《运动控制系统》课程教学资源（实验指导）实验二 双闭环晶闸管不可逆调速系统

实验二双闭环晶闸管不可逆调速系统一，实验目的1．了解双闭环不可逆直流调速系统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一31，MCL一33的结构及调试方式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闭环控制特性的测定45.观察记录系统动态波形三实验设备及仪器1.MCL一IⅢI教学实验台主控制屏2.MCL一31组件（在主控制屏上）3.MCL33挂箱4、MEL-11挂箱5、MEL-03三相可调电阻挂箱6、电机导轨及侧功机、MEL-13挂箱7、直流电动机M038、双综示波器、万用表四、注意事项1、三相主电流相序不可接错2、电源开关闭合时，过流保护发光二极管可能会亮，应按下复位钮后再闭合3、系统开环时，不允许突加给定信号U.起动电机4、起动电机时应空载，把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底5、改变接线时，必须先将主回路断电，同时使系统给定为06、进行闭环调试时，注意反馈极性7、注意双综示波器的使用方法五、实验方法1、按图1-2接线，未上主电源之前检查晶闸管的脉冲是否正常（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60°”则相序正确：否则，应调整输入电源。（3）、闭合脉冲通断控制开关，观察晶闸管控制极和阴极应有幅度1-2V的脉冲2、开环外特性测定（1）、控制电压Uct由给定电位器Ug直接接入，测功机加载旋钮应逆时针旋到底（2）、使U=0调节偏压电压电位器使α≥90°。合上主电路电源增加U。使电机起动升速，调节U.使no=1500r/min再调节测功机加载旋钮，在直流机空载及额定负载范围内测取7-8点。读出n、la同时画出n=f(Ia)嗯n(r/min)Ia (A)

实验二 双闭环晶闸管不可逆调速系统 一．实验目的 1. 了解双闭环不可逆直流调速系统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 —31，MCL—33 的结构及调试方式 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 三．实验设备及仪器 1. MCL—Ⅲ教学实验台主控制屏 2. MCL—31 组件（在主控制屏上） 3. MCL—33 挂箱 4、MEL-11 挂箱 5、MEL-03 三相可调电阻挂箱 6、电机导轨及侧功机、 MEL-13 挂箱 7、直流电动机 M03 8、双综示波器、万用表 四、注意事项 1、 三相主电流相序不可接错 2、 电源开关闭合时，过流保护发光二极管可能会亮，应按下复位钮后再闭合 3、 系统开环时，不允许突加给定信号 Ug起动电机 4、 起动电机时应空载，把 MEL-13 的测功机加载旋钮逆时针旋到底 5、 改变接线时，必须先将主回路断电，同时使系统给定为 0 6、 进行闭环调试时，注意反馈极性 7、 注意双综示波器的使用方法 五、实验方法 1、 按图 1-2 接线，未上主电源之前检查晶闸管的脉冲是否正常 （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 60°， 则相序正确；否则，应调整输入电源。 （3）、闭合脉冲通断控制开关，观察晶闸管控制极和阴极应有幅度 1-2V 的脉冲 2、 开环外特性测定 （1）、控制电压 U ct 由给定电位器 Ug直接接入，测功机加载旋钮应逆时针旋到底 （2）、使 U g=0，调节偏压电压电位器使α≥90°。合上主电路电源增加 U g使电机起 动升速，调节 Ug使 n0=1500r/min ,再调节测功机加载旋钮，在直流机空载及额定负载范 围内测取 7-8 点。读出 n、I d 同时画出 n=f(I d) 嗯 n(r/min) I d (A)

3、系统调试将Ublf接地，Ublr悬空，即使用一组桥六个晶闸管（1）、电流环调试电机不加励磁：（a）、系统开环，即控制电压Uct由给定Ug直接接入(MCL-31中U直接节接到MEL-31A中Uco)。主电路接入电阻Rd并调至最大（Ra由MEL-03的两组900Q电阻并联），逐渐加大Ug，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）、增加Ug减少主回路电阻Ia≤1.1IN，调节MEL-03滑线变阻器，观察Ia=1.1I当时再调节MCC-32T主控屏上组件上的电流反馈电位器RPI使近似Uf等于ASR输出限副值（ASR输出限副值可调为士5V）（c）、将MCL-31（实验台主控屏上）的给定输出-U.接至ACR的“3”端，ACR的输出“7”端接至Uct，ACR“9”，“10”端接入MEL-11电容器可预置7uF，反馈电位器RP3逆时针旋到底，使放大倍数最小，逐渐增大给定电压-U，使之等于5V（ASR输出限幅为5V）观察主回路电流是否Id≤1.1IN。如Ia过大则调整电流反馈电位器，使Uf增加直到Ia≤1.1IN；如Ia<1.1IN则可将Ra减小，此时应当Ia增加有限，小于过电流保护整流值，说明系统已具有限流保护功能。测定并计算电流反馈系数。（2）、速度变换器的调试电机加励磁：去掉主回路中MEL-03，接入直流电机M03（a）、系统开环，即给定电压Ug直接接至Uct，Ug作为输入给定，逐渐增加给定，当n=1500r/min调节FBS中速度反馈电位器RP，使速度反馈电压为|5VI计算速度反馈系数（b）、注意反馈极性必须是负反馈4、系统特性测试将ASR、ACR均接成PI调节且接入系统形成双闭环不可逆系ASR统调试（a）、电位器RP3逆时针旋到底，使放大倍数最小（b）、“5”“6”端接入MEL-11电容器，预置5-7uF（c）、调节RP1、RP2使输出限幅为土5V(1)、静特性n=f(Ia)测定（a）、调整Ug使n=1500r/min，再调节测功机加载旋钮，在空载和额定负载范围内分别记录7-8个点可得到n、Ia及n=f(Ia)n(r/min)Ia(A)(2)、闭环控制特性n=f(U.)的测定调节Ug记录U和n测定n=f(U)n(r/min)Ug(V)5、系统动态波形的观察用二踪慢扫描示波器观察动态波形，并记录在不同调节器参数下动态波形（1）突加给定起动时，电动机电枢电流波形和转速波形（2）突加负载时，电动机电枢电流波形和转速波形（3）突减负载时，电动机电枢电流波形和转速波形注：观察电流及转速波形时应测量电流、转速反馈信号六、实验报告

3、 系统调试 将 Ublf 接地，Ublr 悬空，即使用一组桥六个晶闸管 （1）、电流环调试 电机不加励磁： （a）、系统开环，即控制电压 U ct 由给定 U g 直接接入(MCL-31 中 U g 直接节接到 MEL-31A 中 U co)。主电路接入电阻 R d 并调至最大（R d 由 MEL-03 的两组 900Ω电阻 并联），逐渐加大 Ug，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）、增加 U g减少主回路电阻 I d≤1.1I N，调节 MEL-03 滑线变阻器，观察 I d=1.1I N 当时再调节 MCC-32T 主控屏上组件上的电流反馈电位器 RP1 使近似 Ufi 等于 ASR 输出 限副值（ASR 输出限副值可调为±5V） （c）、将 MCL-31（实验台主控屏上）的给定输出-U g接至 ACR 的“3”端，ACR 的输 出“7”端接至 U ct，ACR“9”，“10”端接入 MEL-11 电容器可预置 7uF，反馈电位器 RP3 逆时针旋到底，使放大倍数最小，逐渐增大给定电压-U g，使之等于 5V（ASR 输 出限幅为 5V）观察主回路电流是否 I d≤1.1I N。如 I d 过大则调整电流反馈电位器，使 Ufi 增加直到 I d≤1.1I N；如 I d<1.1I N 则可将 Rd 减小，此时应当 I d 增加有限，小于过电 流保护整流值，说明系统已具有限流保护功能。测定并计算电流反馈系数。 （2）、速度变换器的调试 电机加励磁： 去掉主回路中 MEL-03，接入直流电机 M03 （a）、系统开环，即给定电压 U g 直接接至 U ct，U g 作为输入给定，逐渐增加给定，当 n=1500r/min 调节 FBS 中速度反馈电位器 RP，使速度反馈电压为|5V|计算速度反馈系数 （b）、注意反馈极性必须是负反馈 4、 系统特性测试 将 ASR、ACR 均接成 PI 调节且接入系统形成双闭环不可逆系 ASR 统调试 （a）、电位器 RP3 逆时针旋到底，使放大倍数最小 （b）、“5”“6”端接入 MEL-11 电容器，预置 5-7μF （c）、调节 RP1、RP2 使输出限幅为±5V （1）、静特性 n=f(I d)测定 （a）、调整 U g 使 n=1500r/min，再调节测功机加载旋钮，在空载和额定负载范围内分 别记录 7-8 个点可得到 n、I d 及 n=f(I d) n(r/min) I d (A) （2）、闭环控制特性 n=f(Ug)的测定 调节 Ug记录 U g和 n 测定 n=f(Ug) n(r/min) Ug (V) 5、 系统动态波形的观察 用二踪慢扫描示波器观察动态波形，并记录在不同调节器参数下动态波形 （1）突加给定起动时，电动机电枢电流波形和转速波形 （2）突加负载时，电动机电枢电流波形和转速波形 （3）突减负载时，电动机电枢电流波形和转速波形 注：观察电流及转速波形时应测量电流、转速反馈信号 六、实验报告

根据实验数据，画出闭环控制特性曲线1、2、根据实验数据，画出闭环静特性，并计算静差量3、根据实验数据，画出开环机械特性4、画出电流转速突加给定起动及扰动时动态波形5、比较开环和闭环的动态性能

1、 根据实验数据，画出闭环控制特性曲线 2、 根据实验数据，画出闭环静特性，并计算静差量 3、 根据实验数据，画出开环机械特性 4、 画出电流转速突加给定起动及扰动时动态波形 5、 比较开环和闭环的动态性能