运动控制实验指导书

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1、实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一．实验目的1．了解电力电子及电气传动教学实验台的结构及布线情况。2．熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。3．掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。二．实验内容1．测定晶闸管直流调速系统主电路电阻R2．测定晶闸管直流调速系统主电路电感L3．测定直流电动机—直流发电机—测速发电机组（或光电编码器）的飞轮惯量GD24．测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td5．测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM6．测定晶闸管直流调速系统机电时间常数TM7．测定晶闸管触发及整流装置特

2、性Ud=f(Uct)8．测定测速发电机特性UTG=f(n)三．实验系统组成和工作原理晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机——发电机组等组成。本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压，改变Ug的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏。2．NMCL—33组件3．NMEL—03组件4．电机导轨及测速发电机（或光电编码器）5．直流电动机M036．双踪示波器7．万用表-13-五．注意事

3、项1．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．为防止电枢过大电流冲击，每次增加Ug须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器应调回零位，以防过流。3．电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热。六．实验方法1．电枢回路电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻Ra，平波电抗器的直流电阻RL和整流装置的内阻Rn，即R=Ra+RL+Rn为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验线路如图1-1所示。将变阻器RD（可采用两只900Ω电阻并联）接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最

4、大。测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。NMCL-31的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。调节偏移电压电位器RP2，使a=150°。NMCL-32的“三相交流电源”开关拨向“直流调速”。合上主电源，即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮，这时候主控制屏U、V、W端有电压输出，调节Ug使整流装置输出电压Ud=（30~70）%Ued（可为110V），然后调整RP使电枢电流为（80~90）%Ied，读取电流表A和电压表V的数值为I1,U1，则此时整流装置的理想空载电压为Udo=I1R+U1-13-调节RP，使电流表A的读数为40

5、%Ied。在Ud不变的条件下读取A，V表数值，则Udo=I2R+U2求解两式，可得电枢回路总电阻R=(U2-U1)/(I1-I2)如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得RL+Rn=(U’2-U’1)/(I’1-I’2)则电机的电枢电阻为Ra=R-（RL+Rn）同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻RL2．电枢回路电感L的测定电枢电路总电感包括电机的电枢电感La，平波电抗器电感LL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+LL电感的数值可用交流伏安法测定。电动机应加额定励磁，并使电机

6、堵转，实验线路如图1-2所示。合上主电路电源开关，用电压表和电流表分别测出通入交流电压后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LL。实验时，交流电流的有效值应小于电机直流电流的额定值，Za=Ua/IZL=UL/I-13-3．直流电动机—发电机—测速发电机组的飞轮惯量GD2的测定。电力拖动系统的运动方程式为式中M—电动机的电磁转矩，单位为N.m;ML¾负载转矩，空载时即为空载转矩MK，单位为N.m;n¾电机转速，单位为r/min;电机空载自由停车时，运动方程式为故式中GD2的

7、单位为N.m2.MK可由空载功率（单位为W）求出。dn/dt可由自由停车时所得曲线n=f(t)求得，其实验线路如图1-3所示。电动机M加额定励磁。NMCL-31A的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=0。合上主电路电源开关，调节Uct，将电机空载起动至稳定转速后，测取电枢电压Ud和电流IK，然后断开Uct，用记忆示波器拍摄曲线，即可求取某一转速时的MK和dn/dt。由于空载转矩不是常数，可以转速n为基准选择若干个点（如1500r/min，1000r/min），测出相应的MK和dn/dt，以求取GD2的平均值。电机为1500r

8、/min。Ud（v）IK（A）dn/dtPKMKGD2电机为1000r/min。Ud（v）IK（A）dn/dtPKMKGD24．主电路电磁时间常数的测定采用电流波形法测定电枢回路电磁时间常数Td，电枢回路突加给定电压时，电流id按指数规律上升当t=Td时，有实验