电机与电力拖动实验讲义

目录

第一章 直流电机调速系统实验

实验一 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验 ......................... 2 实验二 晶闸管直流调速系统主要单元的测试 ............................................. 9 实验三 单闭环不可逆直流调速系统实验 ................................................... 12 实验四 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统试验 ....................................... 20 第二章 变频原理实验

实验五 三相正弦波脉宽调制SPWM变频原理实验 ................................. 27 实验六 三相马鞍波脉宽调制变频原理实验 ............................................... 28 实验七 三相空间电压矢量变频原理实验 ................................................... 30 第三章 交流电机调速系统实验

实验八 双闭环三相异步电机调压调速系统实验 ....................................... 31 实验九 三相SPWM、马鞍波、SVPWM变频调速系统实验 ................... 37 参考资料 ......................................................................................................... 39

第一章 直流电机调速系统实验

实验一 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验

一．实验目的

(1) 熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。 (2) 掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。

二．实验所需挂件及附件

序号 1 型 号 DJK01 电源控制屏 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。 2 DJK02 晶闸管主电路 该挂件包含“触发电路”,“正桥功3 DJK02-1三相晶闸管触发电路 放”，“反桥功放” 等几个模块。 该挂件包含“给定”，“电流调节器”，4 DJK04 电机调速控制实验 I “速度变换”，“电流反馈与过流保护”等几个模块。 5 DJK10 变压器实验 该挂件包含“三相不控整流”和“三相心式变压器”等模块。 6 “DD03-3电机导轨﹑光码盘测速系统及数显转速表” 7 8 9 10 11 DJ13-1 直流发电机 DJ15 直流并励电动机 D42 三相可调电阻 数字存储示波器 万用表 三．实验线路及原理

晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机

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组等组成。

在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压Uct，改变Ug的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。实验系统的组成原理图如图1-1所示。

图1-1 实验系统原理图

四．实验内容

(1) 测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。 (2) 测定晶闸管直流调速系统主电路电感值L。

(3) 测定直流电动机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD 。 (4) 测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td。 (5) 测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM。 (6) 测定晶闸管直流调速系统机电时间常数TM。 (7) 测定晶闸管触发及整流装置特性Ud=f(Uct)。 (8) 测定测速发电机特性UTG=f(n)。

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五．实验方法

为研究晶闸管－电动机系统，须首先了解电枢回路的总电阻R、总电感L以及系统的电磁时间常数Td与机电时间常数TM，这些参数均需通过实验手段来测定，具体方法如下：

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(1) 电枢回路总电阻R的测定

电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻Ra、平波电抗器的直流电阻RL及整流装置的内阻Rn，即

R?Ra?RL?Rn (1-1) 由于阻值较小，不宜用欧姆表或电桥测量，因是小电流检测，接触电阻影响很大，故常用直流伏安法。为测出晶闸管整流装置的电源内阻须测量整流装置的理想空载电压U

ｄ0，而晶闸管整流电源是无法测量的，为此应用伏安比较法，实验线路如图

1-2所示。

图1-2伏安比较法实验线路图

将变阻器R1、R2接入被测系统的主电路，测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。合上S1、S2，调节给定使输出直流电压Ud在30%Ued～70%Ued范围内，然后调整R2使电枢电流在80%Ied～90%Ied范围内，读取电流表A和电压表V2的数值为I1、U1，则此时整流装置的理想空载电压为：

Udo=I1R+U1 （1-2） 调节R1使之与R2的电阻值相近，拉开开关S2，在Ud的条件下读取电流表、电压表的数值I2、U2，则

Udo＝I2R十U2 (1-3) 求解(1-2)、(1-3)两式，可得电枢回路总电阻:

R＝（U2-U1）/（I1-I2） (1-4)

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