智能装置与设计实验

火灾实验实验

闭路电视及保安监控系统实验

空调装置实验

检测技术实验

新型传感技术实验

整流及调速实验

温度过程控制系统专业综合实验

数控实验

PLC实验

自动控制理论实验

液位控制系统

电机实验（试用版）

电机拖动实验

实验一 实验二 实验三 实验四 实验五

实验四 双闭环三相异步电动机调压调速系统实验

一．实验目的

⒈ 熟悉双闭环三相异步电动机调压调速系统的原理、组成、调试方法。

⒉ 了解绕线式异步电动机在转子串电阻时调压调速的机械特性。

⒊ 熟悉双闭环三相异步电动机调压调速系统的静态和动态特性。

二．实验设备

⒈ MCL – 31 低压控制电路及仪表。

⒉ MCL – 32 电源控制屏。

⒊ MCL – 33 触发电路及晶闸管主回路。

⒋ MEL – 03 三相可调电阻器。

⒌ MEL – 11 电容箱。

⒍ 绕线式异步电动机–直流电动机–测速机组。

⒎ 万用表。

⒏ 双踪示波器。

三． 实验原理

在双闭环交流调压调速系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的 触发装置。 电流调节器在里面叫做内环，转速调节器在外面叫做外环，这样就形成转速、电流双闭环调速系统。双闭环交流调压调速系统原理图如 下图所示 。

双闭环交流调压调速系统原理图

ASR— 转速 调节器 ACR— 电流调节器 GT— 触发装置

M —绕线式异步电动机 TG— 测速发电机 TA— 电流互感器

四． 实验内容

⒈ 控制单元调试

在主电路切断电源的情况下，进行 控制单元 调试 。

⑴ 转速 调节器 （ ASR ） 输出正、负限幅值的调试

使 转速 调节器为 PI 调节器，将 MCL – 31 的 给定端 U g 与 转速 调节器的 “ 2 ” 端相接， 接通控制电路电源﹙红色指示灯亮﹚。 分别加入一定的正、负输入电压，调节 转速 调节器的正、负限幅电位器 RP1 、 RP2 ，使 转速 调节器输出正、负限幅值等于 ± 5V 。

⑵ 电流调节器输出控 制角 a 的调试

使电流调节器为 PI 调节器，将 MCL – 31 的 给定端 U g 与电流调节器的输入端 “ 3 ” 端相接，电流调节器的输出端 “ 7 ” 端与 MCL3 – 3 的 U ct 端相接， 接通控制电路电源﹙红色指示灯亮﹚。 调节 MCL – 31 的给定电位器 RP1 使给定 U g ＝ 0V ，调节 MCL – 33 偏移电压电位器 U b ，同时 用示波器观察触发 脉冲 ，使 a ＝ 150 ° ， 然后 加入一定的负输入电压，调节电流调节器正限幅电位器 RP1 ，同时 用示波器观察触发 脉冲 ，使 a ＝ 30 ° 。

⒉ 系统调试

⑴ 电流环调试

将 MCL – 31 的 给定端 U g 与电流调节器的输入端 “ 3 ” 端相接， MCL – 32 电源控制屏的电流反馈端 I f 与电流调节器的输入端 “ 1 ” 端相接，顺时针调节电流反馈电位器 RP1 使电阻值最大，即电流反馈最强，电流调节器的输出端 “ 7 ” 端与 MCL – 33 的 U ct 端相接，使系统构成 PI 调节 器 的单闭环系统。

绕线式异步电动机转子回路每相接入 15 Ω电阻。

将 MCL – 31 的正负给定开关 S1 拨向负给定位置，开关 S2 拨向给定位置，调节给定电位器 RP2 使 U g ＝ 0V 。将负载开关 S3 闭合，接通直流发电机负载回路，将负载 电阻 R g 调到最大值。 按下 MCL – 32 电源控制屏的“闭合”按钮，接通 主电路电源 ﹙绿色指示灯亮﹚， 调节给定电位器 RP2 逐渐增加给定电压 U g ，使之等于 转速 调节器 （ ASR ） 输出限幅值 （﹣ 5V ） ，然后调 节 电流反馈电位器 RP1 逐渐减小反馈，同时观察主电路电流 ， 使 I g ＝ 0.6A 。

突加给定，用示波器观察电流反馈的波形，通过改变电流调节器的 PI 参数使电流反馈波形较好。

⑵ 转速 环调试

在实验装置断电情况下，按 双闭环三相异步电动机调压调速系统实验线路图及接线图进行接线，使系统构成双闭环调速系统。

将 MCL – 31 的正负给定开关 S1 拨向正给定位置，开关 S2 拨向给定位置，调节给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V ， 顺时针调节转速反馈电位器 RP 使电阻值最大，即转速反馈最强。 接通 主电路电源 ﹙绿色指示灯亮﹚， 调节给定电位器 RP1 逐渐增加给定电压 U g ， 若稍加给定，电机转速很高并且调节 给定电压 U g 也不可控，则表明 转速反馈 极性有误， 立即 调节给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V ，然后 切断电源，将转速反馈两根线相互调换后，再接通电源，逐渐增加给定电压 U g ＝ 2V ，调节转速反馈电位器 RP ，使电动机空载 转速 n ＝ 1100 rpm 。

突加给定，用示波器观察转速反馈的波形，通过改变 转速 调节器的 PI 参数使转速反馈波形较好。

⑶ 系统调试

双闭环三相异步电动机调压调速系统总体 调试，通过改变 转速 调节器、 电流 调节器的 PI 参数使 系统 静态、动态性能较好。

⒊ 系统特性测试

⑴ 测试 绕线式异步电动机在转子串电阻时调压调速的机械特性

将 MCL – 31 的 给定端 U g 与 MCL – 33 的 U ct 端直接相连， 调节给定电位器 RP1 使 U g ＝ 0V ， 将负载 电阻 R g 调到最大值 ，将负载开关 S3 闭合接通直流发电机负载回路 。 接通 主电路电源 ﹙绿色指示灯亮﹚，调节给定电压 U g 使电机转速 n ＝ 1420rpm ，逐渐调节负载电阻， 测试 调压调速 系统 的 开环机械特性 曲线 n ＝ f （ I g ） 。注意主电路电流 I g ≤ 0.6A 。

⑵ 双闭环三相异步电动机调压调速系统的静态特性 测试

测绘 n ＝ 1100rpm 时系统静 态 特性曲线 n ＝ f （ I g ） 。注意主电路电流 I g ≤ 0.6A 。

⑶ 动 态特性 测试

① 观察记录 双闭环三相异步电动机调压调速系统 突加给定起动时动态波形， U i * ＝ f （ t ）、 U ct ＝ f （ t ）、 U n ＝ f （ t ）、 U i ＝ f （ t ） 。

② 观察记录 双闭环三相异步电动机调压调速系统在 稳定运行时 （ n ＝ 1100rpm ） ，受负载扰动的动态波形， U i * ＝ f （ t ）、 U ct ＝ f （ t ）、 U n ＝ f （ t ）、 U i ＝ f （ t ） 。

五．实验报告

⒈ 绘制 n ＝ 1420rpm 时 系统 开环机械特性 曲线 n ＝ f （ I g ） 。

⒉ 绘制 n ＝ 1100rpm 时 系统的静态 特性 曲线 n ＝ f （ I g ） 。

⒊ 绘制 系统 突加给定起动时动态波形， U i * ＝ f （ t ）、 U ct ＝ f （ t ）、 U n ＝ f （ t ）、 U i ＝ f （ t ） 。

⒋ 绘制 系统 受负载扰动时动态波形， U i * ＝ f （ t ）、 U ct ＝ f （ t ）、 U n ＝ f （ t ）、 U i ＝ f （ t ） 。

⒌ 简述通过 实验的心得体会及建议。

双闭环三相异步电动机调压调速系统实验线路图及接线图