沈阳理工大学课程设计
4.系统参数计算及测定
4.1 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定
(一) 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 （二）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。 （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。
4.1.1 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
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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5.1所示。
图5.1电枢回路电阻R
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
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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。 测试结果 U总 I总 73 0.9
据公式R=(U2-U1)/(I1-I2) 得
R=(90-73)/(0.9-0.5)=42.5Ω U' 92 I' 0.9
据公式RL+Rn=(U’2-U’1)/(I’1-I’2) 得 RL+Rn=(102-92）/(0.9-0.5)=25.0Ω U'' 83 I'' 0.9 表5.3 整流装置的内阻Rn与电枢电阻Ra之和测试
90 0.5 表5.1 电枢回路总电阻测试
102 0.5 表5.2平波电抗器的直流电阻RL与整流装置的内阻Rn之和测试
97 0.5 据公式Ra+Rn=(U''2-U''1)/(I''1-I''2) 得
Ra+Rn=(97-83)/(0.9-0.5)=17.5Ω 所以可得：电枢回路总电阻 R=42.5Ω
整流装置的内阻Rn=17.5Ω 电枢电阻Ra=17.5Ω
平波电抗器的直流电阻RL=7.5Ω
4.1.2 主电路电磁时间常数的测定
实验线路如图5.2所示：
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图5.2 主电路电磁时间常数的测定
采用电流波形法测定电枢回路电磁时间常数Td，电枢回路突加给定电压时，电流id按指数规律上升
id?Id(1?e?t/Td)
其电流变化曲线如图4.3所示。当t =Td时，有
id?Id(1?e?1)?0.632Id
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，电机不加励磁，调节Uct，监视电流表的读数，使电机电枢电流为(50~90)?Inom。然后保持Uct不变，突然合上主电路开关，用示波器拍摄id=f(t)的波形，由波形图上测量出当电流上升至63.2?稳定值时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数Td。
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图5.3 电流变化曲线
4.1.3 电动机电势常数Ce和转矩常数CM的测定
将电动机加额定励磁，使之空载运行，改变电枢电压Ud，测得相应的n，即可由下式算出Ce
Ce=Ke?=(Ud2-Ud1)/(n2-n1) Ce的单位为V/(r/min)
转矩常数(额定磁通时)CM的单位为N.m/A，可由Ce求出
CM=9.55Ce 由实验测得两组数据：
当n1=1225 r/min时V1=181V; 当n2=1125 r/min时V2=161V 带入上述公式得:Ce=0.15v/(r/min)
Cm=1.432N.m/A
4.1.4 系统机电时间常数TM的测定
系统的机电时间常数可由下式计算
Tm?(GD2?R)/375CeLM
由于Tm>>Td，也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即
n?K/(1?TmS)?Ud
当电枢突加给定电压时，转速n将按指数规律上升，当n到达63.2?稳态值时，所经过的时间即为拖动系统的机电时间常数。
测试时电枢回路中附加电阻应全部切除。
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