北理珠電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書北京理工大學(xué)珠海學(xué)院信息學(xué)院2014 年目錄實(shí)驗(yàn)一直流電機(jī)單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn). 3實(shí)驗(yàn)二轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng). 9實(shí)驗(yàn)四交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究21實(shí)驗(yàn)五三相異步電動機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究24實(shí)驗(yàn)一直流電機(jī)單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉“轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的組成及其工作原理。2進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要組成單元的原理及其基本調(diào)試方法。3分析“轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的起、制動控制及其過渡過程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1“實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”的接線與靜態(tài)調(diào)試。2“轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的靜態(tài)特性研究。3“轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)

2、”的正、反向起、制動過渡過程和抗干擾性的實(shí)驗(yàn)研究。4“轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的”抗干擾性研究。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1實(shí)驗(yàn)臺主體及其主控電路、轉(zhuǎn)速變換電路（ DD02 ）、電流檢測及變換電路（DD06 ）、電壓檢測及變換單元（ DD09）以及負(fù)載控制器單元（ DD07 ）。2給定掛箱 (DSG01)3調(diào)節(jié)器掛箱 I(DSA01)4調(diào)節(jié)器掛箱 II(DSA02)5觸發(fā)電路掛箱II(DST02)6IPM 主電路掛箱 (DSM02)7鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)+ 磁粉制動器 + 旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)組。8慢掃描雙蹤示波器、頻率計(jì)、數(shù)字萬用表等測試儀器9微機(jī)及打印機(jī) （存儲、演示、打印實(shí)驗(yàn)波形， 可無，

3、但相應(yīng)內(nèi)容省略）。四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”與實(shí)驗(yàn)六相比，只是增加了一個轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ ASR ），以組成轉(zhuǎn)速電流負(fù)反饋閉環(huán)（外環(huán)），其組成框KMTMDM02GABASRIRAVRACRDT05DG01 *DC04 *DA04 *DA03DA01*DC06 *UkvSPWMUn2UnUUvUiUvUiGFC控B1 B6J1Un制DA06 Ukf器J1DC05FR轉(zhuǎn)向J2BI控制DD06BVDD06負(fù)載控制器DD07EC磁粉旋轉(zhuǎn)制動器編碼器UnBSDD02M3 圖 71轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成框圖圖如圖 7 1 所示，具體接線見 附圖 2

4、7。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法（一）實(shí)驗(yàn)電路的連接與檢查。1前已指出，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所使用的單元環(huán)節(jié)，與實(shí)驗(yàn)六基本相同，只是增加了一個轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR，以組成轉(zhuǎn)速閉環(huán)。 ASR 的調(diào)試要點(diǎn)和方法見調(diào)節(jié)器掛箱 II （DSA01）使用說明。2按附圖 27 連接系統(tǒng)，“ 狀態(tài)切換”置“交流調(diào)速”檔 ；給定單元（DG01）的極性開關(guān)、階躍開關(guān)撥向上方，并置正、負(fù)給定為 0；負(fù)載給定置 0；經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后，閉合總電源，檢查各指示燈狀態(tài)，確認(rèn)無異常后開始以下步驟。3按實(shí)驗(yàn)六方法， 檢查各控制環(huán)節(jié)及其輸入、 出極性，并正確整定 ASR、ACR 的限幅值 U * i m 、U ct m； 完成三相正弦脈寬控

5、制器（SPWM ）的參數(shù)整定；依次調(diào)整并鎖定電流、電壓和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的反饋系數(shù)、；依次完成以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟。（二）系統(tǒng)靜態(tài)特性測試1分別完成有、無“低頻補(bǔ)償”的變頻調(diào)速系統(tǒng)在高、低給定時的系統(tǒng)靜態(tài)特性，數(shù)據(jù)錄于表 7 1。表71 轉(zhuǎn)速開環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U * nU * n U * nnom （ V ）U * n（ 12） U * n nom （ V ）TG0TG1 TGnomTG3 TGm TGb0TG1 TGnom TG3TGm TGb無（N.低 m）T *G頻nn0補(bǔ)（ r (S0 )償min）1nom3m0123mnnnnnnnnn (S1)(S no

6、m)(S3)0( S0)( S1)( S2)0(Sm )( S3) ( S m)SGTG1TGnomTG3TGmTGb0G1TGnomTG3TGmTGbT 0T帶（ N.低m）T *G頻nn0n1nnomn3nmn0 n1 n2n3nm)00補(bǔ) （ r(S) (S(Snom(S )(Sm(S) (S)(S )(S) (S )0130123m償 min）STGm（ N.m ）2按表 7 1數(shù)據(jù)在圖 72中分別繪制有、無“低頻補(bǔ)償”在高、低給定時“轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的四條靜態(tài)特性S = （fT* G）曲線。圖 72轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的靜特性固有特性人工

7、特性（高速）人工特性（低速）（三）系統(tǒng)起、制動及直接正、反轉(zhuǎn)控制1置正、反向給定分別至 U * n U * nm = 8V ；極性開關(guān)撥向上方，階躍開關(guān)撥向下方；各 PI 調(diào)節(jié)器取計(jì)算參數(shù)； AGR （DA06 ）取 Rf 20 30 K ，并調(diào)節(jié)輸入電位器 RP2 使比例系數(shù) kp1，取電容 C f 0 .1F ；按表 7 1 將負(fù)載調(diào)至 T G TG nom ，檢查無誤后閉合交流電路。2通過階躍開關(guān)空載、正向起動電機(jī)至空載轉(zhuǎn)速 no ，用雙蹤示波器分別測轉(zhuǎn)速變換（DD02 ）和電流檢測及變換單元 （ DD06）的輸出端，觀察轉(zhuǎn)速 n 和定子電流 Is 的波形；協(xié)調(diào)兩個調(diào)節(jié)器的參數(shù)和頻率給定

8、動態(tài)校正（ DA06 ）單元的反饋電容 Cf ，并反復(fù)起、制動直至系統(tǒng)穩(wěn)定、 過渡過程曲線滿意； 完成“轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”在積分給定時的正、反向空載起、制動至 no以及直接正反轉(zhuǎn)的過渡過程實(shí)驗(yàn)。認(rèn)真臨摹最滿意的一組正向空載起、制動過渡過程的轉(zhuǎn)速 n 和定子電流 I s 的波形，繪于圖 73a；最后將階躍開關(guān)撥向下方，直至電機(jī)停止。a）積分給定時的空載正向起、制動過渡過程曲線b）突加給定時的正向起、制動過渡過程曲線b空載突加給定帶載突加給定圖 73轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型交流變頻調(diào)速系統(tǒng)正向起、制動過渡過程曲線3“給定及給定積分器（ G I R）單元”由積分輸出“ U * n2

9、” 改為階躍輸出“U * n1 ” ；階躍起動電機(jī)到額定轉(zhuǎn)速直至穩(wěn)定，調(diào)節(jié)負(fù)載給定，使負(fù)載轉(zhuǎn)矩TG TG nom ；重復(fù)步驟 2 ，完成“轉(zhuǎn)速閉環(huán)的電壓源型異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，空載和帶載時的突加給定起、制過渡過程實(shí)驗(yàn)，同時用雙蹤示波器分別觀察空載和帶載時，突加給定起、制動以及直接正反轉(zhuǎn)時的電機(jī)轉(zhuǎn)速n 和定子電流 I s 的波形，認(rèn)真臨摹兩組（空載、帶載）正向階躍起、制動的過渡過程曲線，繪于圖 73b）。4* 通過左下面板的微機(jī)接口電路 （DD01），接好微機(jī)系統(tǒng)， 演示、存儲、打印步驟 2、3 的過渡過程曲線，供撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和分析、研究系統(tǒng)動態(tài)性能。（未配置微機(jī)時可采用“存儲示波器” ，或

10、省略此項(xiàng)內(nèi)容。）5階躍開關(guān)撥向下方，停止電機(jī)，并分析、討論之。（四）突加負(fù)載時的抗干擾性研究1任意設(shè)定某個給定U * n （或 U * nm）；將 DD07 模式選擇開關(guān)置到2 檔 ，但保持在恒轉(zhuǎn)矩狀態(tài)下負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T G T Gn om ；接好雙蹤示波器，準(zhǔn)備觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速 n 和定子電流 I s 的波形。2閉合主電路，階躍起動電機(jī)到給定轉(zhuǎn)速直至穩(wěn)定運(yùn)行。3先后將模式選擇開關(guān)由2 檔切換到恒轉(zhuǎn)矩檔或切回2 檔（適當(dāng)選擇不同間隔時間），以實(shí)現(xiàn)突加、突卸負(fù)載。 由雙蹤示波器觀察系統(tǒng)在突加和突卸負(fù)載時的電機(jī)轉(zhuǎn)速 n 和定子電流 Is的變化，并臨摹較滿意的一組繪于圖 。7 4圖 7 4轉(zhuǎn)速閉環(huán)的異步電動

11、機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)突加、突卸負(fù)載時的過渡過程曲線4* 通過左下面板的微機(jī)接口電路 （DD01 ），接好微機(jī)系統(tǒng)， 演示、存儲、打印突加和突卸負(fù)載時的過渡過程曲線，供撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和分析、研究系統(tǒng)動態(tài)性能。（未配置微機(jī)時可采用“存儲示波器” ，或省略此項(xiàng)內(nèi)容。）5* 如果需要，本實(shí)驗(yàn)臺可通過 DA01 單元的微分開關(guān) SM （撥向下方），實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋。本單元轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的 RC 參數(shù)按通用性配置，不盡完美。若欲調(diào)整，必須從DSA01掛箱內(nèi)部本單元的電路板中變更，務(wù)請注意。6實(shí)驗(yàn)完畢，將階躍開關(guān)撥向下方，待電機(jī)停轉(zhuǎn)后，依次切除交流電路、主電路和控制電路，最后斷開總電源開關(guān)。Un轉(zhuǎn)速Un變換GAB

12、-DC04Uin負(fù)絕Uout對值DD02 負(fù)載編 選擇碼恒轉(zhuǎn)器接矩?？谑?恒功率負(fù)DD07轉(zhuǎn)換Nm開關(guān)恒轉(zhuǎn)矩載W+函數(shù)型選模式選擇負(fù)載指示控 Uout“2Un制制動”檔器器接負(fù)載給定口DSM00U0 12V漏電開關(guān)W轉(zhuǎn)換開關(guān)L01*DA03Ui1DT05DM02DC0DC+UVWDC-DC+SMRn Cn DA01Un*UnUiUi1UvRvCv DA04*UoutUvCtrl1錯*RiCi位Ui2Ctrl2UiUct推FR頻率顯示封鎖UkvUkfDCUV WSPWM控制器XS3XS1ABCDC-Ui2UinRP2DC06- UinDG01Uout-VRP1S2*RP1Un1S1*DC04Un

13、2GAB+DC05Uin正絕UoutJ1RP2J1對值轉(zhuǎn)向FRJ2控制正負(fù)給定控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)器UnRnCn DA06*UnUdUout微分UI慣性ACUi1+Ui1Ui1-DCACUv+UvUv-DD06A1電流檢測變換 A2DD09電壓V1檢測變換 V2DD15A1B1C1MX1Y1Z13 實(shí)驗(yàn)二轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的組成及其工作原理。2熟悉“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”及其主要單元環(huán)節(jié)的調(diào)試。3分析、研究“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的靜特性及其特點(diǎn)。4分析、研究“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”在突加給定起動過渡過程曲線和系統(tǒng)在

14、突加、突卸負(fù)載時的抗擾性以及參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1系統(tǒng)的單元調(diào)試及靜態(tài)參數(shù)的整定。2“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的靜特性測試。3“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”突加給定起動過渡過程研究。4“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”突加、突卸負(fù)載時的抗擾性研究。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1綜合實(shí)驗(yàn)臺主體（主控箱）及其主控電路、轉(zhuǎn)速變換電路（ DD02）、電流檢測及變換電路（ DD06）、同步變壓器（ DD05）、負(fù)載控制器單元（ DD07）等以及、平波電抗器（ DD11）。2可控硅主電路掛箱 （DSM01） 和觸發(fā)電路掛箱 （DST02） DT04。3給定單元掛箱（ DSG01） DG014

15、調(diào)節(jié)器掛箱（ DSA01） DA01 、DA02 、 DA03 。5直流電動機(jī) +磁粉制動器 +旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)組。6慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器7微機(jī)及打印機(jī) （存儲、演示、打印實(shí)驗(yàn)波形， 可無，但相應(yīng)內(nèi)容省略）。四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)”是不可逆直流調(diào)速中，應(yīng)用最普遍、最基本的典型實(shí)例，也是各種可逆和不可逆的直流調(diào)速系統(tǒng)的基本組成部分，系統(tǒng)的組成框圖如圖 2 1 所示，接線電路見 附圖 12。主要由“ DG01” 、“DA01 ” 、 “DA03 ”、“DT04 ” 、“ DSM01”以及電流檢測（DD06）、轉(zhuǎn)速變換器（DD02）等基本環(huán)節(jié)組成。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法（

16、一）實(shí)驗(yàn)路的連接與檢查。KMTMDG01 *DA01*DA03DT04Uig1 g6Un1UctUnASRUiGIRACRGT1晶閘管主電路BIIdBSDD06DD02BV磁粉ECDD09負(fù)載控制器制動器MDD07旋轉(zhuǎn)編碼器圖21轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)組成1本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所使用的單元環(huán)節(jié)，與實(shí)驗(yàn)一基本相同，只是增加了一個“電流調(diào)節(jié)器 ACR （DA03 ）”單元以組成電流內(nèi)環(huán)，其調(diào)試要點(diǎn)和方法見調(diào)節(jié)器掛箱（ DSA01）使用說明。2按附圖 12 連接系統(tǒng)。負(fù)載模式選擇為恒轉(zhuǎn)矩模式，負(fù)載給定為零 ；確保各給定和反饋極性正確合理，反饋系數(shù)、 調(diào)至最大；“工作模式我把”置“直流調(diào)速”檔。3調(diào)節(jié)器

17、ASR、 ACR 接成 1 : 1 的比例狀態(tài)（ Rn Ri = R 0 40k ）；正、負(fù)給定置0V ；切斷轉(zhuǎn)速和電流負(fù)反饋（轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器接線端子U n和 U i 的反饋輸入改為接地） 。4經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后，打開總電源（左下面板），檢查各指示燈狀態(tài)，確認(rèn)無異常后開始以下步驟。（二）靜態(tài)參數(shù)的整定1主要單元環(huán)節(jié)的檢查、調(diào)整及其參數(shù)整定1）閉合控制電路（電源控制與故障指示（ CTD ）控制電路按鈕 ON），主電路保持分?jǐn)?，將給定單元的階躍開關(guān) S2 撥向上方；依次使正、負(fù)給定 U * n 0.5、 2V，測量 ASR、ACR 的輸入、輸出，檢查比例特性；取 U * n2V， Cn C

18、i 2F，用萬用表分別測量ASR 、ACR 的輸出并整定其限幅。2）檢查并調(diào)整“觸發(fā)器單元GT1”和“直流調(diào)速系統(tǒng)主電路” ，整定觸發(fā)零位：用雙蹤示波器檢查“雙路晶閘管移相觸發(fā)器”斜率、相位、雙窄脈沖輸出；檢查主電路接線，確認(rèn)觸發(fā)電路和主電路正常后，整定系統(tǒng)零位，即微調(diào)“DT04”單元的偏置電位器，使U * n0 時，觸發(fā)角 90。2電流內(nèi)環(huán)靜態(tài)參數(shù)整定1） 給定及給定積分器（ DG01）單元的階躍輸出端 U * n1 由引向轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的 U * n 端改為直接直接引向電流調(diào)節(jié)器的 U * I 輸入端，（即暫且去掉 ASR，注意！ U * n 1 端不得與 ASR 的 U * n 端和 ACR

19、 的 U * i 端同時相接）；電流調(diào)節(jié)器 ACR 接成 PI 調(diào)節(jié)器（取 Ri = R040k、 Ci 2 F）。檢查無誤后閉合主電路。2）負(fù)載給定為 0，給定單元的極性開關(guān)S1 撥向下方，緩慢增大給定直至U * n U * i m ；（ U * i m 為 轉(zhuǎn) 速 調(diào) 節(jié) 器 A S R 的 下 限 幅 ）待系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，同時調(diào)節(jié)電流反饋和負(fù)載轉(zhuǎn)矩直至I dI dm 1 5I d no m（設(shè)電流過載倍數(shù) .1.5 ，若 不同，系數(shù)應(yīng)隨之變更） ，整定電流反饋系數(shù) U * i m I dm，并鎖定之。系統(tǒng)重新穩(wěn)定運(yùn)行后，減小給定 U * n 至 0 ，電機(jī)停止后切除主電路。3轉(zhuǎn)速外環(huán)靜態(tài)

20、參數(shù)整定1）閉合控制電路，將勵磁電流整定至額定值，恢復(fù)“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”（即恢復(fù) ASR 的給定輸入引自給定單元的階躍輸出端U * n 1 ，ACR的輸入 U * i 引自ASR的輸出），將ASR接成PI調(diào)節(jié)器（取n= R0、CR40kn 2 F）。經(jīng)檢查無誤后閉合主電路。2）給定單元的極性開關(guān) S1 撥向上方，逐步增加給定使 U * n = U * nm = +8V，電機(jī)升速至某值穩(wěn)定后。調(diào)節(jié)（減?。┺D(zhuǎn)速反饋直至n n no m，以完成轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) U * nmnn om 的整定，并鎖定之。3）減小給定 U * n 至 0 ，電機(jī)停止后切除主電路。負(fù)載給定為零?！稗D(zhuǎn)速、電流雙閉

21、環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的二個調(diào)節(jié)器（ASR、ACR ）都是 PI調(diào)節(jié)器，無論是內(nèi)環(huán)（電流環(huán)） 還是外環(huán)（轉(zhuǎn)速環(huán)）都是無靜差系統(tǒng)。 理論上，無靜差系統(tǒng)的靜特性是一條平行于橫坐標(biāo)的直線，即偏差U nU * n U n0。實(shí)際并非盡然，內(nèi)、外閉環(huán)都存在誤差，即U n0，故靜特性也不是一條平行于橫坐標(biāo)的直線。因此，有必要測試其靜特性，并分析產(chǎn)生偏差的原因。1按實(shí)驗(yàn)前設(shè)計(jì)、計(jì)算之阻、容（ Rn 、Cn 、R i 、Ci ），設(shè)定 DA01 、DA03兩個單元的參數(shù)，檢查無誤后閉合主電路。2增大給定并恒定至 U * n = U * nm = +8V、 n nn o m；穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)負(fù)載給定，電樞電流在 0 I

22、d m 之間分別讀取電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n 五組數(shù)據(jù)錄于表 21；負(fù)載給定為零，減小給定并恒定于 1 2U *n ，調(diào)節(jié)負(fù)載給定，在 0 I d m 之間分別讀取電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n 五組數(shù)據(jù)錄于表 21。表21轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)靜特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U * n （V ）U * n 1 / 2U *n Id （A ）0I d m 0I dm n（ rmin）3減小給定電壓U * n 至 0，電機(jī)停止后，切除主電路。4根據(jù)表 21 數(shù)據(jù)分別繪制高、 低速兩條靜特性 n = f（ I d ）于圖 2 2。5分析雙閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的特點(diǎn)，并與實(shí)驗(yàn)一 “帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)”及其實(shí)驗(yàn)

23、結(jié)果進(jìn)行比較，得出相應(yīng)結(jié)論。圖 22轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性高速低速（四）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定時的起動過渡過程1先置給定 U * n = U * n m = +8V ，再置階躍開關(guān) S2 于下方（端）。保持 ASR、 ACR 為 PI 調(diào)節(jié)器，參數(shù)同前。負(fù)載給定為零，使機(jī)組接近空載。檢查無誤后閉合主電路。2由階躍開關(guān) S2 進(jìn)行高速、空載、突加給定時的過渡過程實(shí)驗(yàn)，通過雙蹤圖23突加給定起動的過渡過程曲線空載帶載示波器觀察電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n 的過渡過程曲線， 反復(fù)變更 RC阻容值，直至滿意，并認(rèn)真臨模最滿意的一組曲線于圖23。3階躍開關(guān) S2 撥向下方，待電機(jī)

24、停轉(zhuǎn)后，將轉(zhuǎn)速給定設(shè)定為12 U * n 。重新階躍起動進(jìn)行低速、空載、突加給定時的過渡過程實(shí)驗(yàn)，通過雙蹤示波器觀察電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n 的過渡過程曲線。4階躍開關(guān) S2 撥向下方，電機(jī)停止后負(fù)載給定為零；階躍起動電機(jī)到額定轉(zhuǎn)速直至穩(wěn)定運(yùn)行后，調(diào)節(jié)負(fù)載給定，使電樞電流I d I dnom ；爾后重復(fù)步驟 2、 3 ，完成帶載突加給定起動時的過渡過程實(shí)驗(yàn)，并通過雙蹤示波器觀察電流 I d 和轉(zhuǎn)速 n 的過渡過程，并認(rèn)真臨模高速時的一組曲線于圖 2 3。5分析比較圖 23討論空載和帶載起動過渡過程的異同。6通過左下面板的微機(jī)接口電路（ DD01），接好微機(jī)系統(tǒng)，演示、存儲、打印相應(yīng)過渡過程曲線

25、，供撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和分析、研究系統(tǒng)動態(tài)性能。 （未配置微機(jī)時可采用“存儲示波器” ，或?qū)⒋隧?xiàng)內(nèi)容省略。）7階躍開關(guān) S2 撥向下方。待電機(jī)停轉(zhuǎn)后，切除主電路，分?jǐn)嘭?fù)載開關(guān) SG。（五）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加負(fù)載時的抗擾性研究1接好雙蹤示波器準(zhǔn)備觀察電流I d 和轉(zhuǎn)速n 的過渡過程曲線；閉合主電路，階躍起動到給定轉(zhuǎn)速直至穩(wěn)定運(yùn)行。2設(shè)定負(fù)載在恒轉(zhuǎn)矩模式下為額定轉(zhuǎn)矩， 模式選擇在 2 檔與恒轉(zhuǎn)矩檔之間切換可實(shí)現(xiàn)負(fù)載的突加和突卸，反復(fù)切換（適當(dāng)保持時間間隔） ，由雙蹤示波器觀察突加和突卸負(fù)載時的電流和轉(zhuǎn)速的過渡過程曲線并臨模于圖24。圖24突加和突卸負(fù)載時的過渡過程曲線3分析、討論圖 24

26、的過渡過程曲線，得出正確結(jié)論。4* 通過左下面板的微機(jī)接口電路 （DD01），接好微機(jī)系統(tǒng)， 演示、存儲、打印相應(yīng)過渡過程曲線，供撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和分析、研究系統(tǒng)動態(tài)性能。 （未配置微機(jī)時可采用“存儲示波器”，或?qū)⒋隧?xiàng)內(nèi)容省略。）5本實(shí)驗(yàn)臺還可利用DA01 單元的微分開關(guān)SM（撥向下方），實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋。若改變微分反饋，可調(diào)節(jié)電位器RPd。6實(shí)驗(yàn)完畢，將階躍開關(guān)S2 撥向下方，待電機(jī)停轉(zhuǎn)后，依次切除主電路、控制電路和總電源。六、思考題1電流環(huán)對于系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)各有什么作用？2轉(zhuǎn)速和電流閉環(huán)各自對負(fù)載擾動和電網(wǎng)電壓波動有否調(diào)節(jié)能力？3轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，在其它參數(shù)不變的條件下，若將電流反饋系

27、數(shù)減小一倍，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速n 和電樞電流 I d 各有何變化？為什么？4轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，在穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下，其電流反饋或轉(zhuǎn)速反饋線突然斷開，系統(tǒng)各發(fā)生什么變化？為什么？DSM00轉(zhuǎn)換開關(guān)選“1”檔UDD02XST10 12Va漏電開關(guān)Un編b3轉(zhuǎn)速碼cWo器Un變換接XST2轉(zhuǎn)換開關(guān)L01口DD05Ui1VT11VT14DM01*DA03DT04XSTK11U1A14Ctrl1錯同*步SMDA01位RnCnUi2RiCi信鋸VT13VT16K13A16Un號齒V1Ctrl2封鎖波*UctUnUiUiUk1觸VT15VT12K15Ui1發(fā)W1A12XS1XS1推nn置ii器Ui2偏mm+-DG

28、01-恒功率DD07DCNm*恒轉(zhuǎn)矩 負(fù)ACRP1WS2Un1+函數(shù)型 載Ui1+負(fù)載指示模式選擇控Uout*S1撥向UnUi1S1Un2制制上，給動Ui1-RP2J1定為正器器接負(fù)載給定口電流檢測變換DD06DD11U1DD10 開關(guān)U2撥向A1-+U2 ，DD14U1調(diào)節(jié)M-+顯示A2U2110V實(shí)驗(yàn)三單相變壓器的實(shí)驗(yàn)研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉單相變壓器的組成及其銘牌數(shù)據(jù)。2通過空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)確定單相變壓器的參數(shù)。3通過負(fù)載試驗(yàn)測定單相變壓器的運(yùn)行特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1單相變壓器電壓比的實(shí)驗(yàn)測定。2單相變壓器的空載試驗(yàn)。3單相變壓器的短路試驗(yàn)。4單相變壓器的負(fù)載試驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1實(shí)驗(yàn)

29、臺主體主電路。2自耦變壓器（ TT ）。3數(shù)字萬用表、單相功率表各1 個，電壓、電流表各2 塊等。四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“單相變壓器”實(shí)驗(yàn)研究包括：單相變壓器“電壓比”測定；單相變壓器的空載試驗(yàn)；單相變壓器的短路試驗(yàn)；單相變壓器的負(fù)載試驗(yàn)等。所有“單相變壓器”實(shí)驗(yàn)，其“試驗(yàn)電源”都需由“單相交流調(diào)壓器”供電 ，這個“單相交流調(diào)壓器”采用的是“單相自耦變壓器 T T” ， 如圖 41 所示。圖 41單相自耦變壓器圖 42“電壓比”的實(shí)驗(yàn)測定變壓器的鐵耗與“試驗(yàn)電源”的頻率及波形有關(guān)，“試驗(yàn)電源”的頻率應(yīng)接近受試變壓器的額定頻率（允許偏差不超過1%），電源波形應(yīng)為實(shí)際正弦波。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)首先觀察單相變壓器

30、的外形及其銘牌數(shù)據(jù)，這對于較大容量的變壓器以及油浸變壓器等尤為重要。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法（一 ）單相變壓器“電壓比K ”的實(shí)驗(yàn)測定單相變壓器“電壓比K”的實(shí)驗(yàn)測定電路如圖42 所示，圖中 A、B 分別與 “單相自耦變壓器 TT” （圖 41）的輸出端 A 、B 相連。實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)首先使“測試電源” 的輸出電壓為零即調(diào)節(jié) “單相自耦變壓器” ，使其輸出 0。1由圖 42 所示，“測試電源”由“單相自耦變壓器” 的 A 、B 端接至受試變壓器 T（ DP01）的低壓線圈（ u1u2 端），高壓線圈（ U1 U2 端）開路。2經(jīng)實(shí)驗(yàn)老師檢查無誤后，閉合交流主接觸器KM ，接通“測試電源”。3調(diào)節(jié)“測

31、試電源” 的輸出，使其電壓分別為受試變壓器 T 的二次側(cè)額定電壓的 30% 、40% 、50% 左右。4用“萬用表”分三次讀取受試變壓器 T 的低壓線圈電壓 U u1 u2 和高壓線圈電壓 U U1U2 ，錄于表 41。5測試完畢， 調(diào)節(jié)“測試電源” 使其輸出為零，并切斷交流主接觸器KM 。6按表 41 數(shù)據(jù)，取三次 K 值平均值，得電壓比K（ K1K2 K3）3，錄于表 41。表 41單相變壓器“變比”的測定K 序號Uu1 u2（ V ）UU1U2（ V ）變比K UU1U2Uu1 u2123（二 ）單相變壓器的空載試驗(yàn)“單相變壓器”的空載測試電路如圖 43 所示。圖中，受試變壓器 T（DP

32、01）的低壓線圈施加“測試電壓” ，即“測試電源” 的 A 、 B 端接受試變壓器 T （DP01）的低壓線圈（ u1 2u端），高壓線圈（ U1U2 端）開路。變壓器空載電流 I 0 （ 2.5% 10%）INOM ，圖 43 “空載”測試電路依此選擇交流電流表和功率表的電流量程。變壓器空載運(yùn)行時功率因數(shù)甚低，一般在0.2 以下，應(yīng)選低功率因數(shù)功率表測量功率，以減小測量誤差。1按圖 43 接線，經(jīng)檢查無誤后，閉合交流主接觸器KM ，接通“測試電源” 。（KM 閉合前務(wù)必將“測試電源”調(diào)至輸出電壓最小或?yàn)榱?，以免電流表、功率表的電流線圈在KM 閉合時，因電流沖擊而損壞。 ）2調(diào)節(jié)“測試電源”的

33、輸出，使受試變壓器 T 的二次側(cè)電壓（ U u1 u2）為額定輸出電壓的1.2 倍（ 1.2UNOM ）。3逐次降低電壓，依次測量空載電壓U0（U u1 u2）、空載電流 I 0 、空載損耗 P 0 。在空載電壓 U 0 （ 1.2 0.5）UNOM 范圍內(nèi)，讀取67 組數(shù)據(jù)（包括 U 0 UNOM 點(diǎn)，在該點(diǎn)附近圖 44空載特性曲線測量間隔應(yīng)密一些），測量結(jié)果錄于表 4 2。表 42單相變壓器的空載試驗(yàn)序號項(xiàng)目1234567U0 （V）I0（A）P0 （W）4測試完畢， 調(diào)節(jié)“測試電源” 使其輸出為零，并切斷交流主接觸器KM 。5變壓器的空載特性曲線，包括空載電流特性和空載損耗特性，即：I

34、0 =f（U 0） ；P 0 =f（U 0）按此關(guān)系，根據(jù)表 42 數(shù)據(jù)，分別繪制變壓器的空載電流特性和空載損耗特性曲線于圖 44。根據(jù)空載特性曲線 （圖 4 4），即可查出額定電壓（U0 U 1NOM ）時的空載電流 I 0 和空載損耗 P0 ，并由此按本文附錄之三的方法計(jì)算變壓器的勵磁參數(shù)，即勵磁電阻 r m 、勵磁感抗 X m 及其復(fù)數(shù)阻抗 Z m 。（三 ）單相變壓器的短路試驗(yàn)“測試電源” 的輸出端 A、 B，接受試變壓器 T（DP01）的一次側(cè)（ U1 U2 端），受試變壓器 T 的二次側(cè)（u1u2 端）經(jīng)電流表短接，如圖 4 5 所示。變壓器的短路電壓約為 （ 5% 10%）UNO

35、M ，為避免大的短路電流沖擊，在接通電源前，務(wù)必將“測試電源” 調(diào)至輸出電壓最小或?yàn)榱恪?按圖 45 接線，經(jīng)檢查無誤后，圖 45 “短路”測試電路閉合交流主接觸器KM ，接通“測試電源”。2調(diào)節(jié)“測試電源”的輸出，緩慢增加電壓，使短路電流I K 上升到 1.1INOM 。3在短路電流 I K （1.1 0.5 ）I NOM 的范圍內(nèi)，依次測量短路功率 P K 、短路電壓 U K 及短路電流 I K 共 45 組數(shù)據(jù)（包括 I K I NOM ），測量結(jié)果記錄于表 4 3。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡快進(jìn)行，以免因繞組發(fā)熱引起溫升，使其電阻增加而帶來讀數(shù)偏差。4國家規(guī)定油浸變壓器的短路電阻值應(yīng)換算到 75時的數(shù)

36、值。因此，讀數(shù)后應(yīng)立即測量受試變壓器周圍的環(huán)境溫度 t并錄于表 4 3。對于普通干式變壓器則可以免此換算。表 43單相變壓器變的短路試驗(yàn)t 序號項(xiàng)目123456I K（ A ）U K（ V ）PK （W）5測試完畢，調(diào)節(jié)“測試電源”使其輸出為零，并切斷交流主接觸器KM 。6變壓器的短路特性曲線，包括短路電流特性和短路損耗特性，即：I k =f（U k）；P k=f（ U k）按此關(guān)系，根據(jù)表 4 3 數(shù)據(jù)，分別繪制短路電流特性和短路損耗特性曲線在圖 46中。由此按本文附錄之三的方法計(jì)算變壓圖 46短路特性曲線器的短路參數(shù)，即短路電阻rk 、短路感抗 X k 及其復(fù)數(shù)阻抗 Z k 。（四 ）單相

37、變壓器的負(fù)載試驗(yàn)變壓器的“負(fù)載試驗(yàn)”電路如圖 47 所示。如圖，受試變壓器 T（DP01）的一次繞組（ U1U2 端）接測試電源 A 、B，二次繞組（ u1u2 端）經(jīng)刀開關(guān)Q1（ DP10），與負(fù)載電阻 R L 或負(fù)載電感 X L 相連。負(fù)載電阻 R L 也可改用燈泡負(fù)載。負(fù)載性質(zhì)的選擇各校按照實(shí)驗(yàn)要求自行確定。1按圖 47 接線，“測試電源”調(diào)至輸出電壓最小或?yàn)榱?；?fù)載電阻 R L 務(wù)必調(diào)至阻值最大，斷開刀開關(guān) Q1。圖 47 “負(fù)載”試驗(yàn)電路2經(jīng)檢查無誤后，閉合交流主接觸器KM ，接通“測試電源”電源。3調(diào)節(jié)“測試電源” 的輸出，緩慢增加電壓至U 1U 1NOM。4保持 U U1NOM恒

38、定，閉合刀開關(guān)Q1，減小負(fù)載電阻 RL，即增大負(fù)1載電流 I 2，使負(fù)載電流從零（ I 20 、 U 2U2 0）至額定值（ I 2NOM ）的范圍內(nèi)，測量負(fù)載電流 I 2 和二次側(cè)電壓 U2，共讀取 5 6 組數(shù)據(jù)（包括 I 2I NOM 點(diǎn)），錄于表 44。表 44單相變壓器變的負(fù)載試驗(yàn)U 1U 1NOM V序號項(xiàng)目123456U 2（ V ）I 2（ A）5測試完畢， 調(diào)節(jié)“測試電源” 使其輸出為零，并切斷交流主接觸器KM 。6若需進(jìn)行非純電阻而功率因數(shù)一定的負(fù)載實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法和線路與純電阻負(fù)載時相同，此時二次側(cè)應(yīng)該增加一個電抗器與負(fù)載電阻并聯(lián)（或串聯(lián)）組成感性負(fù)載。7受試變壓器在純電阻

39、負(fù)載下的外特性（即負(fù)載特性）為：U 1 U 1NOM ； cos = 1 ； U 2 = f（I 2）按此關(guān)系，根據(jù)表 4 4 數(shù)據(jù)，在圖 4 8 中繪制受試變壓器在純電阻負(fù)載下的外特性。根據(jù)“負(fù)載試驗(yàn)”數(shù)據(jù)，還可以計(jì)算單相變壓器的運(yùn)行特性，即額定負(fù)載功率因數(shù)為 1 時，受試變壓器的電壓變化率U和效率以及功率因數(shù)為1 時的效率特性= f （P 2）。此處從略，如有需要可參考附錄之三的相關(guān)內(nèi)容。六圖 4 8 純電阻負(fù)載的外特性曲線、思考題41為什么要始終強(qiáng)調(diào)，在單相變壓器實(shí)驗(yàn)測試前，應(yīng)首先使“測試電源”的輸出電壓為零，測試開始時再緩慢升壓？42在單相變壓器空載和短路試驗(yàn)中，各種儀表應(yīng)怎樣聯(lián)接，才

40、能使測量誤差最小？43用試驗(yàn)方法如何測定變壓器的鐵損和銅耗？（參考附錄有關(guān)內(nèi)容。）44變壓器空載和短路時應(yīng)注意哪些問題？一般測試電源應(yīng)接在低壓側(cè)還是高壓側(cè)比較合適？為什么 ？實(shí)驗(yàn)四交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉“轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的組成及其工作原理。2進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要組成單元的原理及其基本調(diào)試方法。3分析“轉(zhuǎn)速閉環(huán)、 轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的起、制動控制及其過渡過程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1“實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”的接線與靜態(tài)調(diào)試。2“轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的靜態(tài)特性研究。3“轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”正、反

41、向起、制動過渡過程的實(shí)驗(yàn)研究。4“轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”的抗干擾性研究。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1實(shí)驗(yàn)臺主體（主控制箱）及其主控電路、轉(zhuǎn)速變換電路（ DD02）、電流檢測及變換電路（ DD06 ）、電壓檢測及變換電路（ DD09）。2觸發(fā)電路掛箱II(DST02)3IPM 主電路掛箱 (DSM02)4給定掛箱 (DSG01)5調(diào)節(jié)器掛箱 (DSA01)6調(diào)節(jié)器掛箱 (DSA02)7控制器掛箱 (DSC01)8鼠籠轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)+磁粉制動器 +旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)組。9慢掃描雙蹤示波器、頻率計(jì)、數(shù)字萬用表等測試儀器10微機(jī)及打印機(jī) （存儲、演示、打印實(shí)驗(yàn)波形， 可無，但相應(yīng)內(nèi)容省略）

42、。四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)”是另一種形式的交流變壓變頻（ VVVF ）調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之一。 其組成框圖如圖8 1 所示，具體接線見 附圖 28。教材 1第 228 頁關(guān)于“轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念”中已經(jīng)指出： “直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)”中，其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出 U* i 代表了轉(zhuǎn)矩給定信號，具有很好的調(diào)速特性。交流異步電動機(jī)中，影響轉(zhuǎn)矩的因素很多，其電磁轉(zhuǎn)矩公式：Te C m m I 2 cos2式中， Cm3np N 1 k N 1。由此可見，交流異步電動機(jī)的氣隙磁通m 、轉(zhuǎn)子2電流 I 2、轉(zhuǎn)子功率因素cos2 等都影響轉(zhuǎn)矩，而這些量又都與轉(zhuǎn)速有關(guān)，

43、所以控制交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩十分復(fù)雜。 教材同時經(jīng)推導(dǎo)指出，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)差率 S 很小，因此轉(zhuǎn)差角頻率 s 也很小，一般為定子角頻率 1 的 2 5，其電磁轉(zhuǎn)矩的近似關(guān)系式可寫為：Te K m 2m sR 2上式表明，在轉(zhuǎn)差率S 很小的范圍內(nèi)，只要維持氣隙磁通m 恒定，異步電動TMKMDM02GABASRAPRIRDT05DG01 *DC04DA01*DA06*DC06*UsSPWMUn2UUUkv控B1 B6J1UU制Ukf器J1DC05FRBI轉(zhuǎn)向DD06J2BV控制負(fù)載控制器DD06DD07EC磁粉旋轉(zhuǎn)制動器編碼器UnBSDD02M3 圖 8-1轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變頻

44、調(diào)速系統(tǒng)組成框圖機(jī)的轉(zhuǎn)矩與其轉(zhuǎn)差角頻率近似成正比。于是，在異步電動機(jī)中，通過控制s如同直流電機(jī)中控制電流一樣，能夠達(dá)到間接控制轉(zhuǎn)矩的目的。以控制轉(zhuǎn)差頻率代表控制轉(zhuǎn)矩，即“轉(zhuǎn)差頻率控制”的基本概念。1 電力拖動自動控制系統(tǒng)（第二版）陳伯時主編，機(jī)械工業(yè)出版社，1999 年 5 月。UnUn正負(fù)給定控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)RP1S1RP2根據(jù)轉(zhuǎn)差頻率控制的基本規(guī)律 2，圖 8 1 中引入了（ DG04）單元，即函數(shù)信號給定（ GF），轉(zhuǎn)向控制 FR，當(dāng)不需要正、反轉(zhuǎn)控制時，可將其接 12V。轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)通常采用電流源變頻器，使控制對象具有較好的動態(tài)響應(yīng)，也便于回饋制動。與轉(zhuǎn)速、電流雙

45、閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一樣，本系統(tǒng)外環(huán)是轉(zhuǎn)速環(huán)、內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR 的輸出 U *s代表轉(zhuǎn)矩給定。于是， 函數(shù)發(fā)生器（ GF）按 U *s 的大小產(chǎn)生相應(yīng)的 U *i1 ，再經(jīng)電流調(diào)節(jié)器 ASR控制定子電流，以保持氣隙磁通 m 恒定。從而形成了在轉(zhuǎn)速外環(huán)內(nèi)的電流頻率協(xié)調(diào)控制。五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法實(shí)驗(yàn)前仿照前述實(shí)驗(yàn)每實(shí)驗(yàn)組自行編制、設(shè)計(jì)“實(shí)驗(yàn)步驟、方法和實(shí)驗(yàn)用表”，并事先提交實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)指導(dǎo)老師檢查、認(rèn)可。（一）實(shí)驗(yàn)電路連接、檢查及靜態(tài)參數(shù)整定，經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師檢查、認(rèn)可后完成以下實(shí)驗(yàn)。（二）轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)差頻率控制的異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性測試（三）系統(tǒng)起、制動及直接正、反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)（四）

46、突加負(fù)載時的抗干擾性研究DD02負(fù)載-恒功率DD07DSM00UNm選擇恒轉(zhuǎn)矩 負(fù)0 1DM02編+WDC0函數(shù)型 載V轉(zhuǎn)速碼恒轉(zhuǎn)負(fù)載指示2UDC+器模式選擇控Uout3漏電開關(guān)變換矩模接Un制WV口式制動L01W器器轉(zhuǎn)換開關(guān)GAB-DC04負(fù)載給定接DC-口DT05Uin負(fù)絕Uout轉(zhuǎn)換開關(guān)選“ 2”檔DC+對值SMDA01RP2DC06U VWRnCnFRGAB+DC04UnUinUinSPWM-頻率顯示封鎖XS1Uin正絕Uout*Uout控AB對值UnUi-V制CUi1RP1Ukv器XS3DG01Ui2UkfDC-S2*UnRnCnDA06Un1DCDD06Un*DC05DD15*AC

47、Un2UdUoutJ1Ui1+A1A1B1C1轉(zhuǎn)向FR電流微分Ui1MJ1控制檢測UIJ2X1Y1Z1慣性器Ui1-變換 A23 實(shí)驗(yàn)五三相異步電動機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉三相異步電動機(jī)的起動和正、反轉(zhuǎn)控制。2分析、研究三相異步電動機(jī)的工作特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1熟悉三相異步電動機(jī)的名牌數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)電路的組成2三相“繞線轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的起、?？刂啤?三相“籠型轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的起、?？刂?。4三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制。5三相異步電動機(jī)的工作特性。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1實(shí)驗(yàn)臺主體主電路。2主電路掛箱、（ DSM01、 02） DM01 、03 單元。3給定單元掛箱（ DSG01） DG01 單

48、元。4控制器掛箱（ DSC01） DC04 單元。5觸發(fā)驅(qū)動掛箱（ DST02） DT04 單元。6功率器件掛箱、 （ DSP02、03） DP08、10 單元。7三自耦變壓器（ TT） 選擇采用。8三相“籠型轉(zhuǎn)子”和“繞線轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)和一臺（DD10、11）。9數(shù)字萬用表，電壓、電流表、功率表等。四、實(shí)驗(yàn)電路的組成“三相異步電動機(jī)” 實(shí)驗(yàn)研究的基本內(nèi)容包括：熟悉三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)、三相異步電動機(jī)的起動、轉(zhuǎn)向控制、三相異步電動機(jī)的工作特性等。通常三相異步電動機(jī)分“繞線轉(zhuǎn)子”和“籠型轉(zhuǎn)子” 異步電動機(jī)兩大類。前者過載能力較低、價格較高，可實(shí)現(xiàn)串級調(diào)速。后者則價格相對低廉、過載能力較高，

49、但調(diào)速困難，且無法實(shí)現(xiàn)串級調(diào)速。三相異步電動機(jī)的特性研究有時要改變其定子的三相供電電壓，為此其“試驗(yàn)電源” 與“三相變壓器”實(shí)驗(yàn)一樣，需由“三相交流調(diào)壓器”供電 ，這個“三相交流調(diào)壓器” 同樣可由 “三相晶閘管交流調(diào)壓電路” 組成，如圖 61a）所示。也可以直接采用“三相自耦變壓器T T” ， 如圖 61b）所示。圖 6 1 a ）三 相 晶 閘 管 交 流 調(diào) 壓 電 路三相異步電動機(jī)的調(diào)速特性主根據(jù)轉(zhuǎn)速n 60 f12p ，其調(diào)速方法主要有 變頻調(diào)速 改變定子頻率，需要專用的變頻設(shè)備；變極調(diào)速 改變定子極對數(shù) 2p ，需要專用調(diào)速電機(jī)，如二速、三速電機(jī)等。此外，從改變供電電壓U1和轉(zhuǎn)差率

50、S 出發(fā)，通常有定子串電阻和調(diào)壓調(diào)速以及串級調(diào)速等。本實(shí)驗(yàn)的特性研究將不討論這些調(diào)速方法， 將在“交流調(diào)速系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)中討論。圖 6 1b ） 三 相 自 耦 變 壓 器五、實(shí)驗(yàn)步驟與方法（一）熟悉三相異步電動機(jī)的名牌數(shù)據(jù)觀察“三相異步電動機(jī)”外形包括“繞線轉(zhuǎn)子”和“籠型轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)以及測速發(fā)電機(jī)。查看各臺電機(jī)的銘牌，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)錄于表61。表 61額定數(shù)據(jù)電 機(jī)繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)籠型轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)測速發(fā)電機(jī)三相異步電動機(jī)的名牌數(shù)據(jù)（額定值）功 率電 壓電 流轉(zhuǎn) 速接 線型號（W ）（ V ）（ A）（ rpm ）方 式永磁（二）“繞線轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的起動三相“繞線轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的起動線

51、路如圖61 所示，圖中“繞線轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的“集電環(huán)” 與星形聯(lián)結(jié)的三聯(lián)電位器 RP 相聯(lián)。實(shí)驗(yàn)中三只電位器 RP 必須同步調(diào)節(jié)，本實(shí)驗(yàn)臺“功率器件單元（ DSP02）”以配備有三只功率電位器，雖不能同步調(diào)節(jié)，但可通過“三相不控整流橋單元（ DM03 ）” ，按圖 61 虛線框內(nèi)所示改用一只電位器即可（為什么？） 。實(shí)驗(yàn)時，先置起動電位器 RP 致阻值最大，作好起動準(zhǔn)備。起動步驟為：接通交流主接觸器 KM ，并調(diào)節(jié)“試驗(yàn)電源”使其輸出電壓到受試三相“繞線轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的額定電壓 U1NOM ，然后緩慢調(diào)節(jié)起動電位器 RP，減小起動電阻直至阻值為零，電動機(jī)便進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。欲停止電機(jī)，應(yīng)先

52、緩慢增加電位器RP 的阻值至最大，電機(jī)停止。起動和停止過程中電位器 RP 都不可調(diào)節(jié)得太快， 以防止因?yàn)檫^沖擊電流而燒壞電機(jī)。（三）“籠型轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的起動三相“籠型轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的起動方法通常有：“直接起動” 、“星 三角”起動（或“星 三角” 起動器）、“電抗器”降壓起動和 “自耦變壓器” 起動等。除“直接起動”外，這些起動方法都是定子降電壓起動，現(xiàn)以“星 三角”起動方法討論之。對于定子繞組為 “三角形聯(lián)結(jié)” 的“籠型轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)可采用“星 三角”起動，其起動主線路如圖 6-3 所示，控制電路如圖 6-4 所示，當(dāng)電機(jī)額定電壓為 220V 時，控制電路的端接 L2；380V 電機(jī)

53、，控制電路的端接 N。圖 6-3 中 KM1 、KM2 為交流接觸器， KM2 閉合時異步電動機(jī)的定子繞組為“星形聯(lián)結(jié)” ，KM1 閉合時為“三角形聯(lián)結(jié)”（請按線路自行分析）。起動步驟為：1先接通交流主接觸器KM ，并調(diào)節(jié)圖 6 2 三相 “繞線轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的起動線路圖 63“星 三角”起動線路萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，使其輸出電壓至受試三相“籠型轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的額定電壓U1NOM 。2按一下按鈕SUB3，異步電動機(jī)的定子繞組為“星形聯(lián)結(jié)”，電動機(jī)便起動，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速升速且穩(wěn)定之 （此時，施于電動機(jī)定子的電壓為3 U 1NOM ，為什么？）3電動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后， 在迅速按一下按鈕SB2，定子繞組“三角

54、形聯(lián)結(jié)”，電動機(jī)繼續(xù)升速，直至起動完畢。“籠型轉(zhuǎn)子”異步電動機(jī)的停止，有“自由停車” 、“機(jī)械抱閘” 、“反接制動” 和“能耗制動” 等。按一下按鈕 SUB1 或直接分?jǐn)嘟涣髦鹘佑|器 KM ，即可實(shí)現(xiàn)“自由停車” 。圖 6-4星三角起動控制電路在電動機(jī)軸伸端設(shè)置專門的電磁控制的 “機(jī)械抱閘裝置”，電動機(jī)通電時“機(jī)械抱閘裝置” 自動放松，斷電時則自動抱緊， 利用機(jī)械摩擦阻力而制動。 此時，采用“自由停車” 的同時，即實(shí)現(xiàn)“機(jī)械抱閘” 制動?！胺唇又苿印?和“能耗制動” 通常由專門的電器控制線路實(shí)現(xiàn)， 由有關(guān)“電器控制”課程討論，此處從略。（四）三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制最簡單的三相異步電動機(jī)正

55、、反轉(zhuǎn)控制線路如圖6 4 所示。眾所周知，三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制只需互換其中兩相，如圖中采用三個按鈕、兩個接觸器及其輔助觸點(diǎn)組成電路。這種線路在普通需正、反轉(zhuǎn)的中、小容量設(shè)備中常被采用。對于中、小容量“籠型轉(zhuǎn)子” 異步電動機(jī)，如圖常采用直接起動方式。圖 65a)中，輸入端 A 、B、C 與 DM00 對應(yīng)輸出端聯(lián)結(jié)，其控制電路接線如圖6-5b)所示。圖 6 5a) 異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)主電路當(dāng)電機(jī)額定電壓為220V 時，控制電路的端接 C；380V 電機(jī)，控制電路的端接 N。圖 6 5b) 異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制電路起動步驟為：接通交流主接觸器 KM ，并調(diào)節(jié)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)使其輸出電壓到

56、受試電動機(jī)的額定電壓 U1NOM ；再將按鈕 SUB2 按下電動機(jī)便直接起動至正向額定轉(zhuǎn)速并穩(wěn)定運(yùn)行之。欲停止電機(jī)只需再按一下按鈕 SUB1，若要電動機(jī)直接反向旋轉(zhuǎn)，只需將 SUB3 按下即可，電動機(jī)便自動反轉(zhuǎn)。 在 SUB3 按下后，待電機(jī)制動至轉(zhuǎn)速接近為零時，立即將 SUB1 按下，這就實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的反接制動。（五）三相異步電動機(jī)的參數(shù)測定三相異步電動機(jī)的參數(shù)測定包括電機(jī)定子繞組冷態(tài)電阻的測定、 空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)。三相異步電動機(jī)參數(shù)和工作特性的測試線路如圖 6 6 所示。圖中輸入端 A 、B、C 與“試驗(yàn)電源”圖 61a)或 b)的對應(yīng)輸出端聯(lián)結(jié)。先將“試驗(yàn)電源”的輸出置零并分?jǐn)嘟涣髦鹘佑|

57、器 KM 。1異步電動機(jī)定子繞組的冷態(tài)電阻，可用伏安比較法測定， 也可用伏安法或電橋法直接測定。（建議用書末附錄之一“伏安法比較法”測定） 。2異步電動機(jī)的空載試驗(yàn)線路按圖因數(shù)表。測試步驟為：圖 6 6 異步電動機(jī)的參數(shù)及其工作特性的測試線路66 接線，圖中功率表應(yīng)采用低功率 先置“磁粉制動器（ DD06）轉(zhuǎn)矩為零，使電機(jī)處于空載狀態(tài)； 閉合交流主接觸器 KM ，并逐漸調(diào)節(jié)“試驗(yàn)電源” 的輸出至額定電壓，起動電動機(jī)并保持其在額定電壓下空載運(yùn)轉(zhuǎn)直至穩(wěn)定； 調(diào)節(jié)“試驗(yàn)電源” 輸出，使受試電機(jī)定子繞組的外施電壓高達(dá)1.2UNOM ； 由 1.2UNOM 逐漸減小，電動機(jī)的電流也相應(yīng)減小， 直至轉(zhuǎn)差率

58、顯著增大，定子電流開始回升（或基本不變） 。其間讀取 7 9 組數(shù)據(jù)，每組包括三相空載電壓（ U UV 、U V W 、U WU ）、三相空載電流（ I U 、I V 、I W ）和兩瓦特表的功率（ P1 、 2 ）。注意在UNOM 附近多測試幾點(diǎn)，記錄于表中；P6 2 按表 62 數(shù)據(jù)繪制空載特性 I 0 f（ U 0）、P 0 f（ U 0） ，表中空載電壓 U0（UUV UVW UWU ）3 、空載電流 I0 （I U IV IW ）3 、空載功率 P0 （P1 200 3 U0I0。（此項(xiàng)可在實(shí)驗(yàn)報(bào)P）、功率因數(shù) cosP告中完成）表 62三相異步電動機(jī)的空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)序電壓（V ）電流

59、（A ）功率（ W）功率因數(shù)號UUVUVWUWUU0I UI VI WI0P1P2P0cos0123456783異步電動機(jī)的短路試驗(yàn)線路仍按圖66 接線，但要注意更換電壓表和電流表的量程，并將低功率因數(shù)表換成高功率因數(shù)表。試驗(yàn)前先檢查電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，再堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子（防止制動工具拋甩傷及周圍人員） 。測試步驟為： 先置“磁粉制動器（ DD06）轉(zhuǎn)矩為較大，使電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)為度； 閉合交流主接觸器KM ，并逐漸調(diào)節(jié)“試驗(yàn)電源”的輸出，緩慢增加施加在受試電機(jī)定子繞組上的外施電壓，直至其定子繞組上的電流為 1.2I NOM ； 由 1.2INOM 開始降低定子外施電壓， 直至定子電流降為 0.3I N

60、OM 。其間讀取 45 組數(shù)據(jù)，每組包括三相短路電壓（ U UV 、U V W 、U WU ）、三相短路電流（I U 、I V 、I W ）和兩瓦特表的功率（ P1 、P2 ），記錄于表 63 中。注意此試驗(yàn)需快速進(jìn)行，否則因電流較大易使繞組過熱；按表 63 數(shù)據(jù)繪制短路特性 I K f（ U K） 、P K f（U K） ，表中短路電壓 UK（UUV UVW UWU ）3、短路電流 I0 （IU IV IW ）3、空載功率 P 0 （ P1P2 ） 、功率因數(shù) cosKP K 3 U K I K 。（此項(xiàng)可在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中完成）表6 3三相異步電動機(jī)的短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)序電壓（ V ）電流（ A ）功