西安建筑科技大学：《运动控制系统 Motor Control Systems》课程实验指导_实验四 逻辑无环流可逆直流调速系统

实验4 逻辑无环流可逆直流调速系统 实验目的 1.了解并熟悉逻辑无环流可逆直流调速系统的原理和组成 2.掌握各控制单元的原理、作用及调试方法。 3.掌握逻辑无环流可逆调速系统的调试步骤和方法。 4.了解逻辑无环流可逆调速系统的静特性和动态特性。 二、实验系统的组成及工作原理 逻辑无环流可逆调速系统的主回路由二组反并联的三相全控整流桥VF、VR组成,两组 可控整流桥之间可省去限制环流的均衡电抗器,电枢回路仅串接一个平波电抗器L 控制系统主要由给定器G,零速封锁器DZS,转速调节器ASR,电流调节器ACR,反号器 AR,转矩极性鉴别器DPT,零电流检测器DPZ,无环流逻辑控制器DC,触发器GT,电流变 换器FBC,过流保护器FA,速度变换器FBS,正、反组脉冲放大器AP1、AP2等组成。其系 统原理图如实验图4-1所示 实验图4-1逻辑无环流可逆调速系统原理图 正向起动时,给定电压Um为正电压,无环流逻辑控制器DLC的输出端Ub为“0”态, 开放正组桥触发脉冲,正组桥工作,主回路流过正向电流,使电动机正向运行。与此同时, Ub为“1”态,封锁反组桥触发脉冲 减小给定时,Un<Un,使U反向,整流装置进入本桥逆变状态,使主回路电流减小。 电流过零后,UM,Ub输出状态转换,UM变为“1”态,Ub为“0”态,即进入它桥制 动状态,使电动机降到设定转速后再切换成正向运行。如果Un=0,则电动机停止运行 反向运行时,Ub为“1”态,Ub为“0”态,反组桥工作,电动机反向运行。 无环流逻辑控制器DLC的输出保证在任何情况下两组桥都不会同时触发,始终是一组工 作,另一组封锁,系统工作过程中不会出现环流。 三、实验设备及仪器 1.主控制屏MC0l 2.直流电动机-负载直流发电机-测速发电机组 3.MC02,MC03,MC04,MC07挂箱 4.滑线变阻器 5.双踪示波器 6.数字示波器 7.万用表

实验 4 逻辑无环流可逆直流调速系统 一、实验目的 1．了解并熟悉逻辑无环流可逆直流调速系统的原理和组成。 2．掌握各控制单元的原理、作用及调试方法。 3．掌握逻辑无环流可逆调速系统的调试步骤和方法。 4．了解逻辑无环流可逆调速系统的静特性和动态特性。 二、实验系统的组成及工作原理 逻辑无环流可逆调速系统的主回路由二组反并联的三相全控整流桥 VF、VR 组成，两组 可控整流桥之间可省去限制环流的均衡电抗器，电枢回路仅串接一个平波电抗器 L。 控制系统主要由给定器 G，零速封锁器 DZS，转速调节器 ASR，电流调节器 ACR，反号器 AR，转矩极性鉴别器 DPT，零电流检测器 DPZ，无环流逻辑控制器 DLC，触发器 GT，电流变 换器 FBC，过流保护器 FA，速度变换器 FBS，正、反组脉冲放大器 AP1、AP2 等组成。其系 统原理图如实验图 4-1 所示。 实验图 4-1 逻辑无环流可逆调速系统原理图 正向起动时，给定电压 * Un 为正电压，无环流逻辑控制器 DLC 的输出端 Ublf 为“0”态， 开放正组桥触发脉冲，正组桥工作，主回路流过正向电流，使电动机正向运行。与此同时， Ublr 为“1”态，封锁反组桥触发脉冲。 减小给定时， Un Un * ，使 * Ui 反向，整流装置进入本桥逆变状态，使主回路电流减小。 电流过零后， Ublf ，Ublr 输出状态转换， Ublf 变为“1”态， Ublr 为“0”态，即进入它桥制 动状态，使电动机降到设定转速后再切换成正向运行。如果 * Un ＝0，则电动机停止运行。 反向运行时， Ublf 为“1”态， Ublr 为“0”态，反组桥工作，电动机反向运行。 无环流逻辑控制器 DLC 的输出保证在任何情况下两组桥都不会同时触发，始终是一组工 作，另一组封锁，系统工作过程中不会出现环流。 三、实验设备及仪器 1．主控制屏 MC01 2．直流电动机-负载直流发电机-测速发电机组 3．MC02，MC03，MC04，MC07 挂箱 4．滑线变阻器 5．双踪示波器 6．数字示波器 7．万用表

四、实验内容 1.调试控制单元 2.调试可逆系统 3.测定正、反转机械特性n=f()。 4.观察系统的动态特性 五、实验步骤及方法 1.主控制屏开关按实验内容需要设置 2.控制单元调试 (1)按照实验3所用的方法调试GT、ASR、ACR、FBC、FA、FBS等单元 2)AR调试 AR为1:1放大器,调试时将给定电压U直接送入AR输入端,分别用万用表测量AR的 输入和输出电压,通过调节电位器使它们相等即可。 (3)电平检测器DPT和DPZ的调试 a)转矩极性鉴别器DPT的调试 将给定电压Ug直接送入DPT输入端,D输出端接示波器。先加负值Ug,由零逐渐增 大,注意观察示波器,当波形由下往上发生跳变时立即停止加给定,用万用表测量此时的给 定电压U。再将给定扳到正U,并由零逐渐增加其数值,注意观察示波器,当波形由上往 下发生跳变时立即停止加给定,用万用表测量此时的U值。根据记录的数据可画出DPT的 继电特性。 b)零电流检测器DPZ的调试 DPZ的调试方法与调试DPT相同,不同之处是Ug一直为正值。先加稍大的正给定Ug 使DPZ的输出为“0”态,逐渐减小U,当波形由下往上跳变时,记下此时的Ux值。再增 大正给定Ug,当波形由上往下发生跳变时,再记下Ux值。根据记录的数据可画出DPZ的继 电特性。 (4)无环流逻辑控制器DLC的调试 将给定电压U。和另一个低压直流电源作为DPT和DPZ的输入信号,将DPT和DPZ的输出 信号分别接到DLC的输入端,改变电平检测器的输出,检查DC的逻辑状态是否符合下列的真 值表 「mPr输出UDz输出U2DLC输出U。DC输出U81 1110 001 0

四、实验内容 1.调试控制单元。 2.调试可逆系统。 3.测定正、反转机械特性 n =f(Id)。 4.观察系统的动态特性。 五、实验步骤及方法 1.主控制屏开关按实验内容需要设置 2.控制单元调试 (1)按照实验 3 所用的方法调试 GT、ASR、ACR、FBC、FA、FBS 等单元。 (2)AR 调试 AR 为 1:1 放大器，调试时将给定电压 Ug 直接送入 AR 输入端，分别用万用表测量 AR 的 输入和输出电压，通过调节电位器使它们相等即可。 (3)电平检测器 DPT 和 DPZ 的调试 a)转矩极性鉴别器 DPT 的调试 将给定电压 Ug 直接送入 DPT 输入端，DPT 输出端接示波器。先加负值 Ug ，由零逐渐增 大，注意观察示波器，当波形由下往上发生跳变时立即停止加给定，用万用表测量此时的给 定电压 Ug 。再将给定扳到正 Ug ，并由零逐渐增加其数值，注意观察示波器，当波形由上往 下发生跳变时立即停止加给定，用万用表测量此时的 Ug 值。根据记录的数据可画出 DPT 的 继电特性。 b)零电流检测器 DPZ 的调试 DPZ 的调试方法与调试 DPT 相同，不同之处是 Ug 一直为正值。先加稍大的正给定 Ug ， 使 DPZ 的输出为“0”态，逐渐减小 Ug ，当波形由下往上跳变时，记下此时的 Ug 值。再增 大正给定 Ug ，当波形由上往下发生跳变时，再记下 Ug 值。根据记录的数据可画出 DPZ 的继 电特性。 (4)无环流逻辑控制器 DLC 的调试 将给定电压 Ug 和另一个低压直流电源作为 DPT 和 DPZ 的输入信号,将 DPT 和 DPZ 的输出 信号分别接到DLC的输入端,改变电平检测器的输出,检查DLC的逻辑状态是否符合下列的真 值表: DPT 输出 UT DPZ 输出 U Z DLC 输出 U F DLC 输出 U R 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1

3.系统调试 (1)先完成双闭环系统调试,调试方法同实验3,将调节器ASR、ACR的反馈电容调整到 适当数值。分别将“Ub”和“Ub”单独接地,使系统能够分别进行正、反向的稳定运行。 注意绝对不能同时将“Ub”和“U”接地。 2)按照图4-1完成全部接线,即可进行可逆系统运行。 4.正、反转静特性mf()的测定 测定方法同实验3,分别测试r1500r/min,m1000r/min,m=500r/min时的正、反转 静特性曲线(或根据教师给出的D,s指标进行测定) 5.系统动态波形的观察 在突加给定电压起动和突加负载的两种情况下,分别观察转速和电流的动态波形。 六、实验注意事项 1.双踪示波器两个探头的地线是通过示波器外壳短路的,故在使用时必须使两个探头的 地线同电位(只用一根地线即可),以免造成短路事故。 2.系统开环运行时,不能采用突加给定电压的方法起动电动机,必须逐渐增加给定电压, 以免产生过大的电流冲击 3.调试电流环时,不要让电动机在大电流下堵转时间太长,以免因其过度发热而损坏。 4.如果发现DLC的两个输出状态相同,应立即停止实验,避免损坏晶闸管。 七、实验思考题 1.电平检测器DPT、DPZ的继电特性怎样整定? 2.如果DLC的输出状态不正确,将会对系统产生什么影响? 3.如何操作才能获得四象限运行特性? 4.在正、反向切换过程中,如果过流保护环节FA出现动作,试分析其原因

3.系统调试 (1)先完成双闭环系统调试，调试方法同实验 3，将调节器 ASR、ACR 的反馈电容调整到 适当数值。分别将“ Ublf ”和“ Ublr ”单独接地，使系统能够分别进行正、反向的稳定运行。 注意绝对不能同时将“ Ublf ”和“ Ublr ”接地。 (2)按照图 4-1 完成全部接线，即可进行可逆系统运行。 4.正、反转静特性 n=f(Id)的测定 测定方法同实验 3，分别测试 n=1500r/min，n=1000r/min，n=500r/min 时的正、反转 静特性曲线(或根据教师给出的 D ， s 指标进行测定)。 5.系统动态波形的观察 在突加给定电压起动和突加负载的两种情况下，分别观察转速和电流的动态波形。 六、实验注意事项 1.双踪示波器两个探头的地线是通过示波器外壳短路的，故在使用时必须使两个探头的 地线同电位(只用一根地线即可)，以免造成短路事故。 2.系统开环运行时，不能采用突加给定电压的方法起动电动机，必须逐渐增加给定电压， 以免产生过大的电流冲击。 3.调试电流环时,不要让电动机在大电流下堵转时间太长,以免因其过度发热而损坏。 4.如果发现 DLC 的两个输出状态相同，应立即停止实验，避免损坏晶闸管。 七、实验思考题 1.电平检测器 DPT、DPZ 的继电特性怎样整定？ 2.如果 DLC 的输出状态不正确，将会对系统产生什么影响？ 3.如何操作才能获得四象限运行特性？ 4.在正、反向切换过程中，如果过流保护环节 FA 出现动作，试分析其原因