實驗一雙閉環三相非同步電機調壓調速系統實驗
一、實驗目的
(1)了解並熟悉雙閉環三相非同步電機調壓調速系統的原理及組成。
(2)了解轉子串電阻的繞線式非同步電機在調節定子電壓調速時的機械特性。
(3)通過測定系統的靜態特性和動態特性，進一步理解交流調壓系統中電流環和轉速環的作用。
二、實驗所需掛件及附件
三、實驗線路及原理
非同步電動機採用調壓調速時，由於同步轉速不變和機械特性較硬，因此對普通非同步電動機來說其調速範圍很有限，無實用價值，而對力矩電機或線繞式非同步電動機在轉子中串入適當電阻後使機械特性變軟其調速範圍有所擴大，但在負載或電網電壓波動情況下，其轉速波動嚴重，為此常採用雙閉環調速系統。
雙閉環三相非同步電機調壓調速系統的主電路由三相閘流體交流調壓器及三相繞線式非同步電動機組成。控制部分由「電流調節器」、 「速度變換」、「觸發電路」、「正橋功放」等組成。其系統原理框圖如圖7-1所示：
整個調速系統採用了速度、電流兩個反饋控制環。這裡的速度環作用基本上與直流調速系統相同，而電流環的作用則有所不同。在穩定運**況下，電流環對電網擾動仍有較大的抗擾作用，但在啟動過程中電流環僅起限制最大電流的作用，不會出現最佳啟動的恆流特性，也不可能是恆轉矩啟動。
非同步電動機調壓調速系統結構簡單，採用雙閉環系統時靜差率較小，且比較容易實現正、反轉，反接和能耗制動。但在恆轉矩負載下不能長時間低速執行，因低速執行時轉差功率 ps=spm 全部消耗在轉子電阻中，使轉子過熱。
圖1-1 雙閉環三相非同步電機調壓調速系統原理圖
四、實驗內容
(1)測定三相繞線式非同步電動機轉子串電阻時的機械特性。
(2)測定雙閉環交流調壓調速系統的靜態特性。
(3)測定雙閉環交流調壓調速系統的動態特性。
五、預習要求
(1)複習電力電子技術、交流調速系統教材中有關三相閘流體調壓電路和非同步電機閘流體調壓調速系統的內容，掌握調壓調速系統的工作原理。
(2)學習有關三相閘流體觸發電路的內容，了解三相交流調壓電路對觸發電路的要求。
六、思考題
(1) 在本實驗中，三相繞線式非同步電機轉子迴路串接電阻的目的是什麼?
不串電阻能否正常執行?
(2)為什麼交流調壓調速系統不宜用於長期處於低速執行的生產機械和大功率裝置上?
七、實驗方法
(1)djk02和djk02-1上的「觸發電路」除錯
①開啟djk01總電源開關，操作「電源控制屏」上的「三相電網電壓指示」
開關，觀察輸入的三相電網電壓是否平衡。
②將djk01「電源控制屏」上「調速電源選擇開關」撥至「交流調速」側。
③用10芯的扁平電纜，將djk02的「三相同步訊號輸出」端和djk02-1「三相同步訊號輸入」端相連,開啟djk02-1電源開關，撥動 「觸發脈衝指示」鈕子開關，使「窄」的發光管亮。
④觀察a、b、c三相的鋸齒波，並調節a、b、c三相鋸齒波斜率調節電位器（在各觀測孔左側），使三相鋸齒波斜率盡可能一致。
⑤將djk04上的「給定」輸出ug直接與djk02-1上的移相控制電壓uct相接，將給定開關s2撥到接地位置（即uct=0），調節djk02-1上的偏移電壓電位器，用雙蹤示波器觀察a相同步電壓訊號和「雙脈衝觀察孔」 vt1的輸出波形，使α=170°。
⑥適當增加給定ug的正電壓輸出，觀測djk02-1上「脈衝觀察孔」的波形，此時應觀測到單窄脈衝和雙窄脈衝。
⑦將djk02-1面板上的ulf端接地，用20芯的扁平電纜，將djk02-1的「正橋觸發脈衝輸出」端和djk02「正橋觸發脈衝輸入」端相連，並將djk02「正橋觸發脈衝」的六個開關撥至「通」，觀察正橋vt1～vt6閘流體門極和陰極之間的觸發脈衝是否正常。
(2)控制單元除錯
①調節器的調零
將djk04中「速度調節器」所有輸入端接地，再將djk08中的可調電阻120k接到「速度調節器」的「4」、「5」兩端，用導線將「5」、「6」短接，使「電流調節器」成為p (比例)調節器。調節面板上的調零電位器rp3，用萬用表的毫伏檔測量電流調節器「7」端的輸出，使調節器的輸出電壓盡可能接近於零。
將djk04中「電流調節器」所有輸入端接地，再將djk08中的可調電阻13k接到「速度調節器」的「8」、「9」兩端，用導線將「9」、「10」短接，使「電流調節器」成為p（比例）調節器。調節面板上的調零電位器rp3，用萬用表的毫伏檔測量電流調節器的「11」端，使調節器的輸出電壓盡可能接近於零。
②調節器正、負限幅值的調整
直接將djk04的給定電壓ug接入djk02-1移相控制電壓uct的輸入端，三相交流調壓輸出的任意兩路接一電阻負載（d42三相可調電阻），放在阻值最大位置，用示波器觀察輸出的電壓波形。當給定電壓ug由零調大時，輸出電壓u隨給定電壓的增大而增大，當ug超過某一數值ug＇時，u 的波形接近正弦波時，一般可確定移相控制電壓的最大允許值uctmax=ug＇，即ug的允許調節範圍為0～uctmax。記錄ug＇於下表中：
把「速度調節器」的「5」、「6」短接線去掉，將djk08中的可調電容0.47uf接入「5」、「6」兩端，使調節器成為pi (比例積分)調節器，然後將djk04的給定輸出端接到轉速調節器的「3」端，當加一定的正給定時，調整負限幅電位器rp2，使之輸出電壓為-6v，當調節器輸入端加負給定時，調整正限幅電位器rp1，使之輸出電壓為最小值即可。
把「電流調節器」的「8」、「9」短接線去掉，將djk08中的可調電容0.47uf接入「8」、「9」兩端，使調節器成為pi（比例積分）調節器，然後將djk04的給定輸出端接到電流調節器的「4」端，當加正給定時，調整負限幅電位器rp2，使之輸出電壓為最小值即可，當調節器輸入端加負給定時，調整正限幅電位器rp1，使電流調節器的輸出正限幅為uctmax。
③電流反饋的整定
直接將djk04的給定電壓ug接入djk02-1移相控制電壓uct的輸入端，三相交流調壓輸出接三相線繞式非同步電動機，測量三相線繞式非同步電動機單相的電流值和電流反饋電壓，調節「電流反饋與過流保護」上的電流反饋電位器rp1，使電流ie=1a時的電流反饋電壓為ufi=6v。
④轉速反饋的整定
直接將djk04的給定電壓ug接入djk02-1移相控制電壓uct的輸入端，輸出接三相線繞式非同步電動機，測量電動機的轉速值和轉速反饋電壓值，調節「速度變換」電位器rp1，使n =1300rpm時的轉速反饋電壓為ufn=-6v。
(3)機械特性n =f(t)測定
①將djk04的「給定」電壓輸出直接接至djk02-1上的移相控制電壓uct，電機轉子迴路接dj17-2轉子電阻專用箱，直流發電機接負載電阻r (d42三相可調電阻，將兩個900ω接成串聯形式)，並將給定的輸出調到零。
②直流發電機先輕載，調節轉速給定電壓ug使電動機的端電壓=ue。
轉矩可按下式計算:
1-1式中，t為三相線繞式非同步電機電磁轉矩，ig為直流發電機電流，ug為直流發電機電壓，ra為直流發電機電樞電阻，po為機組空載損耗。
③調節ug，降低電動機端電壓，在2/3ue時重複上述實驗，以取得一組機械特性。
在輸出電壓為ue時：
在輸出電壓為2/3ue時：
(4)系統除錯
①確定「電流調節器」和「速度調節器」的限幅值和電流、轉速反饋的極性。
②將系統接成雙閉環調壓調速系統，電機轉子迴路仍每相串3ω左右的電阻，逐漸增大給定ug，觀察電機執行是否正常。
③調節「電流調節器」和「速度調節器」的外接電容和電位器（改變放大倍數），用雙蹤慢掃瞄示波器觀察突加給定時的系統動態波形，確定較佳的調節器引數。
(5)系統閉環特性的測定
①調節ug使轉速至n=1200rpm，從輕載按一定間隔調到額定負載，測出閉環靜態特性n =f（t）
②測出n=800rpm時的系統閉環靜態特性n=f(t)，t可由(1-1)式計算
(6)系統動態特性的觀察
用慢掃瞄示波器觀察:
①突加給定啟動電機時的轉速n(「速度變換」的 「3」端)及電流i(「電流反饋與過流保護」的「2」端) 及「速度調節器」輸出的「6」端的動態波形。
②電機穩定執行，突加、突減負載(20%ie<=>100%ie)時的n、i的動態波形。
八、實驗報告
(1)根據實驗資料，畫出開環時電機的機械特性n=f（t）。
(2)根據實驗資料畫出閉環系統靜態特性n=f（t），並與開環特性進行比較。
(3)根據記錄下的動態波形分析系統的動態過程。
九、注意事項
(1)在做低速實驗時，實驗時間不宜過長，以免電阻器過熱引起串接電阻數值的變化。
(2)轉子每相串接電阻為3ω左右，可根據需要進行調節，以便系統有較好的效能。
(2) 計算轉矩t時用到的機組空載損耗po為5w左右。
實驗二雙閉環三相非同步電機串級調速系統實驗
一、實驗目的
(1)熟悉雙閉環三相非同步電機串級調速系統的組成及工作原理。
(2)掌握串級調速系統的除錯步驟及方法。
第五章交流電習題
1.一矩形線圈繞垂直勻強磁場並位於線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化如圖5 41所示，下列說法中正確的是 時刻通過線圈的磁通量為0 時刻通過線圈的磁通量最大 時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大 d.每當e改變方向時，通過線圈的磁通量都為最大 2.圖5 42表示一交變電流隨...
第五章單相交流電路試題
一 判斷題 1 用交流電壓表測得220v，則此交流電壓的有效值為220v。2 兩個交流電的相位差就等於初相之差。3 有功功率是有用的，無功功率是無用的。4 週期 頻率和最大值叫交流電的三要素。5 用交流電壓表測得的電壓值為交流電壓的最大值。6 電感性負載併聯乙隻適當數值的電容器後，可使線路中的總電流...
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