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三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試介紹

信息來源:江蘇海川 | 發(fā)布時間:2023-06-11 20:43:29

三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試
一、實訓(xùn)目的
1了解并熟悉雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的原理及組成。
2了解轉(zhuǎn)子串電阻的繞線式異步電機在調(diào)節(jié)定子電壓調(diào)速時的機械特性。
3通過測定系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性,進一步了解交流調(diào)壓系統(tǒng)中電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的作用。
4提高對系統(tǒng)分析及故障分析處理的能力
二、實訓(xùn)所需掛件及附件
序號型      號備注1GDQ01電源控制屏2DK03晶閘管主電路3DK04三相晶閘管觸發(fā)電路4DK06電機調(diào)速控制電路I5DQ29-2可調(diào)電阻器6DQ03-1電機導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及數(shù)顯轉(zhuǎn)速表7DQ07-1直流發(fā)電機8DQ11三相線繞式異步電動機9GDQ12線繞式異步電機轉(zhuǎn)子專用箱10慢掃描示波器自備11萬用表自備屏上掛件排列順序:DK03、DK04、DK06、DQ29-2
三、實訓(xùn)線路及原理


圖4-10雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)原理圖
異步電動機采用調(diào)壓調(diào)速時,由于同步轉(zhuǎn)速不變和機械特性較硬,因此對普通異步電動機來說其調(diào)速范圍很有限,無實用價值,而對力矩電機或線繞式異步電動機在轉(zhuǎn)子中串入適當(dāng)電阻后使機械特性變軟其調(diào)速范圍有所擴大,但在負載或電網(wǎng)電壓波動情況下,其轉(zhuǎn)速波動嚴(yán)重,為此常采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。
雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的主電路由三相晶閘管交流調(diào)壓器及三相繞線式異步電動機組成??刂撇糠钟烧{(diào)節(jié)器Ⅰ、Ⅱ、 速度變換、觸發(fā)電路、功放電路等組成。其系統(tǒng)原理框圖如圖4-10所示:
整個調(diào)速系統(tǒng)采用了速度、電流兩個反饋控制環(huán)。這里的速度環(huán)作用基本上與直流調(diào)速系統(tǒng)相同,而電流環(huán)的作用則有所不同。在穩(wěn)定運行情況下,電流環(huán)對電網(wǎng)擾動仍有較大的抗擾作用,但在啟動過程中電流環(huán)僅起限制z大電流的作用,不會出現(xiàn)z佳啟動的恒流特性,也不可能是恒轉(zhuǎn)矩啟動。
異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,采用雙閉環(huán)系統(tǒng)時靜差率較小,且比較容易實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn),反接和能耗制動。但在恒轉(zhuǎn)矩負載下不能長時間低速運行,因低速運行時轉(zhuǎn)差功率Ps=SPM全部消耗在轉(zhuǎn)子電阻中,使轉(zhuǎn)子過熱。
四、實訓(xùn)內(nèi)容
1測定三相繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻時的機械特性。
2測定雙閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。
3測定雙閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性。
五、實訓(xùn)方法
1DK03和DK04上的觸發(fā)電路調(diào)試
①打開GDQ01總電源開關(guān),操作電源控制屏上的三相電網(wǎng)電壓指示
開關(guān),觀察輸入的三相電網(wǎng)電壓是否平衡。
②將GDQ01的三相同步信號輸出端和DK04三相同步信號輸入端相連,打開DK04電源開關(guān),撥動觸發(fā)脈沖指示鈕子開關(guān),使窄的發(fā)光管亮。
③觀察A、B、C三相的鋸齒波,并調(diào)節(jié)A、B、C三相鋸齒波斜率調(diào)節(jié)電位器(在各觀測孔左側(cè)),使三相鋸齒波斜率盡可能一致。
④將DK06上的給定輸出Ug直接與DK04上的移相控制電壓Uct相接,將給定開關(guān)S2撥到接地位置(即Uct=0),調(diào)節(jié)DK04上的偏移電壓電位器,用雙蹤示波器觀察A相同步電壓信號和雙脈沖觀察孔VT1的輸出波形,使&alpha=120°。
⑤適當(dāng)增加給定Ug的正電壓輸出,觀測DK04上脈沖觀察孔的波形,此時應(yīng)觀測到單窄脈沖和雙窄脈沖。
⑥將DK04面板上的Ulf端接地,用20芯的扁平電纜,將DK04的正橋觸發(fā)脈沖輸出端和DK03正橋觸發(fā)脈沖輸入端相連,并將DK03正橋觸發(fā)脈沖的六個開關(guān)撥至通,觀察正橋VT1~VT6晶閘管門和陰之間的觸發(fā)脈沖是否正常。
2控制單元調(diào)試
①調(diào)節(jié)器的調(diào)零
將DK06中速度調(diào)節(jié)器所有輸入端接地,用導(dǎo)線將5、6短接,使電流調(diào)節(jié)器成為P 比例調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器RP3,用萬用表的毫伏檔測量電流調(diào)節(jié)器7端的輸出,使調(diào)節(jié)器的輸出電壓盡可能接近于零。
將DK06中電流調(diào)節(jié)器所有輸入端接地,用導(dǎo)線將9、10短接,使電流調(diào)節(jié)器成為P(比例)調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)面板上的調(diào)零電位器RP3,用萬用表的毫伏檔測量電流調(diào)節(jié)器的11端,使調(diào)節(jié)器的輸出電壓盡可能接近于零。
②調(diào)節(jié)器正、負限幅值的調(diào)整
直接將DK06的給定電壓Ug接入DK04移相控制電壓Uct的輸入端,三相交流調(diào)壓輸出的任意兩路接一電阻負載(DQ29-2可調(diào)電阻器),放在阻值z大位置,用示波器觀察輸出的電壓波形。當(dāng)給定電壓Ug由零調(diào)大時,輸出電壓U隨給定電壓的增大而增大,當(dāng)Ug超過某一數(shù)值Ug'時,U的波形接近正弦波時,一般可確定移相控制電壓的z大允許值Uctmax=Ug',即Ug的允許調(diào)節(jié)范圍為0~Uctmax。記錄Ug'于下表中:
Ug'Uctmax=Ug'把速度調(diào)節(jié)器的5、6短接線去掉,使調(diào)節(jié)器成為PI 比例積分調(diào)節(jié)器,然后將DK06的給定輸出端接到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的3端,當(dāng)加一定的正給定時,調(diào)整負限幅電位器RP2,使之輸出電壓為-6V,當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加負給定時,調(diào)整正限幅電位器RP1,使之輸出電壓為z小值即可。
把電流調(diào)節(jié)器的9、10短接線去掉,使調(diào)節(jié)器成為PI(比例積分)調(diào)節(jié)器,然后將DK06的給定輸出端接到電流調(diào)節(jié)器的4端,當(dāng)加正給定時,調(diào)整負限幅電位器RP2,使之輸出電壓為z小值即可,當(dāng)調(diào)節(jié)器輸入端加負給定時,調(diào)整正限幅電位器RP1,使電流調(diào)節(jié)器的輸出正限幅為Uctmax。
③電流反饋的整定
直接將DK06的給定電壓Ug接入DK04移相控制電壓Uct的輸入端,三相220V交流電A相,B相,C相經(jīng)過DK06上的電流互感器對應(yīng)連接到DK03上的主電路輸入,電流變換器的輸出TA1、TA2、TA3無需接(內(nèi)部已接到電路板),三相交流調(diào)壓輸出接三相線繞式異步電動機,測量三相線繞式異步電動機單相的電流值和電流反饋電壓,調(diào)節(jié)電流反饋與過流保護上的電流反饋電位器RP1,使電流Ie=0.5A時的電流反饋電壓為Ufi=3V。
④轉(zhuǎn)速反饋的整定
直接將DK06的給定電壓Ug接入DK04移相控制電壓Uct的輸入端,輸出接三相線繞式異步電動機,測量電動機的轉(zhuǎn)速值和轉(zhuǎn)速反饋電壓值,調(diào)節(jié)速度變換電位器RP1,使n =1300rpm時的轉(zhuǎn)速反饋電壓為Ufn=-6V。
3機械特性n =fT測定
①將DK06的給定電壓輸出直接接至DK04上的移相控制電壓Uct,電機轉(zhuǎn)子回路接GDQ12轉(zhuǎn)子電阻專用箱,直流發(fā)電機接負載電阻R DQ29-2可調(diào)電阻,將兩個900&Omega接成串聯(lián)形式,并將給定的輸出調(diào)到零。
②直流發(fā)電機先輕載,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速給定電壓Ug使電動機的端電壓=Ue。
轉(zhuǎn)矩可按下式計算
5-1
式中,T為三相線繞式異步電機電磁轉(zhuǎn)矩,IG為直流發(fā)電機電流,UG為直流發(fā)電機電壓,Ra為直流發(fā)電機電樞電阻,Po為機組空載損耗。
③調(diào)節(jié)Ug,降低電動機端電壓,在2/3Ue時重復(fù)上述實驗,以取得一組機械特性。
在輸出電壓為Ue時:
nrpmU2=UGVI2=IG(A)TN·m在輸出電壓為2/3Ue時:
nrpmU2=UGVI2=IG(A)TN·m4系統(tǒng)調(diào)試
①確定電流調(diào)節(jié)器和速度調(diào)節(jié)器的限幅值和電流、轉(zhuǎn)速反饋的性。
②將系統(tǒng)接成雙閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng),電機轉(zhuǎn)子回路仍每相串3&Omega左右的電阻,逐漸增大給定Ug,觀察電機運行是否正常。
5系統(tǒng)閉環(huán)特性的測定
①調(diào)節(jié)Ug使轉(zhuǎn)速至n=1200rpm,從輕載按一定間隔調(diào)到額定負載,測出閉環(huán)靜態(tài)特性n =f(T)
nrpm1200U2=UG(V)I2=IG(A)TN·m②測出n=800rpm時的系統(tǒng)閉環(huán)靜態(tài)特性n=fT,T可由5-1式計算
nrpm800U2=UGVI2=IGATN·m6系統(tǒng)動態(tài)特性的觀察
用慢掃描示波器觀察
①突加給定啟動電機時的轉(zhuǎn)速n速度變換的 3端及電流I電流反饋與過流保護的2端及速度調(diào)節(jié)器輸出的6端的動態(tài)波形。
②電機穩(wěn)定運行,突加、突減負載20%Ie<=>100%Ie時的n、I的動態(tài)波形。
八、實驗報告
1根據(jù)實驗數(shù)據(jù),畫出開環(huán)時電機的機械特性n=f(T)。
2根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)特性n=f(T),并與開環(huán)特性進行比較。
3根據(jù)記錄下的動態(tài)波形分析系統(tǒng)的動態(tài)過程。
九、注意事項
1在做低速實驗時,實驗時間不宜過長,以免電阻器過熱引起串接電阻數(shù)值的變化。
2轉(zhuǎn)子每相串接電阻為3&Omega左右,可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié),以便系統(tǒng)有較好的性能。
3計算轉(zhuǎn)矩T時用到的機組空載損耗Po為5W左右。