【文章內容簡介】 電壓表的數值 2I 、 2U ，則 0 2 2dU I R U?? (23) 求解 (22)、 (23)兩式，可得電樞回路總電阻 : 2112()UUR II?? ? (24) 如把電機電樞兩端短接，重復上述實驗，可得 39。39。2139。39。12()ln UURR II??? ? (25) 則電機的電樞電阻為 ()a l nR R R R? ? ? (26) 各數 據的測量與計算數據見表 2－ 1。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 10 表 2－ 1 測定電樞回路總電阻 R 次序 dI （ A） lU (V) 電樞短接 電抗器短接 ()R? ()aR? ()lR? ()nR? 2()UV 3()UV 80％ Id 90 101 90 60％ Id 97 106 97 25 30％ Id 110 110 104 平均值 2. 電樞回路電感 L的測定 電樞回路總電感包括電機的電樞電感 aL 、平波電抗器電感 dL 和整流變壓器漏感bL ，由于 bL 數值很小，可以忽略，故電樞回路的等效總電感為 adL L L?? (27) 電感的數值可用交流伏安法測定。實驗時應給電動機加額定勵磁，并使電機堵轉，實驗線路如圖 2－ 6所示。 圖 2－ 6 測量電樞回路電感的實驗線路圖 實驗時交流電壓由 DJK01電源輸出，接 DJK10的高壓端，從低壓端輸出接電機的電樞，用交流電壓表和電流表分別測出電樞兩端和電抗器上的電壓值 aU 和 LU 及電流 I,從而可得到交流阻抗 aZ 和 LZ ，計算出電感值 aL 和 dL ，計算公式如下 : aa UZ I? (28) LL UZ I? (29) 222aaa ZRL f??? (210) 222LLd ZRL f??? (211) 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 11 取三次 計算的平均值，為實驗系統(tǒng)各部分的電感值。 表 2－ 2 測量回路電感 L 次序 dI （ A） aU (V) lU (V) aL (mH) dL (mH) 1 144 402 2 157 419 3 184 499 平均值 162 440 3. 直流電動機 發(fā)電機 測速發(fā)電機組的飛輪慣量 2GD 的測定 電力拖動系統(tǒng)的運動方程式為 2( / 3 7 5 ) /LM M G D d n d t? ? ? (212) 式中， M 為電動機的電磁轉矩，單位為 Nm ； LM 為負載轉矩，空載 時即為空載轉矩0M ，單位為 Nm ， n為電機轉速，單位為 /minr , 2GD 為飛輪慣量，單位為 2Nm 。 電機空載自由停車時， 0M? ， LM = 0M ，則運動方程式為 : 20 ( / 3 7 5 ) /M G D dn dt?? (213) 從而有 2 03 7 5 / /G D M d n d t? (214) 式中 2GD 的單位為 2Nm ； 0M 可由空載功率 0P (單位為 W)求出 : 20 0 0a a aP U I I R?? (215) 00 n? (216) dn/dt可以從自由停車時所得的曲線 ()n f t? 求得，其實驗線路如圖 27 圖 2－ 7 測定 2GD 時的實驗線路圖 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 12 電動機加額定勵磁，將電機空載啟動至穩(wěn)定轉速后，測量電樞電壓 aU 和電流 0I ,然后斷開給定，使電機自由停車，將示波器達到慢掃描擋，根據示波器的時標，計算出電機由穩(wěn)定轉速下降到零時間，將所得數據記錄于表 2－ 3中。由于空載轉矩不是常數，可以以轉速 n為基準選擇若干個點，測出相應的 0M 和 dn/dt，以求得 2GD 的平均值。由于本實驗裝置的電機容量比較小，應用此法測 2GD 時會有一定的誤差。 表 2－ 3 直流電動機 發(fā)電機 測速發(fā)電機組的飛輪慣量 2GD 的測定 n en en 測量值 aU (V) 225 186 142 115 90 0I (A) t(S) 計算值 0P (W) 0M (Nm) 2GD ( 2Nm ) 2avGD ( 2Nm ) 4. 電樞回路電磁時間常數 LT 的測定 采用電流波形法測定電樞回路電磁時間常數 LT ，電樞回路突加給定電壓時，電流di 按指數規(guī)律上升 : (1 )LtTddi I e??? (217) 其電流變化曲線如圖 28所示。當 t=LT 時，有 ddd IeIi )1( 1 ??? ? (218) 圖 28 電流上升曲線 實驗線路如 圖 29所示。電機不加勵磁，調節(jié)給定使電機電樞電流在 50%edI ～90% edI 范圍內。然后保持 gU 不變，將給定的 2S 撥到接地位置，然后撥動給定 2S 從接地到正電壓躍階信號，用數字存儲示波器記錄 ()di f t? 的波形，在波形圖上測量 出當電流上升至穩(wěn)定值的 %時的時間，即為電樞回路的電磁時間常數 dT 。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 13 圖 2－ 9 測定 Td的實驗線路圖 5. 電動機電勢常數 eC 和轉矩常數 mC 的測定 將電動機加額定勵磁，使其空載運行，通過 RP1改變 ctU 改變電樞電壓 aU ，測得相應的轉速 n、電樞 電流 dI ，記錄于表 2－ 3中。 可由下式算出 eC : 2 1 2 1( ) /( )e e a aC K U U n n? ? ? ? ? (219) 式中， eC 的單位為 ()V rm 。 轉矩常數 (額定磁通 ) mC 的單位為 NmA 。 mC 可由 eC 求出 : ? (220) 表 2－ 4 電動機電勢常數 eC 和轉矩常數 mC 的測定 次序 N (r/min) aU (V) dI (A) eC mC 1 300 43 2 800 113 3 1500 210 平均值 最后的結果取三次平均值。 6. 系統(tǒng)機電時間常數 mT 的測定 系統(tǒng)的機電時間常數可由下式計算 22( ) ( 3 7 5 )m e mT G D R C C?? (221) 由于 mdTT，也可以近似地把系統(tǒng)看成是一階慣性環(huán)節(jié)，即 (1 )dmn KU T S?? (222) 當電樞突加給定電壓時，轉速 n將按指數規(guī)律上升，當 n到達穩(wěn)態(tài)值的 %時 ,所經過的時間即為拖動系統(tǒng)的機電時間常數。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 14 測試時電樞回路中附加電阻應全部切除，突然給電樞加電壓，用數字存儲示波器記錄過 渡過程曲線 ()n f t? ，即可由此確定機電時間常數。 7.? 和 ? 的計算 rVnUnU fnn m * ?????? fnU — 轉速反饋信號 ????? VIUIU dfidmim *? fiU — 電流反饋 信號 8. 晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性 ()d ctU f U? 和測速發(fā)電機特性 ()TGU f n? 的測定 實驗線路如圖 2－ 7所示，可不接示波器。電動機加額定勵磁，逐漸增加觸發(fā)電路的控制電壓 gU ，分別讀取對應的 ctU 、 TGU 、 dU 、 n的數值若干組，記錄于表 2－ 5中，即可描繪出特性曲線 ()d ctU f U? 和 ()TGU f n? 。 由 ()dgU f U? 曲線可求得晶閘管整流裝置的放大倍數曲線 ()sgK f U? : s d ctK U U? ? ? (223) 表 2－ 5 晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性 ()d ctU f U? 和 測速發(fā)電機特性 ()TGU f n? 的測定 N(r/min) 400 800 1000 1230 1500 ctU (V) dU (V) 57 115 144 172 209 TGU (V) 可計算得到 Ks = 74。 內蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè)設計說明書 15 第三章 電流環(huán) 與轉速環(huán)的設計 設計多環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是：從內環(huán)開始，一環(huán)一環(huán)地逐步向外擴展。在這里是：先從電流環(huán)入手，首先設計好電流調節(jié)器，然后把整個電流環(huán)看作是轉速調節(jié)系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，再設計轉速調節(jié)器。 電流環(huán)的設計 電流環(huán)的動態(tài)結構圖 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)結構如圖 3－ 1 所示， 圖 3－ 1 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)結構圖 oiT — 電流反饋濾波時