1、實(shí)驗三 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗一、實(shí)驗?zāi)康亩?shí)驗內(nèi)容三、實(shí)驗設(shè)備四、實(shí)驗步驟五、實(shí)驗注意事項一、實(shí)驗?zāi)康?1)了解閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成及各 主要單元部件的原理。(2)掌握雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定。(3)研究調(diào)節(jié)器參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。二、實(shí)驗內(nèi)容(1)各控制單元調(diào)試。(2)測定電流反饋系數(shù)、轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。(3)測定開環(huán)機(jī)械特性及高、低轉(zhuǎn)速時系統(tǒng)閉環(huán)靜態(tài)特性n=f(Id)。(4)閉環(huán)控制特性n=f(Ug)的測定。(5)觀察、記錄系統(tǒng)動態(tài)波形。三、實(shí)驗設(shè)備 調(diào)節(jié)器2作為電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器1作為速度調(diào)節(jié)器四、實(shí)驗原理 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是由速度調(diào)節(jié)

2、器和電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)，可獲得良好的靜、動態(tài)性能（均采用PI調(diào)節(jié)器，且?guī)薹δ?。），由于調(diào)整系統(tǒng)的主要參量為轉(zhuǎn)速，故將轉(zhuǎn)速環(huán)作為主環(huán)放在外面，電流環(huán)作為副環(huán)放在里面，這樣可以抑制電網(wǎng)電壓擾動對轉(zhuǎn)速的影響。其系統(tǒng)框圖如下： 1、轉(zhuǎn)速換的輸出限幅決定了電流給 定電壓的最大值 2、電流環(huán)的輸出限幅決定了變換器 的最大輸出電壓兩個環(huán)：電流環(huán)內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)外環(huán)雙閉環(huán)原理圖五、實(shí)驗步驟(1)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則先單元、后系統(tǒng)，即先將單元的參數(shù)調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。先開環(huán)、后閉環(huán)，即先使系統(tǒng)運(yùn)行在開環(huán)狀態(tài)，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負(fù)反饋后，才可組成閉環(huán)系統(tǒng)。先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)，即先調(diào)試電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)試轉(zhuǎn)

3、速外環(huán)。先調(diào)整穩(wěn)態(tài)精度，后調(diào)整動態(tài)指標(biāo)。 （3）控制單元調(diào)試 ：測試Ud，Ug， Uctmax。 調(diào)節(jié)器的調(diào)零1）、將DJK04中“調(diào)節(jié)器I”所有輸入端接地。2）、“調(diào)節(jié)器I”的“4”、“5”兩端接可調(diào)電阻120K。3）、將“5”、“6”短接。4）、用萬用表的毫伏檔測量“調(diào)節(jié)器I”的“7”端的輸出，調(diào)節(jié)電位器RP3，使輸出電壓盡可能接近于零。 同理“調(diào)節(jié)器II”的調(diào)節(jié)也是1）、所有輸入端接地，2）、“調(diào)節(jié)器II”的“8”、“9”兩端接13K電阻 。3）、將“9”、“10”短接。4）、用萬用表的毫伏檔測量“調(diào)節(jié)器”II的“11”端，調(diào)節(jié)電位器RP3，使之輸出電壓盡可能接近于零。五、實(shí)驗步驟 （2

4、）DJK02和DJK02-1上的“觸發(fā)電路”調(diào)試五、實(shí)驗步驟 正負(fù)限幅值的調(diào)整 1）、調(diào)節(jié)器I的限幅調(diào)整步驟為：1、輸入端的接地線去掉，“5”、“6”短接線去掉，并接0.47uF電容。2、將“給定”端接到“調(diào)節(jié)器I”的“3”端。給定：+5V 輸出：-6V 給定：-5V 輸出：02）、 “調(diào)節(jié)器II”的限幅調(diào)整1、輸入端的接地線去掉，“9”、“10”短接線去掉，并接0.47uF電容。2、將“給定”端接到“調(diào)節(jié)器II”的“4”端。 給定：+5V 輸出：0 給定：-5V 輸出：UctmaxRP1RP2RP2RP1電流反饋系數(shù)的整定1)、將“給定”Ug調(diào)零接入移相控制電壓Uct的輸入端，整流橋輸出接電

5、阻負(fù)載R且放在最大值。2）、按下啟動按鈕，增加給定，當(dāng)Ud =220V時，減小負(fù)載的阻值，調(diào)節(jié)“電流反饋與過流保護(hù)”上的電流反饋電位器RP1，使得負(fù)載電流Id=l.3A時，“2”端If的的電流反饋電壓Ufi=6V，這時的電流反饋系數(shù)= Ufi/Id= 4.615V/A。五、實(shí)驗步驟 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)的整定 1）、將“給定”Ug調(diào)零接移相控制電壓Uct的輸入端，“三相全控整流”電路接直流電動機(jī)負(fù)載，Ld用DJK02上的200mH，輸出給定。 2）、按下啟動按鈕，接通勵磁電源，從零逐漸增加給定值，使電機(jī)提速到n =1500rpm時，調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速變換”上轉(zhuǎn)速反饋電位器RP1，使得該轉(zhuǎn)速時反饋電壓Ufn=6

6、V，這時的轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=Ufn/n=0.004V/(rpm)。五、實(shí)驗步驟 (4)開環(huán)外特性的測定DJK02-1控制電壓Uct由DJK04上的給定輸出Ug直接接入，“三相全控整流”電路接電動機(jī)，Ld用DJK02上的200mH，直流發(fā)電機(jī)接負(fù)載電阻R，負(fù)載電阻放在最大值，輸出給定調(diào)到零。按下啟動按鈕，先接通勵磁電源，然后從零開始逐漸增加“給定”電壓Ug，使電機(jī)啟動升速，轉(zhuǎn)速到達(dá)1200rpm。增大負(fù)載(即減小負(fù)載電阻R阻值)，使得電動機(jī)電流Id=Ied，可測出該系統(tǒng)的開環(huán)外特性n =f（Id），記錄于下表中：n(rpm)Id(A)五、實(shí)驗步驟 (5)系統(tǒng)靜特性測試按圖5-10接線， DJK04的

7、給定電壓Ug輸出為正給定，轉(zhuǎn)速反饋電壓為負(fù)電壓，直流發(fā)電機(jī)接負(fù)載電阻R，Ld用DJK02上的200mH，負(fù)載電阻放在最大值，給定的輸出調(diào)到零。將“調(diào)節(jié)器I”、“調(diào)節(jié)器II”都接成P（比例）調(diào)節(jié)器后，接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)，按下啟動按鈕，接通勵磁電源，增加給定，觀察系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，確認(rèn)整個系統(tǒng)的接線正確無誤后，將“調(diào)節(jié)器I”，“調(diào)節(jié)器II”均恢復(fù)成PI（比例積分）調(diào)節(jié)器，構(gòu)成實(shí)驗系統(tǒng)。機(jī)械特性n =f(Id)的測定A、發(fā)電機(jī)先空載，從零開始逐漸調(diào)大給定電壓Ug，使電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近n=l200rpm，然后接入發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻R，逐漸改變負(fù)載電阻，直至Id=Ied，即可測出系統(tǒng)靜態(tài)特性曲線n

8、=f(Id)，并記錄于下表中：五、實(shí)驗步驟 B、降低Ug，再測試n=800rpm時的靜態(tài)特性曲線，并記錄于下表中：C、閉環(huán)控制系統(tǒng)n=f(Ug)的測定 調(diào)節(jié)Ug及R，使Id=Ied、n= l200rpm，逐漸降低Ug，記錄Ug和n，即可測出閉環(huán)控制特性n = f(Ug）。五、實(shí)驗步驟 (6)系統(tǒng)動態(tài)特性的觀察用慢掃描示波器觀察動態(tài)波形。在不同的系統(tǒng)參數(shù)下(“調(diào)節(jié)器I”的增益和積分電容、“調(diào)節(jié)器II”的增益和積分電容、“轉(zhuǎn)速變換”的濾波電容)，用示波器觀察、記錄下列動態(tài)波形： 突加給定Ug，電動機(jī)啟動時的電樞電流Id(“電流反饋與過流保護(hù)”的“2”端)波形和轉(zhuǎn)速n(“轉(zhuǎn)速變換”的“3”端)波形。

9、 突加額定負(fù)載(20%Ied100%Ied)時電動機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。 突降負(fù)載(100%Ied20%Ied)時電動機(jī)的電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。六、實(shí)驗注意事項(1)雙蹤示波器的使用。當(dāng)需要同時觀察兩個信號時，必須在被測電路上找到這兩個信號的公共點(diǎn)，將探頭的地線接于此處，探頭各接至被測信號，只有這樣才能在示波器上同時觀察到兩個信號，而不發(fā)生意外。 (2)電機(jī)啟動前，應(yīng)先加上電動機(jī)的勵磁，才能使電機(jī)啟動。在啟動前必須將移相控制電壓調(diào)到零，使整流輸出電壓為零，這時才可以逐漸加大給定電壓，不能在開環(huán)或速度閉環(huán)時突加給定，否則會引起過大的啟動電流，使過流保護(hù)動作，告警，跳閘。 (3)通電實(shí)驗時，可先用電阻作為整流橋的負(fù)載，待確定電路能正常工作后，再換成電動機(jī)作為負(fù)載。 (4)在連接反饋信號時，給定信號的極性必須與反饋信號的極性相反，確保為負(fù)反饋，否則會造成失控。 (5)在完成電壓單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗時，由于晶閘管整流輸出的波形不僅有直流成分，同時還包含有大量的交流信號，所以在電壓隔離器輸出端必須要接電容進(jìn)行濾波，否則系統(tǒng)必定會發(fā)生震蕩。 (6)直流電動機(jī)的電樞電流不要超過額定值使用，轉(zhuǎn)速