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图4-1电压单闭环直流调速系统原理图
3.2实验步骤
1. 电压反馈系数的整定
断电条件下，断开HEP-DL01上“三相调压输出”中“U”、“V”和“W”与HEP-DL02中“三相正桥主电路”的连线。将HEP-DL01上“0～300V可调电枢电源”接到电压隔离器的“+、-”端。
通电后，调节可调电枢电源的自耦调压器，使“0～300V可调电枢电源”输出为220V。调节“电压隔离”上的电位器RP1，使其输出电压为10V，这时的电压反馈系数γ=10V/220V=0.0273。
2. 电压单闭环有差调速系统实验
注意：在连接反馈信号时，给定信号的极性必须与反馈信号的极性相反，确保为负反馈，否则会造成失控。
按图4-1接线，实验中，HEP-DL21的“电压给定”电压Ugd为正给定电压，而电压反馈也为正电压，因此，需要在反馈电压经过“电压隔离”后使用“反相电路”将其转换为负电压。
将“调节器”接成P（比例）调节器。直流发电机接可调负载电阻R，Ld使用HEP-DL01上200mH的电感，“电压给定”Ugd调至0V。
直流发电机先工作于轻载状态，从零开始逐渐增大“电压给定”Ugd，使电动机的转速达到额定值ne。
逐渐减小可调负载R的阻值，使发电机负载增大，测量电动机的电枢电流Id和电动机的转速n，直至Id达到额定值，即可测出转速单闭环有差调速系统机械特性曲线n?f?Id?，测量并记录数据于表4-1中。
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表4-1电压单闭环有差调速系统机械特性数据
转速n（rpm） 电动机电枢电流Id（A） 3. 电压单闭环无差调速系统实验
将“调节器”接成PI（比例积分）调节器，采用与“电压单闭环有差调速系统实验”中相同的方法测定系统的机械特性，数据记录于表4-2中。
表4-2电压单闭环无差调速系统机械特性数据
转速n（rpm） 电动机电枢电流Id（A） 20
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实验五 逻辑无环流可逆直流调速系统
一、实验目的
1. 了解并熟悉逻辑无环流可逆直流调速系统的原理和组成。 2. 掌握各控制单元的原理，作用及调试方法。 3. 掌握逻辑无环流可逆调速系统的调试步骤和方法。 4. 了解逻辑无环流可逆调速系统的静特性和动态特性。 二、实验设备
1. DL01 电源控制屏 2. DL02 晶闸管主电路 3. DL05三相晶闸管触发电路 4. DL21 直流电机调速电路 5. DL38电机调速控制模块III 6. DL37电机调速控制模块II 7. DT05可调电阻（0-900Ω）模块 8. EM01永磁式直流测速发电机 9. EM03直流并励电动机 10. 示波器 11. 万用表 三、实验内容
1. 控制单元调试。 2. 系统调试。
3. 正反转机械特性n=f (Id)的测定。 4. 正反转闭环控制特性n=f (Ug)的测定。 5. 系统的动态特性的观察。 四、实验原理
逻辑无环流系统的主回路由二组反并联的三相全控整流桥组成，由于没有环流，两组可控整流桥之间可省去限制环流的均衡电抗器，电枢回路仅串接一个平波电抗器。
控制系统主要由速度调节器ASR，电流调节器ACR，反号器AR，转矩极性鉴别器DPT，零电流检测器DPZ，无环流逻辑控制器DLC，触发器，电流变换器FBC，速度变换器FBS
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等组成。其系统原理图如图5-1所示。
正向起动时，给定电压Ug为正电压，无环流逻辑控制器的输出端Ublf为”0”态，Ublr
为”1”态，即正桥触发脉冲开通，反桥触发脉冲封锁，主回路正组可控整流桥工作，电机正向运转。
减小给定时，Ug 反向运行时，Ublf为”1”态，Ublr为”0”态，主电路反组可控整流桥工作。 无环流逻辑控制器的输出取决于电机的运行状态，正向运转，正转制动本桥逆变及反转制动它桥逆变状态，Ublf为”0”态，Ublr为”1”态，保证了正桥工作，反桥封锁；反向运转，反转制动本桥逆变，正转制动它桥逆变阶段，则Ublf为”1”态，Ublr为”0”态，正桥被封锁，反桥触发工作。由于逻辑控制器的作用，在逻辑无环流可逆系统中保证了任何情况下两整流桥不会同时触发，一组触发工作时，另一组被封锁，因此系统工作过程中既无直流环流也无脉冲环流。 五、实验方法 1. 按图5-1接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。 图5-1 逻辑无环流可逆直流调速系统原理图 （1） 用示波器观察双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲 （2） 用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。 （3） 将Ublr接地,可观察反桥晶闸管的触发脉冲。 （4） 用万用表检查Ublf，Ublr的电压，一为高电平，一为低电平，不能同为低电平。 22 合肥师范学院 2. 控制单元调试 （1） 按实验四的方法调试FBS，ASR，ACR （2） 按实验二的方法调试AR，DPT，DPZ，DLC 对电平检测器的输出应有下列要求 转矩极性鉴别器DPT： 电机正转 输出UM为”1”态 电机反转 输出UM为’0”态 零电流检测器DPZ： 主回路电流接近零 输出UI为”1”态 主回路有电流 输出UI为”0”态 （3） 调节ASR,ACR的串联积分电容，使系统正常，稳定运行。 3. 机械特性n=f (Id)的测定 测出n =1200r/min的正，反转机械特性n =f (Id)。 n(r/min) I(A) 六、系统动态波形的观察 用示波器观察并记录： 1. 给定值阶跃变化（正向起动? 正向停车? 反向切换到正向 ? 正向切换到反向?反向停车）时的动态波形。 2. 电机稳定运行于额定转速，Ug不变，突加，突减负载(20%Ied?100%Ied) 的动态波形： 3. 改变ASR，ACR的参数，观察动态波形如何变化。 注：电动机电枢电流波形的观察可通过ACR的第“1”端 转速波形的观察可通过ASR的第“1”端 七、注意事项 在做低速实验时，实验时间不宜过长，以免电阻器过热引起串接电阻数值的变化。 23 交直流调速系统实验指导书 实验六 三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验（带 有PLC接口） 一、实验目的 1. 掌握SPWM 的基本原理和实现方法。 2. 熟悉与SPWM 控制有关的信号波形。 二、实验设备 1. DL01 电源控制屏 2. DL38电机调速控制模块III 3. 三相鼠笼电机 4. 示波器 5. 万用表 三、实验方法 1. 接通挂件电源，连接三相鼠笼电机，其中三相电源输出UVW接三相鼠笼电机ABC，电机XYZ端短接，然后开启电源开关。 2. 调节电位器RP1、RP2，将频率比（fFCT/ fVCT）设定在0.5以下，在SPWM 部分观测三相输入信号（在测试点“A1、A2、A3”），三相SPWM 调制信号（在测试点“A4、A5、A6、A7、A8、A9”）；切换S1，改变转动方向，观测上述各信号的相位关系变化。 3. 逐步升高频率，重复以上的步骤。 四、思考 1. 画出与SPWM 调制有关信号波形，说明SPWM 的基本原理。 2. 思考SPWM波形如何控制逆变桥，形成交流电。 3. 对比观察A1点和A2点频率比大于0.5时，SPWM波形和电机运转状态。 24