电机控制实验指导书
广东工业大学 信息工程学院
2013.1
实验安全操作规程
为了顺利完成电力电子技术及电机控制实验，确保实验时人身安全与设备可靠运行要严格遵守如下安全操作规程：
(1)在实验过程时，绝对不允许实验人员双手同时接到隔离变压器的两个输出端，将人体作为负载使用。
(2)为了提高学生的安全用电常识，任何接线和拆线都必须在切断主电源后方可进行。
(3)为了提高实验过程中的效率，学生独立完成接线或改接线路后，应仔细再次核对线路，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。
(4)如果在实验过程中发生过流告警，应仔细检查线路以及电位器的调节参数，确定无误后方能重新进行实验。
(5)在实验中应注意所接仪表的最大量程，选择合适的负载完成实验，以免损坏仪表、电源或负载。
(6)电源控制屏以及各挂件所用保险丝规格和型号是经我们反复实验选定的，不得私自改变其规格和型号，否则可能会引起不可预料的后果。
(7)在完成电流、转速闭环实验前一定要确保反馈极性是否正确，应构成负反馈，避免出现正反馈，造成过流。
(8)除作阶跃起动试验外，系统起动前负载电阻必须放在最大阻值，给定电位器必须退回至零位后，才允许合闸起动并慢慢增加给定，以免元件和设备过载损坏。
(9)在直流电机启动时，要先开励磁电源，后加电枢电压。在完成实验时，要先关电枢电压，再关励磁电源。
目 录
实验安全操作规程........................................................................ 错误!未定义书签。 目 录............................................................................................ 错误!未定义书签。 实验一 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验.... 错误!未定义书签。 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 晶闸管直流调速系统主要单元的调试........................ 错误!未定义书签。 单闭环不可逆直流调速系统实验................................ 错误!未定义书签。 双闭环不可逆直流调速系统实验.............................. 错误!未定义书签。 逻辑无环流可逆直流调速系统实验.......................... 错误!未定义书签。 双闭环三相异步电机调压调速系统实验.................... 错误!未定义书签。 双闭环三相异步电机串级调速系统实验.................... 错误!未定义书签。
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、实验目的
(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。 二、实验所需挂件及附件 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 型 号 DJK01 电源控制屏 DJK02 晶闸管主电路 DJK02-1三相晶闸管触发电路 DJK04 电机调速控制实验 I DJK10 变压器实验 DD03-3电机导轨﹑光码盘测速系统及数显转速表 DJ13-1 直流发电机 DJ15 直流并励电动机 D42 三相可调电阻 数字存储示波器 万用表 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 该挂件包含“触发电路”,“正反桥功放” 等几个模块。 该挂件包含“给定”，“电流调节器”，“速度变换”，“电流反馈与过流保护”等几个模块。 该挂件包含“三相不控整流”和“心式变压器”等模块。 自备 自备 三、实验线路及原理
晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。
在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压Uct，改变Ug的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。实验系统的组成原理图如图1-1所示。
四、实验内容
(1) 测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。 (2) 测定晶闸管直流调速系统主电路电感值L。
(3) 测定直流电动机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD2 。 (4) 测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td。 (5) 测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM。 (6) 测定晶闸管直流调速系统机电时间常数TM。 (7) 测定晶闸管触发及整流装置特性Ud=f(Uct)。 (8) 测定测速发电机特性UTG=f(n)。 五、预习要求
学习教材中有关晶闸管直流调速系统各参数的测定方法。
图1-1 实验系统原理图
六、实验方法
为研究晶闸管－电动机系统，须首先了解电枢回路的总电阻R、总电感L以及系统的电磁时间常数Td与机电时间常数TM，这些参数均需通过实验手段来测定，具体方法如下：
(1)电枢回路总电阻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及整流装置的内阻Rn，即
R = Ra十RL十Rn (1-1)
由于阻值较小，不宜用欧姆表或电桥测量，因是小电流检测，接触电阻影响很大，故常用直流伏安法。为测出晶闸管整流装置的电源内阻须测量整流装置的理想空载电压Uｄ0，而晶闸管整流电源是无法测量的，为此应用伏安比较法，实验线路如图1-2所示。
将变阻器R1、R2接入被测系统的主电路，测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。合上S1、S2，调节给定使输出直流电压Ud在30%Ued～70%Ued范围内，然后调整R2使电枢电流在80%Ied～90%Ied范围内，读取电流表A和电压表V2的数值为I1、U1，则此时整流装置的理想空载电压为
Udo=I1R+U1 （1-2）
调节R1使之与R2的电阻值相近，拉开开关S2，在Ud的条件下读取电流表、电压表的数值I2、U2，则
Udo＝I2R十U2 (1-3) 求解(5-2)、(5-3)两式，可得电枢回路总电阻:
R＝（U2-U1）/（I1-I2） (1-4) 如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得
RL十Rn=(U2＇-U1＇)/(I1＇-I2＇) (1-5) 则电机的电枢电阻为
Ra=R-(RL十Rn)。 (1-6) 同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻RL。
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