实验三 双闭环三相异步电动机串级调速系统 实验

双闭环三相异步电动机串级调速系统 实验

实验三 双闭环三相异步电动机串级调速系统 实验

一．实验目的

⒈ 熟悉双闭环三相异步电动机串级调速系统的组成、工作原理、调试方法。

⒉ 了解双闭环三相异步电动机串级调速系统的静态和动态特性。

二．实验设备

⒈ MCL – 31 低压控制电路及仪表。

⒉ MCL – 32 电源控制屏。

⒊ MCL – 33 触发电路及晶闸管主回路。

⒋ MEL – 03 三相可调电阻器。

⒌ MEL – 11 电容箱。

⒍ 绕线式异步电动机–直流电动机–测速机组。

⒎ 万用表。

⒏ 双踪示波器。

三． 实验原理

众所周知，在绕线转子异步电动机的转子侧引入一个可控的附加电动势，就可调节电动机的转速。但由于电动机转子回路感应电动势 E r 的频率随转差率而变化，所以附加电动势的频率亦必须随电动机转速而变化。这就相当于在转子侧加入一个可 变压变频 的装置。

实际系统中 是将转子交流 电动势 整流成直流 电动势 ，然后再引入一个附加的直流电动势，控制此附加直流电动势的幅值，就可以调节异步电动机的转速。这样就把交流变压变频的复杂问题，转化为与频率无关的直流变压问题，对问题的分析与工程实现都方便多了。

对于附加的直流电动势 ，较好的方案是采用工作在有源逆变状态的晶闸管可控整流装置，它既能够平滑的调节电压，以满足对电动机转速平滑调节的要求，从节能的角度又能够吸收从异步电动机转子侧传递来的转差功率并加以利用。 绕线转子异步电动机 电气串级调速系统 原理图 如下图所示。

双闭环三相异步电动机串级调速系统 实验

电气串级调速系统 原理图

四． 实验内容

⒈ 控制单元调试

在主电路切断电源的情况下，进行 控制单元 调试 。

⑴ 转速 调节器 （ ASR ） 输出正、负限幅值的调试

使 转速 调节器为 PI 调节器，将 MCL – 31 的 给定端 U g 与 转速 调节器的 “ 2 ” 端相接， 接通控制电路电源﹙红色指示灯亮﹚。 分别加入一定的正、负输入电压，调节 转速 调节器的正、负限幅电位器 RP1 、 RP2 ，使 转速 调节器输出正、负限幅值等于 ± 5V 。

⑵ 电流调节器输出控 制角 a 的调试

使电流调节器为 PI 调节器，将 MCL – 31 的 给定端 U g 与电流调节器的输入端 “ 3 ” 端相接，电流调节器的输出端 “ 7 ” 端与 MCL3 – 3 的 U ct 端相接， 接通控制电路电源﹙红色指示灯亮﹚。 调节 MCL – 31 的给定电位器 RP1 使给定 U g ＝ 0V ，调节 MCL – 33 偏移电压电位器 U b ，同时 用示波器观察触发 脉冲 ，使 a ＝ 150 ° ， 然后 加入一定的负输入电压，调节电流调节器正限幅电位器 RP1 ，同时 用示波器观察触发 脉冲 ，使 a ＝ 90 ° 。

⒉ 系统调试

⑴ 电流环调试

将 MCL – 31 的 给定端 U g 与电流调节器的输入端 “ 3 ” 端相接， MCL – 32 电源控制屏的电流反

双闭环三相异步电动机串级调速系统 实验

馈端 I f 与电流调节器的输入端 “ 1 ” 端相接，顺时针调节电流反馈电位器 RP1 使电阻值最大，即电流反馈最强，电流调节器的输出端 “ 7 ” 端与 MCL – 33 的 U ct 端相接，使系统构成 PI 调节 器 的单闭环系统。

将 MCL – 31 的正负给定开关 S1 拨向负给定位置，开关 S2 拨向给定位置，调节给定电位器 RP2 使 U g ＝ 0V 。将负载开关 S3 闭合，接通直流发电机负载回路，将负载 电阻 R g 调到最大值。 按下 MCL – 32 电源控制屏的“闭合”按钮，接通 主电路电源 ﹙绿色指示灯亮﹚， 调节给定电位器 RP2 逐渐增加给定电压 U g ，使之等于 转速 调节器 （ ASR ） 输出限幅值 （﹣ 5V ） ，然后调 节 电流反馈电位器 RP1 逐渐减小反馈，同时观察主电路电流 ， 使 I d ＝ 0.8A 。

突加给定，用示波器观察电流反馈的波形，通过改变电流调节器的 PI 参数使电流反馈波形较好。 ⑵ 转速 环调试

在实验装置断电情况下，按 双闭环三相异步电动机串级调速系统实验线路图及接线图进行接线，使系统构成双闭环调速系统。

将 MCL – 31 的正负给定开关 S1 拨向正给定位置，开关 S2 拨向给定位置，调节给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V ， 顺时针调节转速反馈电位器 RP 使电阻值最大，即转速反馈最强。 接通 主电路电源 ﹙绿色指示灯亮﹚， 调节给定电位器 RP1 逐渐增加给定电压 U g ， 若稍加给定，电机转速很高并且调节 给定电压 U g 也不可控，则表明 转速反馈 极性有误， 立即 调节给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V ，然后 切断电源，将转速反馈两根线相互调换后，再接通电源，逐渐增加给定电压 U g ＝ 3V ，调节转速反馈电位器 RP ，使电动机空载 转速 n ＝ 1000 rpm 。

突加给定，用示波器观察转速反馈的波形，通过改变 转速 调节器的 PI 参数使转速反馈波形较好。 ⑶ 系统调试

双闭环三相异步电动机串级调速系统总体 调试，通过改变 转速 调节器、 电流 调节器的 PI 参数使 系统 静态、动态性能较好。

⒊ 系统特性测试

⑴ 测试 串级调速系统 的 开环机械特性

将 MCL – 31 的 给定端 U g 与 MCL – 33 的 U ct 端直接相连， 调节给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V ， 将负载 电阻 R g 调到最大值 ，将负载开关 S3 闭合接通直流发电机负载回路 。 接通 主电路电源 ﹙绿色指示灯亮﹚，调节给定电压 U g 使电机转速 n ＝ 1000rpm ，逐渐调节负载电阻， 测试 串级调速系统 的 开环机械特性 曲线 n ＝ f （ I d ） 。注意主电路电流 I d ≤ 0.8A 。

⑵ 双闭环三相异步电动机串级调速系统的静态特性 测试

双闭环三相异步电动机串级调速系统 实验

测绘 n ＝ 1000rpm 时系统静 态 特性曲线 n ＝ f （ I d ） 。注意主电路电流 I d ≤ 0.8A 。 ⑶ 动 态特性 测试

① 观察记录 双闭环三相异步电动机串级调速系统 突加给定起动时动态波形， U i * ＝ f （ t ）、 U ct ＝ f （ t ）、 U n ＝ f （ t ）、 U i ＝ f （ t ） 。

② 观察记录 双闭环三相异步电动机串级调速系统在 稳定运行时 （ n ＝ 1000rpm ） ，受负载扰动的动态波形， U i * ＝ f （ t ）、 U ct ＝ f （ t ）、 U n ＝ f （ t ）、 U i ＝ f （ t ） 。

五．实验报告

⒈ 绘制 n ＝ 1000rpm 时 系统 开环机械特性 曲线 n ＝ f （ I d ） 。

⒉ 绘制 n ＝ 1000rpm 时 系统的静态 特性 曲线 n ＝ f （ I d ） 。

⒊ 绘制 系统 突加给定起动时动态波形， U i * ＝ f （ t ）、 U ct ＝ f （ t ）、

U i ＝ f （ t ） 。

⒋ 绘制 系统 受负载扰动时动态波形， U i * ＝ f （ t ）、 U ct ＝ f （ t ）、

U i ＝ f （ t ） 。

⒌ 简述通过 实验的心得体会及建议。

双闭环三相异步电动机串级调速系统实验线路图及接线图

n ＝ f （ t ）、＝ f （ t ）、 U U n

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/a5be.html