电力拖动自动控制系统-长安大学自动化与交通控制工程教学中心.DOC

运动控制系统 实验指导书 李宁 汪贵平 长安大学电控学院 自动化与交通控制工程实验教学中心 2009年6月目 录 第一部分 MCL系统挂箱介绍和使用说明 1 一 MCL—18挂箱 1 二 MCL-33挂箱 6 第二部分 直流调速系统实验 7 实验一 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 7 实验二 晶闸管直流调速系统主要单元调试 14 实验三 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统 18 实验四 逻辑无环流可逆直流调速系统 22 实验五 双闭环可逆直流脉宽调速系统 27 第三部分 交流调速系统实验 33 实验一 双闭环三相异步电动机调压调速系统 33 第四部分 仿真实验分析 37 一 几种典型的电路仿真软件包介绍 37 二 MATLAB/Simulink在运动控制系统中的仿真应用 40 第一部分 MCL系统挂箱介绍和使用说明 一 MCL—18挂箱 MCL—18由G（给定），零速封锁器（DZS），速度变换器（FBS），转速调节器（ASR），电流调节器（ACR），过流过压保护等部份组成。 1. G（给定）： 原理图如图1-1。 它的作用是得到下列几个阶跃的给定信号： （1）0V突跳到正电压，正电压突跳到0V； （2）0V突跳到负电压，负电压突跳到0V； （3）正电压突跳到负电压，负电压突跳到正电压。 正负电压可分别由RP1、RP2两多圈电位器调节大小（调节范围为0((13V左右）。数值由面板右边的数显窗读出。 只要依次扳动S1、S2的不同位置即能达到上述要求。 （1）若S1放在“正给定”位，扳动S2由“零”位到“给定”位即能获得0V突跳到正电压的信号，再由“给定”位扳到“零”位能获得正电压到0V的突跳； （2）若S1放在“负给定”位，扳动S2，能得到0V到负电压及负电压到0V的突跳； （3）S2放在“给定”位，扳动S1，能得到正电压到负电压及负电压到正电压的突跳。 使用注意事项：给定输出有电压时，不能长时间短路，特别是输出电压较高时，否则容易烧坏限流电阻。 2．FBC+FA+FT（电流变送器与过流过压保护）： 此单元有三种功能：一是检测电流反馈信号，二是发出过流信号，三是发出过压信号。电路图为1-2。 （1）电流变送器 电流变送器适用于可控硅直流调速装置中，与电流互感器配合，检测可控硅变流器交流进线电流，以获得与变流器电流成正比的直流电压信号，零电流信号和过电流逻辑信号等。 电流互感器的输出接至输入TA1，TA2，TA3，反映电流大小的信号经三相桥式整流电路整流后加至9R1、9R2、VD7及RP1、9R3、9R20组成的各支路上，其中： a．9R2与VD7并联后再与9R1串联，在其中点取零电流检测信号。 b．将RP1的可动触点输出作为电流反馈信号，反馈强度由RP1进行调节。 c．将可动触点RP2与过流保护电路相联，输出过流信号，可调节过流动作电流的大小。 （2）过流保护（FA） 当主电路电流超过某一数值后(2A左右)，由9R3，9R20上取得的过流信号电压超过运算放大器的反向输入端，使D触发器的输出为高电平，使晶体三极管V由截止变为导通，结果使继电器K的线圈得电，继电器K由释放变为吸引，它的常闭触点接在主回路接触器的线圈回路中，使接触器释放，断开主电路。并使发光二极管亮，作为过流信号指示，告诉操作者已经过流跳闸。 SA为解除记忆的复位按钮，当过流动作后，如过流故障已经排除，则须按下以解除记忆，恢复正常工作。 图1-2 电流变送器与过流保护原理图 3．零速封锁器（DZS） 零速封锁器的作用是当调速系统处于静车状态，即速度给定电压为零，同时转速也确为零时，封锁调节系统中的所有调节器，以避免静车时各放大器零漂引起可控硅整流电路有输出使电机爬行的不正常现象。原理电路如图1—3所示。 图1—3 零速封锁器 它的总输入输出关系是： （1）当1端和2端的输入电压的绝对值都小于0.07 V左右时，则3端的输出电压应为0V； （2）当1端和2端的输入电压绝对值或者其中之一或者二者都大于0.2V时，其3端的输出电压应为―15V； （3）当3端的输出电压已为―15V，后因1端和2端的电压绝对值都小于0.07V，使3端电压由―15V变为0V时，需要有100毫秒的延时。 3端为OV时输入到各调节器反馈网络中的场效应管，使其导通，调节器反馈网络短路而被封锁，3端为―15V时输入到上述场效应管使其夹断，而解除封锁。具体原理如下： 它是由两个山形电平检测器和开关延时电路组成。 （1）DZS前半部分别由线性集成电路A1：A和A1：B组成二个山形电平检测器，山形电平极测器的输入输出特性如图1—4所示，输入电压是指1或2端送入的电压（S3放在封锁位），输出电压是指在4或5上得到的电压。调整参数到输出电压突跳的几个输入电压为： Ua=―0.2V