千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦《交直流調速系統實驗》實驗指導書

《交直流調速系統》課程實驗指導書專業：電氣工程及其自動化

電子信息工程學院

20XX年5月

名目

實驗概述(1)

實驗一晶閘管直流調速系統要緊單元的調試(4)

實驗二晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗(7)

實驗三轉速單閉環直流調速系統(14)

實驗四電壓單閉環直流調速系統(18)

實驗五邏輯無環流可逆直流調速系統(21)

實驗六三相正弦波脈寬度調制（SPWM）變頻原理實驗（帶有PLC接口）(24)

實驗概述

《交直流調速系統》是一門實踐性、有用性非常強的專業課程，學習交直流調速系統必須理論聯系實際。交直流調速系統在工業自動化中獲得廣泛應用，課程涉及面廣，容包括電力、電子、操縱、計算機技術等，而實驗環節是這些課程的重要組成部分。經過實驗，能夠加深對理論的明白，培養和提高實際動手能力、分析和解決咨詢題的獨立工作能力。

1.實驗的特點和要求

交直流調速系統實驗的容較多、較新，實驗系統也比較復雜系統性較強。該實驗是上述理論教學的重要的補充和接著，而理論教學則是實驗教學的基礎。學生在實驗中應學會運用所學的理論知識去分析和解決實際系統中浮現的各種咨詢題，提高動手能力；并且經過實驗來驗證理論，促使理論和實際相結合，使認識別斷提高、深化。具體地講，學生在完成指定的實驗后，應具備以下能力：

（1）掌握電力電子變流裝置主電路、觸發或驅動電路的構成及調試辦法，能初步設計和應用這些電路。

（2）熟悉并掌握基本實驗設備、測試儀器的性能及使用辦法。

（3）掌握交、直流電機操縱系統的組成和調試辦法，系統參數的測量和整定辦法。

（4）能設計交、直流電機操縱系統的具體實驗線路，列出實驗步驟。

（5）可以運用理論知識對實驗現象、結果舉行分析和處理，解決實驗中遇到的咨詢題。

（6）可以綜合實驗數據，解釋實驗現象，編寫實驗報告。

2.實驗預備

實驗預備即為實驗的預習時期，是保證實驗能否順利舉行的必要步驟。每次實驗前都應先舉行預習，從而提高實驗質量和效率，否則就有也許在實驗時別知怎么下手，白費時刻，完別成實驗要求，甚至損壞實驗裝置。所以，實驗前應做到：

（1）復習教材中與實驗有關的容，熟悉與本次實驗相關的理論知識；

（2）閱讀本教材中的實驗指導，了解本次實驗的目的和容；掌握本次實驗系統的工作原理和辦法。

（3）寫出預習報告，其中應包括實驗題目、實驗儀器、實驗原理、實驗步驟、數據記錄表格等；

（4）熟悉實驗所用的實驗裝置、測試儀器等；

（5）舉行實驗分組，普通事情下，實驗分組為每組2~4人。

3.實驗實施

在完成理論學習、實驗預習等環節后，就可進入實驗實施時期。實驗時要做到以下幾點：（1）實驗開始前，指導教師要對學生的預習報告作檢查，要求學生了解本次實驗的目的、容和辦法，惟獨滿腳此要求后，方能允許實驗開始。

（2）指導教師對實驗裝置作介紹，要求學生熟悉本次實驗使用的實驗設備、儀器，明確這些設備的功能、使用辦法。

（3）按實驗小組舉行實驗，實驗小組成員應舉行明確的分工，各人的任務應在實驗舉行中實行輪換，以便實驗參加者能全面掌握實驗技術，提高動手能力。

（4）按預習報告上的實驗系統詳細線路圖舉行接線，普通事情下接線次序為先主電路，后操縱電路，先串聯，后并聯。在舉行調速系統實驗時，也可由2人并且舉行主電路和操縱電路的接線。

（5）完成實驗系統接線后，必須舉行自查。串聯回路從電源的某一端動身，按回路逐項檢查各儀表、設備、負載的位置、極性等是否正確；并聯支路則檢查其兩端的連接點是否在指定的位置。距離較遠的兩連接端必須選用長導線直截了當跨接，別得用2根導線在實驗裝置上的某接線端舉行過渡連接。自查完成后，須經指導教師復查后方可合閘通電，開始實驗。

（6）實驗時，應按實驗教材所提出的要求及步驟，逐項舉行實驗和操作。除作階躍啟動試驗外，系統啟動前，應使負載電阻值最大，給定電位器處于零位，測試點的分布應均勻；改接線路時，必須拉閘，斷開電源。實驗中應觀看實驗現象是否正常，所得數據是否合理，實驗結果是否與理論相一致。

（7）完成本次實驗全部容后，應請指導教師檢查實驗數據、記錄的波形。經指導教師認可后方可拆除接線，整理好連接線、儀器、工具，使之物歸原位。

4.實驗總結

實驗的最終時期是實驗總結，即對實驗數據舉行整理、繪制波形和圖表、分析實驗現象、撰寫實驗報告。每個實驗參與者都要獨立完成一份實驗報告，實驗報告的編寫應持嚴肅仔細、實事的科學態度。如實驗結果與理論有較大出入時，別得隨意修改實驗數據和結果，別得用湊數據的辦法來向理論靠攏，而是應用理論知識來分析實驗數據和結果，解釋實驗現象，找出引起較大誤差的緣故。

實驗報告是依照實測數據和在實驗中觀看、發覺的咨詢題，通過自個兒分析研究或分析討論后寫出的心得體味。

實驗報告要寫在一定規格的報告紙上，且應簡明扼要、字跡清晰、圖表整潔、結論明確。

實驗報告包括以下容：

（1）實驗名稱、專業班級、學號、、實驗日期。

（2）實驗目的、實驗容簡述。

（3）列出實驗中所用組件的名稱及編號等。

（4）繪出實驗時所用組件的線路圖，并注明儀表量程、電阻器阻值、電源端編號等。

（5）實驗數據的整理、列表、計算，并列出計算所用的計算公式。

（6）按記錄及計算的數據用坐標紙畫出曲線及記錄的波形，曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線，別在曲線上的點仍按實際數據標出。

（7）用理論知識對實驗結果舉行分析總結，講明實驗結果與理論是否符合，可對某些咨詢題提出一些自個兒的見解、建議和改進的措施，并最終寫出結論。

（8）每次實驗后，要求每人獨立完成一份報告，按時送交指導教師審閱。

實驗一晶閘管直流調速系統要緊單元的調試

一、實驗目的

1.熟悉直流調整系統要緊單元部件的工作原理及調速系統對其提出的要求。

2.掌握直流調速系統要緊單元部件的調試步驟和辦法。

二、實驗設備

1.DL01電源操縱屏

2.DL02晶閘管主電路

3.DL05三相晶閘管觸發電路

4.DL21直流電機調速電路

5.示波器

6.萬用表

三、實驗容

1.調節器I(速度調節器)的調試。

2.調節器II(電流調節器)的調試。

3.反相器的調試。

4.操縱單元及系統調試。

四、實驗辦法

4.1電壓給定

4.1.1實驗原理

“電壓給定”由兩個電位器RP6、RP7及兩個開關S1、S2組成。S1為正、負極性切換開關，輸出的正、負電壓的大小分不由RP6、RP7來調節，其輸出電壓圍為-15V～+l5V，S2為輸出操縱開關，置于“運行”位置，允許電壓輸出，置于“停止”位置，則輸出恒為零。

4.1.2實驗辦法與步驟

1.將S2置于“運行”位置，S1置于“正給定”位置，調節RP6可得到可調的正電壓。撥動S2至“停止”位置，可獲得從正電壓至0V的階躍信號；再撥動S2至“運行”位置，則可獲得從0V至正電壓的階躍信號。

2.將S2置于“運行”位置，S1置于“負給定”位置，調節RP7可得到可調的負電壓。撥動S2至“停止”位置，可獲得從負電壓至0V的階躍信號；再撥動S2至“運行”位置，則可獲

得從0V至負電壓的階躍信號。

3.將S2置于“運行”位置，撥動S1，分不調節RP6和RP7使輸出一定的正、負電壓，當S1從“正給定”位置轉換至“負給定”位置時，可得到從正電壓到負電壓的階躍信號。當S1從“負給定”位置轉換到“正給定”位置時，得到從負電壓到正電壓的階躍信號。

4.2調節器

4.2.1實驗原理

“調節器”的功能是對給定和反饋兩個輸入量舉行加法、減法、比例、積分和微分等運算，使其輸出按某一規律變化。“調節器”由運算放大器、輸入與反饋環節及二極管限幅環節組成。

“A1、A2、A3”端為信號輸入端，二極管VD1和VD2起運放輸入限幅，愛護運放的作用。二極管VD3、VD4和電位器RP2、RP3組成正負幅值可調的限幅電路。由R1、C1組成微分反饋校正環節，有助于抑制振蕩，減少超調。RP1、C2與運算放大器組成PI調節器。改變R7的阻值改變了系統的放大倍數，改變C5的電容值改變了系統的響應時刻。電位器RP1、RP2、RP3均安裝面板上。

4.2.2實驗辦法與步驟

1.調整輸出限幅值

將“電壓給定”的輸出端連接到“調節器”的“A3”端。當加+5V的給定電壓時，調整限幅電位器RP3，觀看“調節器”負電壓輸出的變化規律(-0.8V～-16V)；當加-5V的給定電壓時，調整正限幅電位器RP2，觀看“調節器”正電壓輸出的變化規律(14.6V～0.8V)。

2.測定輸入輸出特性

用外接導線將反饋網絡中的電容C2短路，使“調節器”為P（比例）調節器，并且將正負限幅電位器RP2和RP3均順時針旋到底，在“調節器”的輸入端分不逐漸加入正負電壓，測出相應的輸出電壓變化，直至輸出限幅值，并畫出對應的曲線。

3.觀看PI特性

將反饋網絡中電容C2的短路線拆除，給“調節器”輸入端突加給定電壓，用示波器觀看輸出電壓的變化規律。改變調節器的外接電阻值，觀看輸出電壓的變化。

4.3反相電路

4.3.1實驗原理

“反相電路”由運算放大器及相關電阻組成，用于調速系統號需要反相的場合，反相電路的輸入信號U1由運算放大器的反相輸入端輸入，故輸出電壓U2為：

21311URRRPU?+-=

調節電位器RP1，使RP1+R3=R1，則12UU=-，輸入與輸出成反相關系。

4.3.2實驗線路連接

測定輸入輸出的比例：將“反相電路”輸入端接“電壓給定”的輸出。調節“電壓給定”使其輸出為+5V，用萬用表測量“反相電路”輸出端，經過調節RP5使輸出等于-5V；再調節“電壓給定”使其輸出為-5V，觀測“反相電路”輸出是否為+5V。

4.4“觸發電路”調試

1.打開DL01總電源開關，操作“電源操縱屏”上的“三相電網電壓指示”開關，觀看輸入的三相電網電壓是否平衡。

2.將DL02的“三相同步信號輸出”端和DL05“三相同步信號輸入”端相連，打開DL05電源開關，撥動“觸發脈沖指示”鈕子開關，使“窄”的發光管亮。

3.觀看A、B、C三相的鋸齒波，并調節A、B、C三相鋸齒波歪率調節電位器（在各觀測孔左側），使三相鋸齒波歪率盡量一致。

4.將DL22上的“給定”Ug輸出直截了當與DL05上的移相操縱電壓Uct相接，將給定開關S2撥到接地位置（即Uct=0），調節DL05中“偏移電壓觀測及調節”上的電位器，用雙蹤示波器觀看三相同步信號輸入a和“雙脈沖觀看孔”VT1的輸出波形，使α=150°(注意此處的α表示三相晶閘管電路中的移相角，它的0°是從自然換流點開始計算，而單相晶閘管電路的0°移相角表示從同步信號過零點開始計算，兩者存在相位差，前者比后者滯后30°)。

5.將給定開關S2置于“給定”位置，適當增加給定Ug的正電壓輸出，觀測DL05上“脈沖觀看孔”的波形，此刻應觀測到單窄脈沖和雙窄脈沖。

6.將DL05面板上的Ulf端接地，用扁平電纜，將DL05的“正橋觸發脈沖輸出”端和DL02“正橋觸發脈沖輸入”端相連，并將DL02“正橋觸發脈沖”的六個開關撥至“通”，觀看正橋VT1～VT6晶閘管門極和陰極之間的觸發脈沖是否正常。

實驗二晶閘管直流調速系統參數和環節特性的測定實驗

一、實驗目的

1.熟悉晶閘管直流調速系統的組成及其基本結構。

2.掌握晶閘管直流調速系統參數及反饋環節測定辦法。

二、實驗設備

1.DL01電源操縱屏

2.DL02晶閘管主電路

3.DL05三相晶閘管觸發電路

4.DL37電流反饋與過流愛護

5.DL16三相芯式變壓器和別可控整流

6.DT04可調電阻（0-90Ω）模塊

7.DT05可調電阻（0-900Ω）模塊

8.EM01永磁式直流測速發電機

9.EM03直流并勵電動機

10.電機導軌

11.示波器

12.萬用表

三、實驗原理

晶閘管直流調速系統由整流變壓器、晶閘管整流調速裝置、平波