电机控制系统实验装置
发布时间：2020-12-21 丨 浏览次数：
HYDJ-503E型 电机控制系统实验装置
该套装置主控实验台能完成《半导体变流技术》、《自动控制系统》、《交流调速系统》、《电机控制》等课程全部主要实验。
本设备能使学生了解到各实验电路工作原理各元件的作用，掌握电路的调试步骤和方法，观察、分析电路各点波形，测试电路各点中数据，计算有关参数及反馈节测定方法，掌握单元部件及系统的调试步骤和方法及参数的调整，测定各系统的静态，动态特性及机械特性。分析讨论系统的动态过程。
产品按Q/AMS102.2-93标准生产。
一、特点：
1、装置采用组件式（挂箱式）结构，可根据不同实验内容进行组合，故结构紧凑，使用方便灵活，功能齐全，综合性能好，能在一套装置上完成《半导体变流技术》、《自动控制系统》或《直流调速系统》）、《交流调速系统》、《电机控制》等课程的全部主要实验。
2、占地面积小，节约实验用房。无需设备电源控制屏、电缆沟、水泥墩等，可减少基建投资。
3、实验机组配置齐全，容量小，耗电省。装置使用的电机经过特殊设计，其参数特性模拟3KW左右的通用实验机组，能给学生正确的感性认识。
4、装置布局合理，外形美观，面板示意图明确、直观。电路连线采用插接方式，迅速简便。除实验控制屏、挂箱外，还设置有实验用台，内可放置机组、实验仪表等，电机采用导轨式安装、更换机组简捷方便。
5、实验线路选择典型，完全配合教学内容，满足教学大纲要求。所有交、直流调速系统均能实现正、反转切换，以便正确研究系统动态过程。
6、控制电路全部采用模拟和数字集成芯片，可靠性高。频率显示采用8031单片机构成的数字式频率计，数码显示频率直观、准确、响应快，装置具有较完善的保护功能和抗干扰能力，提高了设备的运行可靠性。
二、技术参数： 1、输入电流：三相四线 380V±10% 50Hz±1Hz 2、工作环境：环境温度-5～40℃ 相对湿度＜75%（25℃） 3、装机容量：＜1KVA 4、电机容量：＜200W 5、外形尺寸：长×宽×高=1.8m×0.75m×1.6m
三、实验项目：
半 导 体 变 流 技 术
1、单结晶体管触发电路的调试及路各点波形观察实验。
2、单结晶体管触发电路的单相半波可控整流带电阻性负载电路实验。
3、单结晶体管触发电路的单相半波可控整流带电阻、电感性负载电路实验。
4、正弦波同步移动触发电路的调试及电路各点波形观察实验。
5、锯齿波同步移动触发电路的调试及电路各点波形观察实验。
6、单相桥式半波可控整流电路的调试及电路各点波形观察实验。
7、单相桥式半波可控整流电路带电阻性负载实验。
8、单相桥式半波可控整流电路带电阻电感性负载实验。
9、单相桥式半波可控整流电路带反电势负载实验。
10、单相桥式全控整流电路带电阻性负载实验。
11、单相桥式全控整流电路带电阻电感性负载实验。
12、单相桥式全控整流电路有源逆变电路实验。
13、三相桥式全控整流电路带电阻性负载实验。
14、三相桥式全控整流电路带电阻、电感性负载实验。
15、三相桥式全控整流电路带电阻、是感性负载实验。
16、单相并联逆变电路的调试及电路各点波形观察实验。
17、单相并联逆变电路的带电阻性负载实验。
18、单相并联逆变电路的带电阻电感性负载实验。
19、直流斩波电路调试及各点波形观察实验。
20、直流斩波电路带电阻性负载实验。
21、直流斩波电路带电阻、电感性负载实验。
22、直流斩波电路带反电动势负载实验。
23、单相交流调压稀薄移相触发电路的调试及电路各点波形观察实验。
24、单相交流调压电路带电阻性负载实验。
25、单相交流调压电路带电阻、电感性负载实验。
26、三相交流调压电路移相触发电路的调试及电路各点波形观察实验。
27、三相交流调压电路带电阻性负载实验。
28、三相交流调压电路带电阻、电感性负载实验。
29、三相半波可控整流电路带电阻、电感性负载实验。
30、三相半波可控整流电路带电阻、电感性负载实验。
31、三相桥式半控整流电路带电阻性负载实验。
32、三相桥式半控整流电路带电阻、电感性负载实验。
33、串联二极管式电流源型逆变电路实验。
34、串联二极管式电压源型逆变电路实验。
35、串联电感式电压源型逆变电路实验。
直 流 调 速 系 统 实 验
1、晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验 （1）系统主电路总电阻R （2）系统主电路电感L （3）系统飞轮惯量GD2 （4）系统主电路电磁时间常数Td （5）直流电动机电势常数Ce和转矩常数CM （6）系统机电时间常数TM （7）晶闸管触发及整流装置特性Ud=f（Uct） （8）测速发电机特性UTG=f（n）
2、晶闸管直流调速系统主要单元调试 （1）转速电流调节器调试 （2）电平检测器调试 （3）反号器调试 （4）逻辑控制器调试
3、双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验 （1）系统调试 （2）测定电流反馈系数β，转速反馈系数α，整流保护动作电流值 （3）测定开环机械特性 （4）系统闭环静特性 （5）系统闭环控制特性
4、逻辑无环流可逆直流调速系统实验 （1）系统调试 （2）正反转机械特性n=f（ip）的测定 （3）正反转闭环控制特性n=f（ug）的测定 （4）系统动态波形的观察
5、双闭环直流电机斩波调速系统实验 （1）斩波触发电路调试 （2）系统调试 （3）机械特性N=f（Id）的测定 （4）Ud=f（t/T）特性的测定 （5）系统动态波形的以观察
交 流 调 速 系 统 实 验
1、双闭环三相异步电动机调压调速系统实验 （1）人为机械特性n=f（M）的测定 （2）系统调试 （3）系统闭环静特性观察 （4）系统闭环动特性观察 2、双闭环三相异步电动机串级调速系统实验 （1）控制单元及系统调试 （2）测定开环静特性 （3）测定双闭环静特性 （4）测定双闭环动态特性 3、串联二极管式电流型逆变器——异步电机变频调速系统实验 （1）函数发生器、压频变换器等各控制单元调试 （2）系统调试 （3）电机机械特性的测定 （4）系统各主要参量的静态、动态波形观察 4、串联二极管式电压型逆变器——异步电机变频调速系统实验 （1）控制单元调试 （2）系统调试 （3）电机机械特性的测定 （4）系统各主要参量的静态、动态波形观察
5、串联电感式电压型逆变器——异步电机变频调速系统实验 （1）控制单元调试 （2）系统调试 （3）电机机械特性的测定 （4）系统各主要参量的静态、动态波形观察
四、配置的组件
1、实验机组 （1）直流电动机：185W，220V，1.15A，1600r/min （2）直流发电机：100W，220V，0.5A，1600r/min （3）绕线式异步电机：100W，220V（Y），0.55A，1420r/min （4）鼠笼式异步电机：100W，220V（△），0.48A，1420r/min （5）直流测速发电机：CFY-1型，2400r/min，48±10%V
2、实验挂箱 （1）EC02：FBC+FA（直流反馈与过流保护）G（给定） DZS（零速封锁器） S1S2二、三级双投开关 （2）EC03：FBS（速度变换器） ASR（速度调节器） AR（反号器） ACR（电流调节器） （3）EC04：ARV（电压调节器） DPT（转矩极性鉴别器） DPZ（零电流检测器） DLC（逻辑控制器） （4）EC06：GI（给定积分器） GF（函数发生器） DF（频率显示器） GAB-1（绝对值变换器） （5）EC07：换流电容箱（共六组，每组0.1～7.9uf） （6）EC08：吸收电路、滤波电路、压敏电阻 （7）EC10：斩波器主电路 UPW（脉宽调制器） （8）EC11：单结晶体管触发电路、正弦波同步移相触发电路、 锯齿波同步移相触发电路 （9）EC12：单相交流调压触发电路、单相并联逆变触发电路 （10）EC14：组式变压器 （11）EC15：可调电容组（共六组，其中四组0.1～7.9uf）（二组0.1～10.9uf） （12）1.9k-0.65A双臂滑线电阻 （13）17Ω-35A滑线电阻
五、主控屏简介
1、电源部分 （1）主电路电源：控制屏在面板上布置了主电源、低压直流电源的输出端及控制开关，励磁电源输出端，交流电压表，交流电流表，转速表，直流电压表，直流电流表等直流仪表均采用中零式。主电路电源输出端配置有三相电流互感器，为电流反馈，零电流检测，过流保护等提供电流信号，并有输入端三相电源指示及输出三相线电压为220V，250V的电源选择。 （2）励磁电源：电压为230V的直流电压为直流电机提供励磁电流，并有熔丝保护。 （3）低压直流控制电源：低压电源输出端有±15V，+5V二组低压直流稳压控制电源，其中±15V作为控制系统电源，+24V作为脉冲功效电源，+5V作为交、直流调速系统进行微机控制实验提供了条件。 （4）脉冲选择及工作状态选择：脉冲有后沿固定，前沿可变的宽脉冲链和互差60的双脉冲选择，工作状态具有逆变器触发脉冲和双窄脉冲的选择。
2、主电路及触发电路部份 该部分面板装有12只晶闸管、6只整流二极管，触发电路，脉冲功放电路及同步变压器、电抗器等。
3、功率半导体元件：功率半导体元件均配置有阻容吸收、熔丝保护、电源侧直流环节、电机侧均配置有压敏电阻或阻容吸收等过电压保护措施。
4、同步变压器：面板上部观察同步电源的相位
5、电抗器：主回路中使用的平波电抗器L 分别为50mh、100mh、200mh、700mh，可根据实验需要选择电感值。
6、触发电路：面板上（1组）GTF正组触发（脉冲）装置和（2组）反组触发（脉冲）装置，分别通过开关连至VF正组晶闸管，和VR反组晶闸管的门极、阴极。开关拔向“接通”时，晶闸管上接有触发脉冲，开关拔向“断开”时，晶闸管上没有触发脉冲。正反组的脉冲功放电路分别由Ublf和Ublr控制，将Ublf、Ublr接地，则相应的脉冲功放级开放，晶闸管上有脉冲，Ublf、Ublr悬空则相应的晶闸管桥无脉冲。开关上方有“单脉冲观察孔”和“双脉冲观察孔”，从锯齿波观察孔中能观察到集成触发电路a、b、c三相锯齿波，调节相应的电位器可使锯齿波斜率发生变化，要求a、b、c三相的锯齿波斜率相同。偏移电压调节电位器可调节偏移电压Ub的数值。移相控制电压输入端应接实验时所需的移相电压Uct。
7、串联电感及电阻：在面板的左下角安放着三组供串联电感式变频调速系统实验使用的电感及电阻。
六、控制屏简介
控制屏左面装有主控屏，右面是组件挂箱的安装架，其上部有照明日光灯，控制屏的左右两侧装有三相电源和单相电源插座，方便用户使用示波器等仪器。
1、GT（触发装置） 触发脉冲采用集成芯片，采用集成模拟开关，以转换“宽脉冲”和“双窄脉冲”。 2、AP1、AP2（正、反脉冲放大器） Ublf、Ublr接地侧AP1、AP2开放，由GT板输出的GT信号经AP1、AP2输出至晶闸管的门极和阴极，如面板的“Ⅱ桥工作状态指示”指示为“变频”时，则AP2输入为自环形分配器六路互差60℃的120℃宽脉冲链，放大后加在晶闸管上。
