【文章內(nèi)容簡介】 1撥向上方，逐步增加給定使U*n=U*nm=+8V，電機升速至某值穩(wěn)定后。調(diào)節(jié)（減?。┺D(zhuǎn)速反饋直至n＝nnom，以完成轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α＝U*nm／nnom的整定，并鎖定之。3）減小給定U*n至0，電機停止后切除主電路。負(fù)載給定為零。（三）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性研究“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(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ΔUn＝U*n－Un＝0。實際并非盡然，內(nèi)、外閉環(huán)都存在誤差，即ΔUn≠0，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．按實驗前設(shè)計、計算之阻、容（Rn、Cn、Ri、Ci），設(shè)定DA0DA03兩個單元的參數(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＝nnom；穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)負(fù)載給定，電樞電流在0 ～ Idm 之間分別讀取電流 Id 和轉(zhuǎn)速 n 五組數(shù)據(jù)錄于表2－1；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 ～ Idm 之間分別讀取電流 Id 和轉(zhuǎn)速 n 五組數(shù)據(jù)錄于表2－1。表2－1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)靜特性實驗數(shù)據(jù)U*n（V）U*n＝1/2U*n＝Id（A）0Idm＝0Idm＝n（r／min）3．減小給定電壓 U *n 至 0，電機停止后，切除主電路。4．根據(jù)表2－1 數(shù)據(jù)分別繪制高、低速兩條靜特性n = f（Id）于圖2－2。圖2－2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性①高速 ②低速5．分析雙閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的特點，并與實驗一“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)”及其實驗結(jié)果進(jìn)行比較，得出相應(yīng)結(jié)論。（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*nm=+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，使機組接近空載。檢查無誤后閉合主電路。圖2－3 突加給定起動的過渡過程曲線①空載 ②帶載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驗，通過雙蹤示波器觀察電流Id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2－3。 3．階躍開關(guān)S2撥向下方，待電機停轉(zhuǎn)后，將轉(zhuǎn)速給定設(shè)定為 1／2 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驗，通過雙蹤示波器觀察電流Id和轉(zhuǎn)速n的過渡過程曲線。4．階躍開關(guān)S2撥向下方，電機停止后負(fù)載給定為零；階躍起動電機到額定轉(zhuǎn)速直至穩(wěn)定運行后，調(diào)節(jié)負(fù)載給定，使電樞電流Id ＝ Idnom；爾后重復(fù)步驟 3 ，完成帶載突加給定起動時的過渡過程實驗，并通過雙蹤示波器觀察電流Id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2－3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接口電路（DD01），接好微機系統(tǒng)，演示、存儲、打印相應(yīng)過渡過程曲線，供撰寫實驗報告和分析、研究系統(tǒng)動態(tài)性能。（未配置微機時可采用“存儲示波器” ，或?qū)⒋隧梼?nèi)容省略。）7．階躍開關(guān)S2撥向下方。待電機停轉(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Id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2－4。圖2－4 突加和突卸負(fù)載時的過渡過程曲線3．分析、討論圖2－4的過渡過程曲線，得出正確結(jié)論。4*．通過左下面板的微機接口電路（DD01），接好微機系統(tǒng)，演示、存儲、打印相應(yīng)過渡過程曲線，供撰寫實驗報告和分析、研究系統(tǒng)動態(tài)性能。（未配置微機時可采用“存儲示波器” ，或?qū)⒋隧梼?nèi)容省略。）5．本實驗臺還可利用DA01單元的微分開關(guān)SM（撥向下方），實現(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．實驗完畢，將階躍開關(guān)S2撥向下方，待電機停轉(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，若將電流反饋系數(shù)β 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？實驗三 轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實驗三 轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一、實驗?zāi)康?．本實驗為可選實驗，大多數(shù)情況下可免做，主要供學(xué)生自選或課程設(shè)計、專題研究時選用。2．熟悉“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的組成及原理。3．分析、研究“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的突加給定起動過渡過程和抗擾性。二、實驗內(nèi)容1．“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)” 的靜特性及靜態(tài)參數(shù)整定。2．“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)” 突然起動及過渡過程。3．“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的抗干擾性。三、實驗設(shè)備與儀器1．綜合實驗臺主體（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)載給定（DD07）等單元及平波電抗器等。2．．可控硅主電路掛箱（DSM01） 和觸發(fā)電路掛箱Ⅱ（DST02）——DT043． 給定單元掛箱（DSG01）——DG014．調(diào)節(jié)器掛箱Ⅰ（DSA01）——DA0DA0DA035．調(diào)節(jié)器掛箱Ⅱ（DSA02）——DA05 6．控制器掛箱（DSC01）——DC017．直流電動機+磁粉制動器+旋轉(zhuǎn)編碼器機組8．慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器9．微機及打印機（存儲、演示、打印實驗波形，可無，但相應(yīng)內(nèi)容省略）。四、實驗電路的組成“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”是對“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的一種改進(jìn)，其特點是縮短了起動過渡過程第一階段的時間，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的快速性。系統(tǒng)的組成框圖如圖3－1所示，接線電路見附圖1－3。主要由“DG01”、“DA01”、“DA03”、“DA05”、“DT04”、“DC01”“DSM01”以及電流（DD06）、轉(zhuǎn)速變換器（DD02）等基本環(huán)節(jié)組成。圖3－1 轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)組成五、實驗步驟與方法（一）實驗電路的連接與檢查1．本實驗系統(tǒng)所使用的單元環(huán)節(jié)，只是在實驗二的基礎(chǔ)上，增加了“反相器AR1（DC01）” 、“電流調(diào)節(jié)器ACR（DA05）” 等單元環(huán)節(jié)，以組成電流變化率內(nèi)環(huán)。其調(diào)試要點和方法見相關(guān)掛箱的使用說明。2．按附圖1－3連接系統(tǒng)斷開電動機的勵磁開關(guān)（即不接電動機勵磁，以整定電流內(nèi)環(huán)）；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)α、β調(diào)至最大；“狀態(tài)切換”置“調(diào)試”檔。3．各調(diào)節(jié)器暫且接成1 : 1的比例狀態(tài)；置給定單元（DG01）的極性開關(guān)S1于下方、階躍開關(guān)S2于上方，旋動反向給定電位器至0端。4．經(jīng)實驗指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后，打開總電源（電源控制與故障指示（CTD），檢查各指示燈狀態(tài)，確認(rèn)無異常后開始以下步驟。（二）轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三個閉環(huán)的參數(shù)整定1．將ASR接成1 : 1的比例調(diào)節(jié)器，置轉(zhuǎn)速負(fù)反饋輸入為0（ASR的反饋輸入端Un，自DD02單元的輸出Un引入改由接地⊥輸入），接好電流和電流變化率內(nèi)反饋，ACR（DA03）的Ri、Ci取實驗二優(yōu)化值，ADR（DA05）單元RiB、CiB取設(shè)計值，電流變化率內(nèi)環(huán)的微分網(wǎng)絡(luò)，暫取Rd = 40kΩ、Cd＝。 2．不難看出，當(dāng)前系統(tǒng)已成為“電流、電流變化率雙閉環(huán)電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)”。經(jīng)檢查無誤后，依次閉合控制電路和主電路。3．緩慢增大給定至U*n＝U*im恒定。系統(tǒng)穩(wěn)定后，同時調(diào)節(jié)電流反饋和負(fù)載給定至Id＝Idm＝（設(shè)電流過載倍數(shù) λ＝ ，若 λ不同，系數(shù)應(yīng)隨之變更）。整定電流反饋系數(shù)β后，置階躍開關(guān)S2于下方。4．由階躍開關(guān)反復(fù)突加給定起動電動機，通過雙蹤示波器觀察起動第一階段電流上升曲線，并適當(dāng)變更ACR（DA03）的輸出限幅U*iBm直至電流上升率滿意（當(dāng)然，也可保持U*iBm不變，由變更DA05單元微分網(wǎng)絡(luò)的阻容Rd、Cd，直至電流上升率滿意，但比較麻煩）。電流過渡過程曲線若出現(xiàn)過大或過小超調(diào)等還應(yīng)適當(dāng)變更ACR（DA03）的參數(shù)Ri、Ci，并反復(fù)調(diào)試直至滿意。整定完畢，停止電機后，分?jǐn)嘀麟娐贰Ｗ⒁猓豪碚撋想娏魃仙蕬?yīng)盡量接近電機和功率器件允許之最大上升率，以充分利用電機和功率器件的能力，使過渡過程時間最短。通常為安全計應(yīng)適當(dāng)取小一些，以防止（dI／dt）的瞬時超限。4．恢復(fù)ASR（DA01）為PI調(diào)節(jié)器，參數(shù)Rn、Cn取實驗二優(yōu)化值。5．閉合電動機的勵磁開關(guān)，并整定至額定勵磁電流，按附圖1－3恢復(fù)“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的接線，（恢復(fù)ASR的反饋輸入端，由DD02單元的轉(zhuǎn)速反饋信號Un引入）。6．（DG01）單元的極性開關(guān)S1撥向上方，置給定為U*n=U*nm=+8V，電機升速至某值穩(wěn)定后。調(diào)節(jié)（減?。┺D(zhuǎn)速反饋直至n＝nnom，以完成轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α＝U*nm／nnom的整定，并鎖定之。（三）“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的跟隨性研究1．置“DG01”單元的極性開關(guān)S1于下方、階躍開關(guān)于S2上方。保持轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR、電流調(diào)節(jié)器 ACR、電流變化率調(diào)節(jié)器 ADR 為 PI 調(diào)節(jié)器和已整定的參數(shù)及限幅，經(jīng)檢查無誤后閉合主電路。2．增加給定至U*n＝－8V，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋直至n＝nnom，鎖定之；系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，調(diào)節(jié)負(fù)載給定，直至 I d ＝ I d n o m ；置階躍開關(guān)S2于下方，電機停止后，負(fù)載給定調(diào)為0。3．反復(fù)突加給定起動，用雙蹤示波器觀察空載突加起動時的電流I d和轉(zhuǎn)速n的過渡過程曲線，并適當(dāng)變更DA0DA03 單元的 RC 阻容值（DA05單元的微分網(wǎng)絡(luò)和 RC 阻容值保持不變），直至過渡過程曲線滿意。認(rèn)真臨模一組最滿意的電流和轉(zhuǎn)速的過渡過程曲線于圖3－2。 4．將階躍開關(guān)撥向下方，電機停止后；突加給定起動電機，通過雙蹤示波器觀察帶載突加起動時的電流I d和轉(zhuǎn)速n的過渡過程曲線，并認(rèn)真臨模于圖3－2。5．分析、討論圖3－2各曲線，得出正確結(jié)論。圖3－2 突加給定起動時的過渡過程曲線①空載 ②帶載6．仿照步驟4，分別完成低速1／2U*n空載和帶載突加起動，并用雙蹤示波器觀察其電流I d和轉(zhuǎn)速n的過渡過。圖3－3 突加和突卸負(fù)載時的過渡過程曲線7．階躍起動電機到額定轉(zhuǎn)速nnom，直至穩(wěn)定運行，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)載時電流I d和轉(zhuǎn)速n的過渡過程曲線，并認(rèn)真臨模于圖3－3 。8*．通過左下面板的微機接口電路（DD01），接好微機系統(tǒng)，演示、存儲、打印各過渡過程曲線，供撰寫實驗報告和分析、研究動態(tài)性能。（未配置微機時可采用“存儲示波器” ，或?qū)⒋隧梼?nèi)容省略。）9．階躍開關(guān)S1撥向下方，待電機停轉(zhuǎn)后，依次切除主電路、控制電路和斷開總電源。六、思考題1．調(diào)速系統(tǒng)的起動時間主要決定過渡過程哪一段，“電流變化率內(nèi)環(huán)”主要縮短了哪段時間？ 2．“電流變化率內(nèi)環(huán)”對系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性有哪些作用？ 3．引入“電流變化率內(nèi)環(huán)”對系統(tǒng)的抗擾性有利嗎？為什么？ 4．“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)系統(tǒng)”各調(diào)節(jié)器的輸出限幅、各個反饋系數(shù)應(yīng)如何整定？ 5．將“轉(zhuǎn)速、電流、電流變化率三閉環(huán)系統(tǒng)” 的轉(zhuǎn)速或電流反饋線的極性接反了，系統(tǒng)將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？實驗四 轉(zhuǎn)速、電流、電壓三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實驗四 轉(zhuǎn)速、電流、電壓三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一、實驗?zāi)康?．本實驗為可選實驗，大多數(shù)情況下可不用做，主要供學(xué)生自選或課程設(shè)計、專題研究時選用。2．熟悉“轉(zhuǎn)速、電流、電壓三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的組成及其工作原理。3．熟悉“電壓內(nèi)環(huán)”的特點與調(diào)試。4．分析、研究“轉(zhuǎn)速、電流、電壓三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的突加給定起動過渡過程和抗干擾性。二、實驗內(nèi)容1．“轉(zhuǎn)速、電流、電壓三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)” 的靜特性及靜態(tài)參數(shù)整定。2．“轉(zhuǎn)速、電流、電壓三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)” 突加給定起動過渡過程。3．“轉(zhuǎn)速、電流、電壓三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的抗干擾性三、實驗設(shè)備與儀器1．綜合實驗臺主體（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）、電壓檢測及變換電路（DD09）等單元及平波電抗器等。2．可控硅主電路掛箱（DSM01）3．觸發(fā)電路掛箱Ⅱ（DST02）——DT04。4．給定單元掛箱（DSG01）——DG015．調(diào)節(jié)器掛箱Ⅰ（DSA01）——DA0DA0DA036．調(diào)節(jié)器掛箱Ⅱ（DSA02）——DA047．直流電動機+磁粉制動器+旋轉(zhuǎn)編碼器機組。8．慢掃描雙蹤示波器、數(shù)字萬用表等測試儀器9．微機及打印機（存儲、演示、打印實驗波形，可無，但相應(yīng)內(nèi)容省略）。四、實驗電路的組成“轉(zhuǎn)速、電流、電壓三閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”是對“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)”的一種改進(jìn)，其基本特點在于電壓內(nèi)環(huán)的作用：①能改造控制對象（電動機電樞回路）的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，②能提高系統(tǒng)抗電網(wǎng)電壓波動的能力，③縮短了起動過渡過程的時間，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的快速性。系統(tǒng)