实验一-不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究.doc

PAGE 1 实验一 不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 一．实验目的 1．研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。 2．研究直流调速系统中速度调节器ASR 的工作及其对系统静特性的影响。 3．学习反馈控制系统的调试技术。 二．预习要求 1．了解速度调节器在比例工作与比例—积分工作时的输入—输出特性。 2．弄清不可逆单闭环直流调速系统的工作原理。 三．实验线路及原理 见图6-7。 四．实验设备及仪表 1．MCL 系列教学实验台主控制屏。 2．MCL—18 组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31 组件（适合MCL—Ⅲ）。 3．MCL—33(A)组件或MCL—53 组件。 4．MEL-11 挂箱 5．MEL—03 三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。 6．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13 组件）。 7．直流电动机M03。 8．双踪示波器。 五．注意事项 1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。 2．接入ASR 构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR 的RP3 电位器逆时针 旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR 的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。 3．测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。 4．三相主电源连线时需注意，不可换错相序。 5．电源开关闭合时，过流保护发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SB1 即 可正常工作。 6．系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug 起动电机。 7．起动电机时，需把MEL-13 的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。 8．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的 给定为零。 9．双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地 线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。 六．实验内容 1．求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。 a．断开ASR 的“3”至Uct 的连接线，G（给定）直接加至Uct，且Ug 调至零，直流电 机励磁电源开关闭合。 b．合上主控制屏的绿色按钮开关 c．调节给定电压Ug，使直流电机空载转速n0=1000 转/分，直流发电机接负载电阻和并 励，在空载至额定负载的范围内测取7～8 点，读取整流装置输出电压Ud，输出电流id 以及 被测电动机转速n。 id(A) 0.28 0.32 0.36 0.42 0.49 0.57 0.67 0.79 Ud(V) 151 150 150 149 148 147 147 145 n(r/min) 992 983 968 953 930 910 890 855 2．带转速负反馈有静差工作的系统静特性 a．断开G（给定）和Uct 的连接线，ASR 的输出接至Uct，把ASR 的“5”、“6”点 短接。 b．合上主控制屏的绿色按钮开关 c．调节给定电压Ug 至2V，调整转速变换器RP 电位器，使被测电动机空载转速n0=1000 转/分，调节ASR 反馈电位器RP3，使电机稳定运行。 直流发电机接负载电阻和并励，在空载至额定负载范围内测取7～8 点，读取Ud、id、n。 3．测取调速系统在带转速负反馈时的无静差闭环工作的静特性 a．断开ASR 的“5”、“6”短接线，“5”、“6”端接MEL—11 电容器，可预置7 μF，使ASR 成为PI（比例—积分）调节器。 b．调节给定电压Ug，使电机空载转速n0=1000 转/分。在额定至空载范围内测取7～8 个点。 id(A) 0.19 0.21 0.23 0.25 0.29 0.33 0.42 0.51 Ud(V) 107 106 106 105 105 105 103 102 n(r/min) 710 701 696 686 679 665 635 609 七．实验报告 绘制实验所得静特性，并进行分析、比较。 八．思考题 1．系统在开环、有静差闭环与无静差闭环工作时，速度调节器ASR 各工作在什么状态？ 实验时应如何接线？ 答：开环时，速度调节器处于不饱和状态，有静差闭环与无静差闭环时，速度调节器处于饱和状态。实验时接在比例放大器之后。 2．要得到相同的空载转速n0，亦即要得到整流装置相同的输出电压U，对于有反馈与 无反馈调速系统哪个情况下给定电压要大些？为什么？ 答：有反馈调速系统的给定电压要大些，应为闭环系统的静特性比开环系统机械特性硬得多。 3．在有转速负反馈的调速系统中，为得到相同的空载转速n0，转速反馈的强度对Ug 有什么影响？为什么？ 答：转速反馈的强度越大，Ug越小。因为给定值不变，负反馈增加，则输入的偏差就越小，所以Ug就变小。 4．如何确定转速反馈的极性与把转速反馈正确地接入系统中？又如何调节转速反馈的