新疆大学：《运动控制系统》课程教学资源（实验指导）实验一 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定

实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性 的测定实验 一、实验目的 (①)、熟悉品闸管直流调速系统的组成及基本结构。 (②)、掌握品闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法， 实验所需挂件及附件 序号门 型 号 备 注 1 DKO1电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”，“励 磁申源”等几个模块 DKO2三相变流桥路 该挂件包含“触发电路”，“正桥功 相全控制整流”等几个横 DKO4电机调速控制 该挂件包含“给定”，“电流调节器”， “速度变换”，“申流反馈与讨流得 护”签几个植块 4 DK10变压器实验 该挂件包含” 相不控整流”和“ 相心式变压器”等几个模块 DD03-2电机导轨、测速发 申机及转速表 DJ13直流复励发电机 D05直流并励电动机 DK04滑线变阻器 串联形式：0.65A,2kQ 并联形式：1.3A,500Q 数字存储示波器 自备 10 万用表 自备 三、实验线路及原理 晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机一发电 机组等组成」 本实验由整流调速装置的主电路为三相桥式电路，控制电路由给定电压Ug作为触发器 的移相控制电压ct,改变Ug的大小即可改变控制角a,从而获得可调的直流电压，以满足 实验要求。实验系统的组成原理图如图示 实验原理图

实验一 晶闸管直流调速系统参数和环节特性 的测定实验 一、实验目的 ⑴、熟悉晶闸管直流调速系统的组成及基本结构。 ⑵、掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。 二、实验所需挂件及附件 序号 型 号 备 注 1 DJK01 电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”，“励 磁电源”等几个模块 2 DJK02 三相变流桥路 该挂件包含“触发电路”，“正桥功 放”，“三相全控制整流”等几个模 块 3 DJK04 电机调速控制 该挂件包含“给定”，“电流调节器”， “速度变换”，“电流反馈与过流保 护”等几个模块 4 DJK10 变压器实验 该挂件包含“三相不控整流”和“三 相心式变压器”等几个模块 5 DD03-2 电机导轨、测速发 电机及转速表 6 DJ13 直流复励发电机 7 DJ05 直流并励电动机 8 DK04 滑线变阻器 串联形式：0.65A , 2kΩ 并联形式：1.3A , 500Ω 9 数字存储示波器 自备 10 万用表 自备 三、实验线路及原理 晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机—发电 机组等组成。 本实验由整流调速装置的主电路为三相桥式电路，控制电路由给定电压 Ug 作为触发器 的移相控制电压 Uct，改变 Ug 的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足 实验要求。实验系统的组成原理图如图示 实验原理图

VT3 二相电输出 VT6 VT2 定丹笔器 图1-1实验系统原理图 四、实验内容 ()、测定品闸管直流调速系统主电路总电阻R。 (②)、测定晶闸管直流调速系统主电路电感L。 (3)、测定直流电动机一直流发电机一测速发电机组的飞轮惯量GD。 (④)、测定品闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T。 (⑤、测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数0 (6)、测定晶闸管直流调速系统机电时间常数TM。 (7)、测定品闸管触发及整流装置特性U阳=f(et)。 (8)、测定测速发电机特性G=f(n) 五、实验方法 (、电枢回路总电阻R的测定 电枢回路总电阻R包括电机的电枢电阻Ra、平波电抗器的直流电阻及整流装置的内 阻Rn,即 R Ra RL+Rn 由于阻值较小，不宜用欧姆表或电桥测量，因是小电流检测，接触电阻影响较大，故常 用直流伏安法。为测出晶闸管整流装置的电源内阻须测量整流装置的理想空载电压U0,而 晶闸管整流电源是无法测量的 为此应铜伏安比较法，实验线路 将变阻器R1、2接入被测系统的主电路，测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。合 上S1、S2,调节给定使输出直流电压Ud在30%cd~70%Ucd范围内，然后调整R2使电枢 电流在80%Icd~90%Icd范围内，读取电流表A和电压表V2的读数值I1、U1,则此时整流 装置的理想空载电压为：

四、实验内容 ⑴、测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻 R。 ⑵、测定晶闸管直流调速系统主电路电感 L。 ⑶、测定直流电动机—直流发电机—测速发电机组的飞轮惯量 GD2。 ⑷、测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数 Td。 ⑸、测定直流电动机电势常数 Ce 和转矩常数 CM 。 ⑹、测定晶闸管直流调速系统机电时间常数 TM。 ⑺、测定晶闸管触发及整流装置特性 Ud = f(Uct)。 ⑻、测定测速发电机特性 UTG = f(n) 五、实验方法 ⑴、电枢回路总电阻 R 的测定 电枢回路总电阻 R 包括电机的电枢电阻 Ra、平波电抗器的直流电阻 RL 及整流装置的内 阻 Rn，即 R = Ra + RL + Rn 由于阻值较小，不宜用欧姆表或电桥测量，因是小电流检测，接触电阻影响较大，故常 用直流伏安法。为测出晶闸管整流装置的电源内阻须测量整流装置的理想空载电压 Ud0，而 晶闸管整流电源是无法测量的，为此应铜伏安比较法，实验线路图： 将变阻器 R1、R2 接入被测系统的主电路，测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。合 上 S1、S2，调节给定使输出直流电压 Ud 在 30％Ucd～70％Ucd 范围内，然后调整 R2 使电枢 电流在 80％Icd～90％Icd 范围内，读取电流表 A 和电压表 V2 的读数值 I1、U1，则此时整流 装置的理想空载电压为： Udo = I1R + U1 三 相 电 源 输 出 V M A L d 励磁 电源 G V A R G1 K1 G2 G3 G4 G5 G6 K2 K3 K5 K4 K6 Ulf Uct 1 U 1 U 2 I 1 I 2 VT1 VT3 VT5 VT4 VT6 VT2 图1-1 实验系统原理图 正桥 功放 触发 电路 给定

s 图1-2伏安比较法实验线路图 调节R1使之与R2的电阻值相近，拉开开关S2,在U的条件下读取电流表、电压表的 数值2、2，则 Udo I2R U2 Udo相等，求解电枢回路总电阻： R=(2-U1)/(I2-I1) 如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得 R+R=(2-UI'）/(I2-I1) 则电机电枢电阻为 Ra=R-(RL-Rn)。 同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻R1。 (2、电枢回路电感L的测定 电枢回路总电感L包括电机的电枢电感La、平波电抗器电感L和整流变压器漏感LB, 由于LB数值很小，可忽略，故电枢回路的等效总电感为 L=la Ld 电感的数值可用交流伏安法测定，实验时给电动机加额定励磁，并使电机堵转，实验图 如下 实验时交流电压由D水01电源输出，接DK10的高压端，从低压端输出接电机的电枢， 用交流电压表和电流表分别测出电枢两端和电抗器上的电压值U和UL及电流【，从而可得 到交流阻抗Za和ZL,计算出电感值La和d。计算公式如下： Z。=U。/1 ZL UL/I La=√Z2-R2/2xf La=八VZ2-R2/2nf 六、实验内容 ()、测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R

调节 R1 使之与 R2 的电阻值相近，拉开开关 S2，在 Ud 的条件下读取电流表、电压表的 数值 I2、U2，则 Udo = I2R + U2 Udo 相等，求解电枢回路总电阻： R = （U2 - U1）/ （I2 - I1） 如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得 RL +Rn = （U2′ - U1′）/ （I2′ - I1′） 则电机电枢电阻为 Ra = R - （RL - Rn）。 同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻 RL。 ⑵、电枢回路电感 L 的测定 电枢回路总电感 L 包括电机的电枢电感 La、平波电抗器电感 Ld 和整流变压器漏感 LB， 由于 LB 数值很小，可忽略，故电枢回路的等效总电感为 L = La + Ld 电感的数值可用交流伏安法测定，实验时给电动机加额定励磁，并使电机堵转，实验图 如下： 实验时交流电压由 DJK01 电源输出，接 DJK10 的高压端，从低压端输出接电机的电枢， 用交流电压表和电流表分别测出电枢两端和电抗器上的电压值 Ua 和 UL 及电流 I，从而可得 到交流阻抗 Za 和 ZL，计算出电感值 La 和 Ld。计算公式如下： 六、实验内容 ⑴、测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值 R。 M L d V1 图1-2 伏安比较法实验线路图 G T U g S 2 S 1 A R 1 R 2 V2

(2)、测定品闸管直流调速系统主电路电感值L。 ③、测定品闸管出差及整流装置特性=fc, 七、实验报 ()、作出实验所得的各种曲线，计算有关参数。 (②)、由Kg=f(Ug)特性，分析晶闸管装置的非线性现象。 (3)、认真预习课文内容，认真记录实验数据。 八、注音率顶 ()、由于实验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读数。 (②)、由于DJKO4上的过流保护整定值的限制，在完成机电时间常数测定的实验 中，其电枢电压不能加得太大。 (③)、当电机堵转时，会出现大电流，因此测量的时间要短，以防电机过热。 (④)、在测试Uā=fUg)时，DJK02上的偏移电压要先调到a=120°。 Ld 图1-3测量电枢回路电感的实验线路图 个ld R 图1-4测定GD2时的实验线路图 0.632Id Ug>GT 图1-6测定Td时的实验线路图 图1-5电流上升曲线

⑵、测定晶闸管直流调速系统主电路电感值 L。 ⑶、测定晶闸管出差及整流装置特性 Ud = f(Uct)。 七、实验报告 ⑴、作出实验所得的各种曲线，计算有关参数。 ⑵、由 Kg = f(Ug)特性，分析晶闸管装置的非线性现象。 ⑶、认真预习课文内容，认真记录实验数据。 八、注意事项 ⑴、由于实验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读数。 ⑵、由于 DJK04 上的过流保护整定值的限制，在完成机电时间常数测定的实验 中，其电枢电压不能加得太大。 ⑶、当电机堵转时，会出现大电流，因此测量的时间要短，以防电机过热。 ⑷、在测试 Ud = f(Ug)时，DJK02 上的偏移电压要先调到α=120°。 励磁 电源 A R I2 图1-3 测量电枢回路电感的实验线路图 V M Ld U1 A I1 三 相 电 源 输 出 心 式 变 压 器 A1 N G T U g S 1 A M L d A V R1 1 2 R2 220V + - TG 图1-4 测定 时的实验线路图 GD2 GT Ug S M Ld A Rd 图1-6 测定Td时的实验线路图 id Td t 0 Id 0.632Id 图1-5 电流上升曲线