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实验二双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验 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MCL—Ⅱ电机控制教学实验台主控制屏的结构及调试方法。 3.熟悉MCL-01,MCL-02,MCL-03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.MCL-01的调试。 2.各控制单元调试 3.测定电流反馈系数ß,转速反馈系数α。 4.测定开环机械特性及闭环静特性。 5.闭环控制特性的测定。 6.观察,记录系统动态波形。 三.实验系统组成及工作原理 仅有速度反馈的调速系统在调速过程中,当速度给定发生突变时,整流桥的输出电压很大,这可能引起电机电枢电流剧增,可能会使晶闸管损坏。此外电流的急剧变化也会导致直流电机换向恶化,并引起电机转矩的剧变,对传动系统产生猛力的冲击,这是不允许的,在调速系统中还必须采取限制电流冲击的措施,现在普遍采用再加一级电流反馈构成双闭环调速系统。 图2-1所示的是双闭环直流调速系统。系统包括两个反馈控制环节,内环是电流控制环,外环是速度控制环。内环由电流调节器、晶闸管移相触发器、晶闸管整流器和电动机电枢回路所构成。电流调节器的给定信号与电流反馈信号相比较,其差值送入电流调节器,由调节器的输出通过移相触发器控制整流桥的输出电压。在这个电压作用下电机的电流及转矩将相应地发生变化。当电流调节器的给定信号大于电流反馈信号时,其差值为正,经过调节器控制整流桥的移相角,使整流桥输出电压升高,电枢电流增大。反之,给定信号小于电流反馈信号时,使整流桥输出电压降低,电枢电流减小。它力图使电枢电流与电流给定值相等。外环是速度环,其中有一个速度调节器,在调节器的输入端送入一个速度给定信号,由它规定电机运行的转速,另一个速度反馈信号来自与电机同轴的测速发动机,这个速度给定信号和实际转速反馈信号之差输入到速度调节器,由速度调节器的输出信号作电流调节器输入送到电流调节器,通过电流调节环的控制作用调节电机的电枢电流和转矩,使电机转速发生变化,最后达到转速的给定值。 四.实验设备及仪器 1.MCL—Ⅱ电机控制教学实验台主控制屏。 2.MCL—01组件。 3.MCL—02组件。 4.MCL—03组件。 5.MEL-11挂箱 6.MEL—03三相可调电阻。 7.电机导轨及测速发电机、测功机。 8.直流电动机M03。 9.双踪示波器。 五.注意事项 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QUOTE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。 六.实验方法 1.MCL-01的调试。 (1)用示波器观察双脉冲观察孔,应有间隔均匀,幅度相同的双脉冲 (2)检查相序,用示波器观察“1”,“2”脉冲观察孔,“1”脉冲超前“2”脉冲600,则相序正确,否则,应调整输入电源。 (3)将控制一组桥触发脉冲通断的六个直键开关弹出,用示波器观察每只晶闸管的控制极,阴极,应有幅度为1V—2V的脉冲。 (4)将QUOTE接地,可观察反桥晶闸管的触发脉冲。 2.双闭环调速系统调试原则 (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。 3.控制单元调试 (1)调节器正、负限幅值的调整 ASR调试:使调节器为PI调节器,加入一定的输入电压(由MCL—01提供),调整正,负限幅电位器RP1、RP2,使输出正负值等于±5V。 ACR调试: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,使脉冲前移300,使脉冲后移=300,反馈电位器RP3逆时针旋到底,使放大倍数最小。 (2)电流反馈系数的整定电动机不加励磁 (a)系统开环,即控制电压QUOTE由给定器QUOTE直接接入,整流桥输出接电阻QUOTE并调至最大(QUOTE由MEL—03的两只QUOTE电阻并联)。逐渐增加给定电压,用示波器观察晶闸管整流桥两端电压波形。在一个周期内,电压波形应有6个对称波头平滑变化。 (b)