载范围内分别记录78点，可测出系统静特性曲线,n=f,（,I,d,）,（1）机械特性,n=f,（,I,d,）,的测定,（2）闭环控制特性,n=f,(,U,g,)的测定,调节U,g,，记录U,g,和,n,，即可测出闭环控制特性,n=f,(,U,g,)。,24,用二踪慢扫描示波器观察动态波形，用光线示波器记录动态波形。在不同的调节器参数下，观察，记录下列动态波形：,（1）突加给定起动时，电动机电枢电流波形和转速波形。,（2）突加额定负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。,（3）突降负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。,注：电动机电枢电流波形的观察可通过ACR的第“1”端转速波形的观察可通过ASR的第“1”端,7系统动态波形的观察,25,