交流调速系统实验指南

（九）“电流开环”的交流调速系统，给定以积分输出（Un*2）给出。
（十）“双踪示波器”测试双线波形，严防因示波器“双表笔”共地而引起系统短路。
（十一）本“实验注意事项”，适用于采用本实验台的所有实验。
任何改接线，首先断开电源；一旦有异常，迅速按急停开关，切断电源！
前言
《交流调速系统实验指南》是本公司主要教学实验设备“EL-DS- 型电气控制系统综合实验台”关于交流调速系统实验的配套资料之一。是根据国内不同层次、不同类型的大学本、专科相应专业的有关教学大纲、教材资料和实验要求，结合本“综合实验台”的基本功能和技术特点，专门聘请在“工业电气自动化”方面长期从事专业教学和实验研究的、有丰富教学经验和实验实践的教授、专家编写而成。
注意：主控面板显示的电压值为隔离变压器相电压，选择3档（即显示电压为220V）时，电机定子应采用星形连接！
3．闭合控制电路（左下面板控制按钮ON），用“慢扫描双踪示波器”检查“触发单元（DT04 GT I）”的零位，是否满U*n2＝0时，α＝150°，并检查G1～G6各相脉冲是否对称。
4．闭合主电路（按下主电路按钮ON），缓慢增加给定U*n2以起动电动机直至空载转速n＝n0，同时观察运行情况，若有异常，立即按急停按钮中断实验；读取任一相定子电压（即右上面板主电路数字显示，或用万用表测量任一相定子电压），直至US＝USnom读取此时之给定即最大给定压U*nm录于表1－1并保持之，（为何应同时满足转速n＝n0、定子电压US＝USnom？）。
EL-DS-
交流调速系统
实验指南
V3.1
北京精仪达盛科技有限公司
实验注意事项
（一）“综合实验台”及其挂箱初次使用或较长时间未用时，实验前务必对“实验台”及其挂箱进行全面检查和单元环节调试。
（二）实验前，务必设置系统工作状态，并按下表正确选择主变压器二次侧相电压，认真检查各开关和旋钮的位置以及实验接线是否正确，经教师审核、检查无误后方可开始实验。
1．“鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的电路连接及静态参数整定。
2．“鼠笼转子异步电动机”的开环机械特性测试。
3．“鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的起、制动控制。
4．分析、讨论“给定积分器”在“鼠笼转子异步电动机变压调速系统”中的作用。
三、实验设备与仪器
1．综合实验系统主体（主控制箱）及其主控电路、转速变换、电流检测电路等单元以及负载控制器单元、
2．可控硅主电路挂箱(DSM01)“I组晶闸管”单元
3．触发电路挂箱II(DST02)——DT04单元GTI或GTII
4．给定单元挂箱(DSG01)——DG01单元
5．鼠笼转子异步电动机+磁粉制动器+旋转编码器机组。
6．慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器。
7．微机及打印机（存储、演示、打印实验波形，可无，但相应实验内容省略）。
有关空间矢量控制的现代变频调速系统以及通用变频器等交流实验内容主要由“专用控制器挂箱Ⅰ(DSS01)”、“专用控制器挂箱Ⅱ(DSS02)”以及IPM主电路挂箱(DSM02)来实现，详见《专用控制器挂箱Ⅰ(DSS01)使用说明》、《IPM主电路挂箱(DSM02)使用说明》和《专用控制器挂箱Ⅱ(DSS02)使用说明》等。
交流异步电机额定负载转距
交流异步电机最大负载转距
堵转转距
堵转转矩比T*eb＝TGb／TGm
交流异步电机定子电流
交流异步电机定子额定电流
USnom
交流异步电机定子额定电压
Pnom
额定功率
U*n
转速给定电压
Un
转速反馈电压
U*nm
转速给定最大电压
U*i
电流给定电压
Ui
电流反馈电压
U*im
电流给定最大电压
2008年2月
常用符号表………………………………………………………………………2实验要求与实验报告内容………………………………………………………3
实验一、鼠笼转子异步电动机变压调速系统…………………………………4
实验二、转速、电流双闭环控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统……12
实验三、绕线转子异步电动机串级调速系统…………………………………19
附图2–3、绕线转子异步电动机串级调速系统……………………………62
附图2–4、转速、电流双闭环控制的绕线转子异步电动机串级调速系统…63
附图2–5、恒压频比控制下异步电动机的机械特性研究…………………64
附图2–6、转速开环的电压源型异步电动机变频调速系统………………65
附图2–7、转速闭环的电压源型异步电动机变频调速系统………………66
本实验指南并非“实验教学大纲”，也非专业“教材”，是用于“实验教学”的参考资料，主要供使用本“综合实验台”时的参考，敬请注意。
本实验指南除作为“实验教学”的参考资料外，还可供相关专业本科和专科学生的“课程设计”、“毕业设计”以及硕士研究生和专业教师课题研究的参考，也可供工矿企业有关技术设计和工业运行时的参考。
（五）实验后，根据指定实验报告格式，按要求内容，认真、及时完成实验报告，并于指定时间、地点及时送达实验室。
（六）严格遵守实验须知和实验室安全规范，如有异常及时切断实验电源，并立即报告实验指导老师。
二、实验报告内容：
（一）实验名称、目的和主要实验内容。
（二）实验电路组成框图，实验系统及其组成环节的作用原理。
注：该步骤由实验室老师先行完成为宜。
2．按照附图2－1连接系统（注：挂件之间有信号连接时需要共信号地），并认真检查直至正确无误；“状态切换”置“交流调速”档，将给定单元(DG01)的极性开关S1和阶跃开关S2拨向上方，并且设置正、负给定为0；负载控制器单元（DD07）负载模式选择为恒转矩模式，负载给定调为0；经实验指导教师检查确认后，闭合系统总电源，检查各指示灯状态，确认无异常后开始以下步骤。
五、实验方法与步骤
（一）实验电路连接、检查及静态参数整定。
1．分别按DSM01、DT02、DSG01各挂箱使用说明中相应环节的调试方法和要点，检查、调试各单元环节，直至满足要求。
本系统中“给定及给定积分器(GIR)”单元的输出务必取U*n2，且积分斜率十分重要，斜率小则制动时间太长，斜率大则引起冲击电流过大。调试中应予注意。该参数出厂前已经整定。
（三）按指定时间、指定地点准时进入实验室参加实验，不迟到、不早退、不无故缺席、不在实验室嬉笑打闹、不随意乱动与本次实验无关的其它实验室设备、仪器。实验完毕，认真整理实验台、归还实验设备、仪器，清理好实验现场。
（四）熟悉实验内容，认真听取实验指导老师的讲解、指导；勤学多问、胆大心细、勇于探索、不放过任何实验现象；认真完成实验全过程，正确观察现象、记录实验数据、绘制实验曲线。
四、实验电路的组成
“鼠笼转子异步电动机开环变压调速系统”是较简单的交流变压调速系统，但由于不存在转速和电流闭环，动、静态特性都很差，并无实际应用，此处仅作为基本实验内容而予以分析、讨论。系统的组成如图1－1所示，接线电路见附图2－1。如图1－1所示，系统主要由“DG01”、“DT04”、“DSM01”和转速变换（DD02）、电流检测等基本单元以及主控电路、鼠笼转子异步电动机+磁粉制动器+旋转编码器机组等组成。
实验九、通用变频器控制调速系统………………………………………………55
附录一：交流调速实验相关参数表………………………………………………57
附录二：交流调速系统典型实验电路……………………………………………59
附图2–1、鼠笼转子异步电动机变压调速系统……………………………60
附图2–2、转速、电流双闭环控制的鼠笼转子异步电动机变压调速系统…61
实验一鼠笼转子异步电动机开环变压调速系统
一、实验目的
1．熟悉“鼠笼转子异步电动机开环变压调速系统”的组成。
2．了解实验系统主要组成单元的作用及其基本调试方法与注意事项。
3．熟悉“鼠笼转子异步电动机”的开环机械特性及其实验测定方法。
4．熟悉“鼠笼转子异步电动机变压调速系统”的起、制动控制。
二、实验内容
（三）机组和实验台主要参数，完成系统及其环节有关参数的设计、计算。
（四）认真整理实验数据，绘制实验曲线。
（五）分析、讨论实验中出现的各类实验现象和故障的原因。
（六）实验的收获、体会及改进意见、建议等。
三、关于负载：
负载选择有两种：“磁粉制动器+负载控制器”或“直流发电机+电阻”，其中磁粉制动器负载有“恒转矩”、“恒功率”和“函数型”等模式，操作简便，方便通过计算机控制加载，故推荐使用磁粉制动器作为电机机组负载。
作为“综合实验台”的一种配套资料，本实验指南的编写具有一定的局限性和较强的针对性，作为参考资料必定存在众多不足。由于编者考虑不周和时间紧迫等诸多因素，不尽人意、缺点、错误之处在所难免，敬请批评、指正。并对参加本“实验指南”的编写、校阅、典型系统及其单元环节的调试人员顺致谢意！
北京精仪达盛科技有限公司技术资料编写组
（六）无“电流闭环”又无“电流截止负反馈”的系统，务必采用“积分给定”输出，如果用阶跃起动，给定需从0V缓慢起调。
（七）“闭环系统”主控开启前，务必确保负反馈极性和接线正确、各个调节器性能良好、“限幅值”正确无误。
（八）实验前，先将负载给定调为0（发电机负载则将负载变阻器断开或置于阻值最大），实验中按需调节负载给定，逐步增大负载，直至所要求的负载电流。且不能长时间使电机工作在超额定状态。
附图2–8、转速闭环、转差频率控制的异步电动机变频调速系统………67
附图2–9、三相脉宽控制器（SPWM）原理图………………………68
附图2–10、IPM智能三相逆变桥功率模块（IGBT）原理图……69
n
转速
n0
空载转速
nn o m
额定转速
n*
转速比n／n0
S
转差率S＝（n0－n）／n0