号,将此信号送入ACR的输入端作为脉冲后移推?指令,从而可避免切换时电流的冲击。
E.功率放大输出环节。
由于与非门输出功率有限,为了能可靠推动脉冲门Ⅰ或Ⅱ, 故加了由V1和V2_组成的功率放大级,由逻辑信号ULK1或ULK2进行控制,或为“通”,或“断”来控制触发脉冲门Ⅰ或触发脉冲门Ⅱ。 1.6 MCL—10挂箱
MCL—10为直流脉宽调速专用挂箱,原理框图如图1.12。 在结构上分为两部分:主回路和控制回路。 1.主回路:
二极管整流桥把输入的交流电变为直流电,正常情况下,交流输入为220V,经过整流后变为300V直流电。
电阻R1为起动限流电阻,滤波电容C为470μF/450V;四只功率MOS管构成H桥,根据脉冲占空比的不同,在直流电机上可得到+或-的直流电压。H桥的具体工作原理可参考有关资料。
在VT2和VT4的源极回路中,串接两取样电阻,其上的电压分别反映流过VT2、
VT4的电流,经过差放放大,在“21”端输出一反映电流大小的电压,作为双闭环控制系统的电流反馈信号。
电阻R2在本实验箱中有两个作用。第一,可用来观察波形,R2的阻值为1Ω,其上的电压波形反映了主回路的电流波形。第二,作为过流保护用,当R2的电压超过整定值后,过流保护电路动作,关闭脉冲,从而保护功率MOS管。
2.控制回路
控制回路采用SG3525构成。
SG3525的13脚输出占空比可调(改变9脚电压)的脉冲波形(占空比调节范围不小于0.1?0.9),同时频率可通过充放电时间的不同而改变(通过钮子开关S1调节),经过RC移相后,输出两组互为倒相,死区时间为5μS左右的脉冲(观察“33”端和“34”端),经过光耦隔离后,分别驱动四只MOS管,其中VT1、VT4驱动信号相同,VT2、VT3驱动信号相同。
为了保证系统的可靠性,在控制回路设置了保护线路,一旦出现过流,保护电路输出二路信号,分别封锁SG3525的脉冲输出和与门的信号输出。
面板的左端为正、负给定。当钮子开关S5打向“±给定”,S4打向“正给定”时,“24”端输出-15V,同时调节电位器RP3,“23”可得到0~12V的正电压输出;当S4打向“负给定”时,调节RP4,“23”可得到0~12V的负电压输出。当钮子开关S5打向“0”时,“23”端输出0V,同时“24”端输出为0V,封锁控制电路的工作。
第二章自动控制系统实验
2.1晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 一.实验目的
1.了解电力电子及电气传动教学实验台的结构及布线情况。 2.熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。 3.掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。 二.实验内容
1.测定晶闸管直流调速系统主电路电阻R 2.测定晶闸管直流调速系统主电路电感L
3.测定直流电动机—直流发电机—测速发电机组(或光电编码器)的飞轮惯量GD2
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) 三.实验系统组成和工作原理
晶闸管直流调速系统由晶闸管整流调速装置,平波电抗器,电动机——发电机组等组成。
本实验中,整流装置的主电路为三相桥式电路,控制回路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压,改变Ug的大小即可改变控制角,从而获得可调的直流电压和转速,以满足实验要求。
四.实验设备及仪器 1.MCL—32电源控制屏
2.MCL—31低压控制电路及仪表
3.MCL—33触发电路及晶闸管主电路
4.电机导轨及测速发电机(或光电编码器) 5.MEL—03三相可调电阻器 6.双踪示波器 7.万用表
8.直流电动机M03、直流发电机MO1 五.注意事项
1.由于实验时装置处于开环状态,电流和电压可能有波动,可取平均读数。 2.为防止电枢过大电流冲击,每次增加Ug须缓慢,且每次起动电动机前给定电位器应调回零位,以防过流。
3.电机堵转时,大电流测量的时间要短,以防电机过热。 六.实验方法
1.电枢回路电阻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和整流装置的内阻Rn,即R=Ra+RL+Rn
为测出晶闸管整流装置的电源内阻,可采用伏安比较法来测定电阻,其实验线路如图2.1所示。
将变阻器RP(可采用两只900Ω电阻并联)接入被测系统的主电路,并调节电阻负载至最大。测试时电动机不加励磁,并使电机堵转。
MCL-31的给定电位器RP1逆时针调到底,使Uct=0。调节偏移电压电位器RP2,使?=150°。
合上主电路电源开关。
调节Ug使整流装置输出电压Ud=(30~70)?Unom(可为110V),然后调整RP使电枢电流为(80~90)?Inom,读取电流表A和电压表V的数值为I1,U1,则此时整流装置的理想空载电压为
Udo=I1R+U1
调节RP,使电流表A的读数为40%Inom。在Ud不变的条件下读取A,V表数值,则
Udo=I2R+U2
求解两式,可得电枢回路总电阻
R=(U2-U1)/(I1-I2)
如把电机电枢两端短接,重复上述实验,可得
RL+Rn=(U’2-U’1)/(I’1-I’2)
则电机的电枢电阻为
Ra=R?(RL+Rn)
同样,短接电抗器两端,也可测得电抗器直流电阻RL。 2.电枢回路电感L的测定
电枢电路总电感包括电机的电枢电感La,平波电抗器电感LL和整流变压器漏感LB,由于LB数值很小,可忽略,故电枢回路的等效总电感为 L=La+LL 电感的数值可用交流伏安法测定。电动机应加额定励磁,并使电机堵转,实验线路如图2.2所示。
合上主电路电源开关。用电压表和电流表分别测出通入交流电压后电枢两端和电抗器上的电压值Ua和UL及电流I(可取0.5A),从而可得到交流阻抗Za和ZL,计算出电感值La和LL。
实验时,交流电压的有效值应小于电机直流电压的额定值。 Za=Ua/I ZL=UL/I 3.直流电动机—发电机—测速发电机组的飞轮惯量GD2的测定。
电力拖动系统的运动方程式为
M?ML?(GD2/375)?dn/dt 式中 M—电动机的电磁转矩,单位为N.m
ML ?负载转矩,空载时即为空载转矩MK,单位为N.m n ? 电机转速,单位为r/min
电机空载自由停车时,运动方程式为 MK?(?GD2/375)?dn/dt
故 GD2?375MK/dn/dt
式中GD的单位为Nm
MK可由空载功率(单位为W)求出。 MK?9.55PK/n
2PK?UaIK?IKR
dn/dt可由自由停车时所得曲线n= f (t)求得,其实验线路如图2.3所示。 电动机M加额定励磁。
MCL-31的给定电位器RP1逆时针调到底,使Uct=0。 合上主电路电源开关。
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