【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電壓表的數(shù)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(jī)電樞兩端短接，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，可得 39。39。2139。39。12()ln UURR II??? ? (25) 則電機(jī)的電樞電阻為 ()a l nR R R R? ? ? (26) 各數(shù) 據(jù)的測(cè)量與計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表 2－ 1。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 表 2－ 1 測(cè)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(cè)定 電樞回路總電感包括電機(jī)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(shù)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(shù)值可用交流伏安法測(cè)定。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)給電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，并使電機(jī)堵轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)線路如圖 2－ 6所示。 圖 2－ 6 測(cè)量電樞回路電感的實(shí)驗(yàn)線路圖 實(shí)驗(yàn)時(shí)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(jī)的電樞，用交流電壓表和電流表分別測(cè)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(jì)算出電感值 aL 和 dL ，計(jì)算公式如下 : aa UZ I? (28) LL UZ I? (29) 222aaa ZRL f??? (210) 222LLd ZRL f??? (211) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 取三次 計(jì)算的平均值，為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各部分的電感值。 表 2－ 2 測(cè)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(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) 測(cè)速發(fā)電機(jī)組的飛輪慣量 2GD 的測(cè)定 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為 2( / 3 7 5 ) /LM M G D d n d t? ? ? (212) 式中， M 為電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，單位為 Nm ； LM 為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，空載 時(shí)即為空載轉(zhuǎn)矩0M ，單位為 Nm ， n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為 /minr , 2GD 為飛輪慣量，單位為 2Nm 。 電機(jī)空載自由停車時(shí)， 0M? ， LM = 0M ，則運(yùn)動(dòng)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(shí)所得的曲線 ()n f t? 求得，其實(shí)驗(yàn)線路如圖 27 圖 2－ 7 測(cè)定 2GD 時(shí)的實(shí)驗(yàn)線路圖 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，將電機(jī)空載啟動(dòng)至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，測(cè)量電樞電壓 aU 和電流 0I ,然后斷開(kāi)給定，使電機(jī)自由停車，將示波器達(dá)到慢掃描擋，根據(jù)示波器的時(shí)標(biāo)，計(jì)算出電機(jī)由穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下降到零時(shí)間，將所得數(shù)據(jù)記錄于表 2－ 3中。由于空載轉(zhuǎn)矩不是常數(shù)，可以以轉(zhuǎn)速 n為基準(zhǔn)選擇若干個(gè)點(diǎn)，測(cè)出相應(yīng)的 0M 和 dn/dt，以求得 2GD 的平均值。由于本實(shí)驗(yàn)裝置的電機(jī)容量比較小，應(yīng)用此法測(cè) 2GD 時(shí)會(huì)有一定的誤差。 表 2－ 3 直流電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) 測(cè)速發(fā)電機(jī)組的飛輪慣量 2GD 的測(cè)定 n en en 測(cè)量值 aU (V) 225 186 142 115 90 0I (A) t(S) 計(jì)算值 0P (W) 0M (Nm) 2GD ( 2Nm ) 2avGD ( 2Nm ) 4. 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù) LT 的測(cè)定 采用電流波形法測(cè)定電樞回路電磁時(shí)間常數(shù) LT ，電樞回路突加給定電壓時(shí)，電流di 按指數(shù)規(guī)律上升 : (1 )LtTddi I e??? (217) 其電流變化曲線如圖 28所示。當(dāng) t=LT 時(shí)，有 ddd IeIi )1( 1 ??? ? (218) 圖 28 電流上升曲線 實(shí)驗(yàn)線路如 圖 29所示。電機(jī)不加勵(lì)磁，調(diào)節(jié)給定使電機(jī)電樞電流在 50%edI ～90% edI 范圍內(nèi)。然后保持 gU 不變，將給定的 2S 撥到接地位置，然后撥動(dòng)給定 2S 從接地到正電壓躍階信號(hào)，用數(shù)字存儲(chǔ)示波器記錄 ()di f t? 的波形，在波形圖上測(cè)量 出當(dāng)電流上升至穩(wěn)定值的 %時(shí)的時(shí)間，即為電樞回路的電磁時(shí)間常數(shù) dT 。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 圖 2－ 9 測(cè)定 Td的實(shí)驗(yàn)線路圖 5. 電動(dòng)機(jī)電勢(shì)常數(shù) eC 和轉(zhuǎn)矩常數(shù) mC 的測(cè)定 將電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，使其空載運(yùn)行，通過(guò) RP1改變 ctU 改變電樞電壓 aU ，測(cè)得相應(yīng)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩常數(shù) (額定磁通 ) mC 的單位為 NmA 。 mC 可由 eC 求出 : ? (220) 表 2－ 4 電動(dòng)機(jī)電勢(shì)常數(shù) eC 和轉(zhuǎn)矩常數(shù) mC 的測(cè)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(jié)果取三次平均值。 6. 系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù) mT 的測(cè)定 系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)可由下式計(jì)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(dāng)電樞突加給定電壓時(shí)，轉(zhuǎn)速 n將按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng) n到達(dá)穩(wěn)態(tài)值的 %時(shí) ,所經(jīng)過(guò)的時(shí)間即為拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 測(cè)試時(shí)電樞回路中附加電阻應(yīng)全部切除，突然給電樞加電壓，用數(shù)字存儲(chǔ)示波器記錄過(guò) 渡過(guò)程曲線 ()n f t? ，即可由此確定機(jī)電時(shí)間常數(shù)。 7.? 和 ? 的計(jì)算 rVnUnU fnn m * ?????? fnU — 轉(zhuǎn)速反饋信號(hào) ????? VIUIU dfidmim *? fiU — 電流反饋 信號(hào) 8. 晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性 ()d ctU f U? 和測(cè)速發(fā)電機(jī)特性 ()TGU f n? 的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)線路如圖 2－ 7所示，可不接示波器。電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，逐漸增加觸發(fā)電路的控制電壓 gU ，分別讀取對(duì)應(yīng)的 ctU 、 TGU 、 dU 、 n的數(shù)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(shù)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(cè)速發(fā)電機(jī)特性 ()TGU f n? 的測(cè)定 N(r/min) 400 800 1000 1230 1500 ctU (V) dU (V) 57 115 144 172 209 TGU (V) 可計(jì)算得到 Ks = 74。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 第三章 電流環(huán) 與轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是：從內(nèi)環(huán)開(kāi)始，一環(huán)一環(huán)地逐步向外擴(kuò)展。在這里是：先從電流環(huán)入手，首先設(shè)計(jì)好電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。 電流環(huán)的設(shè)計(jì) 電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖 3－ 1 所示， 圖 3－ 1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 oiT — 電流反饋濾波時(shí)