完整实验一--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一.实验目的了解电力电子及电气传动教学实验台的结构及布线情况

1.熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构

2.掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法

3.二.实验内容测定晶闸管直流调速系统主电路电阻

1.R测定晶闸管直流调速系统主电路电感

2.L测定直流电动机一直流发电机一测速发电机组（或光电编码器）的飞轮惯量

3.GD2测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数

4.Td测定直流电动机电势常数和转矩常数

5.Ce CM测定晶闸管直流调速系统机电时间常数

6.TM测定晶闸管触发及整流装置特性（）

7.Ud=f Uct测定测速发电机特性（）

8.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，电动机一一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作为触发Ug器的移相控制电压，改变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Ug实验要求四.实验设备及仪器教学实验台主控制屏

1.组件

2.NMCL—31A组件

3.NMCL—33组件

4.NMEL—03电机导轨及测速发电机（或光电编码器）

5.直流电动机

6.M03双踪示波器（自备）

7.万用表（自备）

8.五.注意事项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

1..为防止电枢过大电流冲击，每次增加须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器应调2Ug回零位，以防过流电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热

3.六.实验方法电枢回路电阻的测定

1.R电枢回路的总电阻包括电机的电枢电阻平波电抗器的直流电阻和整流装置的内阻R Ra,RL即Rn,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所不O将变阻器可采用两只电阻并联接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大RD900测试时电动机不加励磁，并使电机堵转的给定电位器逆时针调到底，使调节偏移电压电位器使NMCL-31A RP1Uct=0RP2,=150°o三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压调节Uuv=220v使整流装置输出电压可为然后调整使电枢电流为Ug Ud=30-70Ued110V,RP80~90led,读取电流表和电压表的数值为则此时整流装置的理想空载电压为A V11,3,Udo=h R+Ui调节使电流表的读数为在不变的条件下读取表数值，则Udo=l2R+U2RP,A40%led UdA,V求解两式，可得电枢回路总电阻R=U2-Ui/h-l2如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得RL+Rn=U2-U1/门-12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RL电枢回路电感的测定

2.L电枢电路总电感包括电机的电枢电感平波电抗器电感和整流变压器漏感由于数值La,LL LB,LB很小，可忽略，故电枢回路的等效总电感为L=L+LH L电感的数值可用交流伏安法测定电动机应加额定励磁，并使电机堵转，实验线路如图1-2所不o三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压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和及电流从而可得到交流阻Ua ULI,抗和计算出电感值和Za ZL,La 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/lZ=U/IL L直流电动机一发电机一测速发电机组的飞轮惯量的测定

3.GD2电力拖动系统的运动方程式为M-ML=GD2/375xd〃/力式中电动机的电磁转矩，单位为M—N.m;负载转矩，空载时即为空载转矩单位为ML MK,N.m;电机转速，单位为n r/min;电机空载自由停车时，运动方程式为MK=-GD2/375xdn/dt故GD2=375MK/\dn/dt\式中的单位为GD2Nm

2.例可由空载功率单位为求出K WMK=

9.55PK/HPK=UCIIK-I^Rdn/dt可由自由停车时所得曲线n=t⑴求得,其实验线路如图1-3所示电动机加额定励磁M的给定电位器逆时针调到底，使NMCL-31A RP1Uct=Oo三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220vo调节将电机空载起动至稳定转速后，测取电枢电压和电流然后断开Uct,Ud IK,Uct,用记忆示波器拍摄曲线，即可求取某一转速时的和由于空载转矩不是常数，可以转MK dn/dt速为基准选择若干个点如测出相应的和以求取的平n1500i7min,1000i7min,MK dn/dt,GD2均值电机为1500r/minUd v~~||K AIdn/dt[P^[GD2电机为1000r7minUd v||K AIdn/dt S[GD^主电路电磁时间常数的测定

4.采用电流波形法测定电枢回路电磁时间常数电枢回路突加给定电压时，电流按指数规律上Td,id升id=Id\-e-t/Td当时，有t=Tdid=IdQ—”b=6321d实验线路如图所示1-4的给定电位器逆时针调到底，使NMCL-31A RP1Uct=Oo三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220v电机不加励磁调节监视电流表的读数，使电机电枢电流为然后保持不变，突Uct,50~90led Uct然合上主电路开关，用数字示波器拍摄⑴的波形，由波形图上测量出当电流上升至id=f稳定值时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数

63.2Tdo电动机电势常数和转矩常数的测定

5.Ce CM将电动机加额定励磁，使之空载运行，改变电枢电压测得相应的即可由下式算出Ud,n,CeCe=KeP=Ud2-Udi/H2-ni的单位为Ce V/r/min转矩常数额定磁通时的单位为可由求出CM N.m/A,CeCM=

9.55Ce主电源输出，莅、匕斐丹黑震■器JTNMCL-002J吸收，位于组晶闸管，位于CI脉冲移相控制NMCL-331NMCL-33G给u定RUg脉冲放大控制DIUblfQ组目晶闸管Ai A2W MfNMCI^3^NMCL-31A直流电动机M03图主电路电磁时间常数的测定6-4系统机电时间常数的测定

6.TM系统的机电时间常数可由下式计算Tm=GD2xR/375CeL^由于也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即Tm»Td,n=K/l+TmS义Ud当电枢突加给定电压时，转速将按指数规律上升，当到达稳态值时，所经过n n

63.2的时间即为拖动系统的机电时间常数测试时电枢回路中附加电阻应全部切除的给定电位器逆时针调到底，使NMCL-31A RP1Uct=0o三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压电动Uuv=220v机加额定励磁M调节将电机空载起动至稳定转速然后保持不变，断开主电路开关,待Uct,1000r/min Uct电机完全停止后，突然合上主电路开关，给电枢加电压，用数字示波器拍摄过渡过程曲线,即可由此确定机电时间常数测速发电机特性的测定实验线路如图所示

7.UTG=fn1-3电动机加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压Uct,分别读取对应的的数UTG,n值若干组，即可描绘出特性曲线UTG=fn nor/minUTG V七.实验报告•作出实验所得各种曲线，计算有关参数1由特性，分析晶闸管装置的非线性现象

2.Ks=fUct。