.實驗目的
1.熟悉直流調速系統主要單元部件的工作原理及調速系統對其提出的要求。
2.掌握直流調速系統主要單元部件的除錯步驟和方法。
.實驗內容
1.asr調節器的除錯
2.acr調節器的除錯
3.移相觸發電路的除錯
三.實驗裝置及儀器
1.mcl系列教學實驗台主控制屏。
2.雙蹤示波器
3.萬用表
四.實驗方法
實驗中所用的各控制單元的原理圖見教材有關內容。
1.速度調節器(asr)的除錯
按圖2-1接線,dzs(零速封鎖器)的扭子開關扳向「解除」。
(1)調整輸出正,負限幅值
「5」、「6」端接mel-11掛箱,使asr調節器為pi調節器,加入一定的輸入電壓(由mcl—18或主控制屏的給定提供,以下同),調整正、負限幅電位器rp1、rp2,使輸出正負值等於5v。
(2)測定輸入輸出特性
將反饋網路中的電容短接(「5」、「6」端短接),使asr調節器為p調節器,向調節器輸入端逐漸加入正負電壓,測出相應的輸出電壓,直至輸出限幅值,並畫出曲線。
(3)觀察pi特性
拆除「5」、「6」端短接線,突加給定電壓,用慢掃瞄示波器觀察輸出電壓的變化規律,改變調節器的放大倍數及反饋電容,觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變量值。
2.電流調節器(acr)的除錯
按圖2-1接線。
(1)調整輸出正,負限幅值
「9」、「10」端接mel-11掛箱,使調節器為pi調節器,加入一定的輸入電壓,調整正,負限幅電位器,使輸出正負最大值大於5v。
(2)測定輸入輸出特性
將反饋網路中的電容短接(「9」、「10」端短接),使調節器為p調節器,向調節器輸入端逐漸加入正負電壓,測出相應的輸出電壓,直至輸出限幅值,並畫出曲線。
(3)觀察pi特性
拆除「9」、「10」端短接線,突加給定電壓,用慢掃瞄示波器觀察輸出電壓的變化規律,改變調節器的放大倍數及反饋電容,觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變量值。
3.移相觸發電路的除錯(主電路未通電)
(a)用示波器觀察mcl—33的雙脈衝觀察孔,應有雙脈衝,且間隔均勻,幅值相同;觀察每個閘流體的控制極、陰極電壓波形,應有幅值為1v~2v的雙脈衝。
(b)觸發電路輸出脈衝應在30°~90°範圍內可調。可通過對偏移電壓調節單位器及asr輸出電壓的調整實現。例如:
使asr輸出為0v,調節偏移電壓,實現α=90°;再保持偏移電壓不變,調節asr的限幅電位器rp1,使α=30°。
五. 實驗報告
1.畫出控制單元的除錯連線圖。
2.簡述各控制單元的輸出特性。
一.實驗目的
1.研究閘流體直流電動機調速系統在反饋控制下的工作。
2.研究直流調速系統中速度調節器asr的工作及其對系統靜特性的影響。
3.學習反饋控制系統的除錯技術。
二.預習要求
1.了解速度調節器在比例工作與比例—積分工作時的輸入—輸出特性。
2.弄清不可逆單閉環直流調速系統的工作原理。
三.實驗線路及原理
見圖3-1。
四.實驗裝置及儀表
1.mcl系列教學實驗台主控制屏
2.mcl—18元件
3.mcl—33(a)元件
4.mel-11掛箱
5.mel—03三相可調電阻。
6.電機導軌及測速發電機、直流發電機m01
7.直流電動機m03
8.雙蹤示波器
五.注意事項
1.直流電動機工作前,必須先加上直流激磁。
2.接入asr構成轉速負反饋時,為了防止振盪,可預先把asr的rp3電位器逆時針旋到底,使調節器放大倍數最小,同時,asr的「5」、「6」端接入可調電容(預置7μf)。
3.測取靜特性時,須注意主電路電流不許超過電機的額定值(1a)。
4.三相主電源連線時需注意,不可換錯相序。
5.電源開關閉合時,過流保護發光二極體可能會亮,只需按下對應的復位開關sb1即可正常工作。
6.系統開環連線時,不允許突加給定訊號ug起動電機。
7.起動電機時,需把mel-13的測功機載入旋鈕逆時針旋到底,以免帶負載起動。
8.改變接線時,必須先按下主控制屏總電源開關的「斷開」紅色按鈕,同時使系統的給定為零。
9.雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接,故在使用時,必須使兩探頭的地線同電位(只用一根地線即可),以免造成短路事故。
六.實驗內容
1.求取調速系統在無轉速負反饋時的開環工作機械特性。
a.斷開asr的「3」至uct的連線線,g(給定)直接加至uct,且ug調至零,直流電機勵磁電源開關閉合。
b.合上主控制屏的綠色按鈕開關,調節三相調壓器的輸出,使uuv、uvw、uwu=200v。
c.調節給定電壓ug,使直流電機空載轉速n0=1500轉/分,調節測功機載入旋鈕(或直流發電機負載電阻),在空載至額定負載的範圍內測取7~8點,讀取整流裝置輸出電壓ud,輸出電流id以及被測電動機轉速n。
2.帶轉速負反饋有靜差工作的系統靜特性
a.斷開g(給定)和uct的連線線,asr的輸出接至uct,把asr的「5」、「6」點短接。
b.合上主控制屏的綠色按鈕開關,調節uuv,uvw,uwu為200伏。
c.調節給定電壓ug至2v,調整轉速變換器rp電位器,使被測電動機空載轉速n0=1500轉/分,調節asr的調節電容以及反饋電位器rp3,使電機穩定執行。
調節測功機載入旋鈕(或直流發電機負載電阻),在空載至額定負載範圍內測取7~8點,讀取ud、id、n。
3.測取調速系統在帶轉速負反饋時的無靜差閉環工作的靜特性
a.斷開asr的「5」、「6」短接線,「5」、「6」端接mel—11電容器,可預置7μf,使asr成為pi(比例—積分)調節器。
b.調節給定電壓ug,使電機空載轉速n0=1500轉/分。在額定至空載範圍內測取7~8個點。
七.實驗報告
繪製實驗所得靜特性,並進行分析、比較。
八.思考題
1.系統在開環、有靜差閉環與無靜差閉環工作時,速度調節器asr各工作在什麼狀態?實驗時應如何接線?
2.要得到相同的空載轉速n0,亦即要得到整流裝置相同的輸出電壓u,對於有反饋與無反饋調速系統哪個情況下給定電壓要大些?為什麼?
3.在有轉速負反饋的調速系統中,為得到相同的空載轉速n0,轉速反饋的強度對ug有什麼影響?為什麼?
4.如何確定轉速反饋的極性與把轉速反饋正確地接入系統中?又如何調節轉速反饋的強度,**路中調節什麼元件能實現?
實驗三雙閉環閘流體直流調速系統(綜合性)
一.實驗目的
1.了解雙閉環直流調速系統的原理,組成及各主要單元部件的原理。
2.熟悉電力電子及教學實驗台主控制屏的結構及除錯方法。
3.熟悉mcl-18, mcl-33的結構及除錯方法
4.掌握雙閉環直流調速系統的除錯步驟,方法及引數的整定。
二.實驗內容
1.各控制單元除錯
2.測定開環機械特性及閉環靜特性。
3.觀察,記錄系統動態波形。
三.實驗系統組成及工作原理
雙閉環閘流體直流調速系統由電流和轉速兩個調節器綜合調節,由於調速系統調節的主要量為轉速,故轉速環作為主環放在外面,電流環作為付環放在裡面,這樣可抑制電網電壓波動對轉速的影響,實驗系統的組成如圖6-8所示。
系統工作時,先給電動機加勵磁,改變給定電壓的大小即可方便地改變電機的轉速。asr,acr均有限幅環節,asr的輸出作為acr的給定,利用asr的輸出限幅可達到限制起動電流的目的, acr的輸出作為移相觸發電路的控制電壓,利用acr的輸出限幅可達到限制min和min的目的。
當加入給定ug後,asr即飽和輸出,使電動機以限定的最大起動電流加速起動,直到電機轉速達到給定轉速(即ug=ufn),並出現超調後,asr退出飽和,最後穩定執行在略低於給定轉速的數值上。
四.實驗裝置及儀器
1.mcl系列教學實驗台主控制屏。
2.mcl—18元件。
3.mcl—33元件。
4.mel-11掛箱
5.mel—03三相可調電阻。
6.電機導軌及測速發電機、直流發電機m01。
7.直流電動機m03。
8.雙蹤示波器。
五.注意事項
1.三相主電源連線時需注意,不可換錯相序。
2.電源開關閉合時,過流保護、過壓保護的發光二極體可能會亮,只需按下對應的復位開關sb1、sb2即可正常工作。
3.系統開環連線時,不允許突加給定訊號ug起動電機
4.起動電機時,需把發電機負載電阻rg逆時針旋到最大。
5.改變接線時,必須先按下主控制屏總電源開關的「斷開」紅色按鈕,同時使系統的給定為零。
6.進行閉環除錯時,若電機轉速達最高速且不可調,注意轉速反饋的極性是否接錯。
7.雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接,故在使用時,必須使兩探頭的地線同電位(只用一根地線即可),以免造成短路事故。
六. 實驗方法
1.按圖接線,未上主電源之前,檢查閘流體的脈衝是否正常。
(1)用示波器觀察雙脈衝觀察孔,應有間隔均勻,幅度相同的雙脈衝
(2)檢查相序,用示波器觀察「1」,「2」脈衝觀察孔,「1」脈衝超前「2」脈衝600,則相序正確,否則,應調整輸入電源。
(3)將控制一組橋觸發脈衝通斷的六個直鍵開關彈出,用示波器觀察每只閘流體的控制極,陰極,應有幅度為1v—2v的脈衝。
(4)將ublr接地,可觀察反橋閘流體的觸發脈衝。
2.雙閉環調速系統除錯原則
(1)先部件,後系統。即先將各單元的特性調好,然後才能組成系統。
(2)先開環,後閉環,即使系統能正常開環執行,然後在確定電流和轉速均為負反饋時組成閉環系統。
(3)先內環,後外環。即先除錯電流內環,然後調轉速外環。
3.開環外特性的測定(可用實驗二資料)
(1)控制電壓uct由給定器ug直接接入,直流發電機所接負載電阻rg斷開。
(2)使ug=0,調節偏移電壓電位器,使α稍大於90°,合上主電路電源,調節調壓器旋鈕,使uuv,uvw,uwu為200v,逐漸增加給定電壓ug,使電機起動、公升速,調節ug使電機空載轉速n0=1500r/min,再調節負載電阻rg,改變負載,在直流電機空載至額定負載範圍,測取4~5點,讀取電機轉速n,電機電樞電流id,即可測出系統的開環外特性n=f (id)。
運動控制實驗指導書 10
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