带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统.pdf

实验八带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统

一、实验目的
(1)了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方法及电流截止负反馈的整定。

(3)通过实验，加深理解负反馈原理及转速负反馈电流截止负反馈的在调

速系统中的作用。
二、实验所需挂件及附件

序号型号备注
该控制屏包含“三相电源输出”，“励
1DJK01电源控制屏
磁电源”等几个模块。

2DJK02晶闸管主电路
该挂件包含“触发电路”,“正桥功
3DJK02-1三相晶闸管触发电路
放”，“反桥功放”等几个模块。

该挂件包含“给定”，“电流调节器”，
4DJK04电机调速控制实验I
“速度变换”，“电流反馈与过流保
护”等几个模块。
5DJK08可调电阻、电容箱

6DD03-2电机导轨﹑测速发电或者“DD03-3电机导轨﹑光码盘测
机及转速表速系统及数显转速表”

7DJ13-1直流发电机
8DJ15直流并励电动机

9D42三相可调电阻

10慢扫描示波器自备

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11万用表自备

三、实验线路及原理

为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(包括

单闭环系统和多闭环系统)。对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，

而对调速指标较高的则采用多闭环系统。按反馈的方式不同可分为转速反馈，

电流反馈，电压反馈等。在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。

在本装置中，转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信

号，经“速度变换”后接到“速度调节器”的输入端，与“给定”的电压相

比较经放大后，得到移相控制电压，用作控制整流桥的“触发电路”，触
UCt
发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间，以改变“三相全控整流”的

输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。电机的转速随给定电压变化，

电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定，速度调节器采用P（比例）调

节对阶跃输入有稳态误差，要想消除上述误差，则需将调节器换成PI(比例积
分)调节。这时当“给定”恒定时，闭环系统对速度变化起到了抑制作用，当

电机负载或电源电压波动时，电机的转速能稳定在一定的范围内变化。

在电流单闭环中，将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈

信号加到“电流调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较，经放大后，

得到移相控制电压，控制整流桥的“触发电路”，改变“三相全控整流”
UCt
的电压输出，从而构成了电流负反馈闭环系统。电机的最高转速也由电流调

节器的输出限幅所决定。同样，电流调节器若采用P（比例）调节，对阶跃输

入有稳态误差，要消除该误差将调节器换成PI(比例积分)调节。当“给定”
恒定时，闭环系统对电枢电流变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压

波动时，电机的电枢电流能稳定在一定的范围内变化。

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图8-1转速单闭环系统原理图

图8-2电流单闭环系统原理图

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四、实验内容
(1)学习DJK01“电源控制屏”的使用方法。
(2)DJK04上的基本单元的调试。
不变时直流电动机开环特性的测定。
(3)Uct
不变时直流电动机开环特性的测定。
(4)Ud
(5)转速单闭环直流调速系统。

(6)电流单闭环直流调速系统。
五、预习要求
(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
①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。

②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。

③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。

④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。

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⑤将上的“给定”输出直接与上的移相控制电压相接，
DJK04UgDJK02-1Uct
将给定开关拨到接地位置（即=0），调节上的偏移电压电位器，
S2UctDJK02-1
用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔”VT1的输出波形，使
α=120°。

⑥适当增