电力拖动实验报告
学生实验报告课程名称：电力拖动基础实验教师：实验室名称：教学单位：电气信息工程学院专业：电气班级：091姓名：学号：实验日期：201*.5.4实验成绩：批阅教师：日期：一、实验项目名称：电力拖动继电接触控制实验二、实验目的：1、通过对三相异步电动机点动控制、自锁控制线路、正反转控制线路、工作台自动往返循环控制线路、各种不同顺序控制线路、两地控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。2、通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点以及在机床控制。3、掌握三相异步电动机正反转的原理和方法。4、掌握手动控制正反转控制、接触器联锁正反转、按钮联锁正反转控制及按钮和接触器双重联锁正反转控制线路的不同接法，并熟悉在操作过程中有哪些不同之处。5、掌握行程控制中行程开关的作用、以及在机床电路中的应用。6、掌握两地控制的特点，使学生对机床控制中两地控制有感性的认识。三、实验设备及配套软件：DDSZ-1型电机及电气技术试验装置三相鼠笼异步电动机（DJ24）继电接触控制（一）（DJ61-2）继电接触控制（二）（DJ62-2）四、实验内容：实验前要检查控制屏左侧端面上的调压器旋钮须在零位。开启“电源总开关”，按下启动按钮，旋转调压器旋钮将三相交流电源输出端U、V、W的线电压调到220V。再按下控制屏上的“关”按钮以切断三相交流电源。以后在实验接线之前都应如此。1、三相异步电动机既可点动又可自锁控制线路如图13①FU为过电流保护用（电流过大FU熔断器断路），FR1过热保护用（电路过热开关FR1断开，则电动机停止工作），Q1电源总开关②接通Q1，按下SB2，KM1线圈得电，则KM1常开主开关闭合，电动机转，同时KM1常开辅佐开光闭合，当SB2断开，KM1线圈继续得电，达到自锁控制。③按下SB3，常开开光闭合，KM1线圈继续得电，常闭开光断开，自锁支路断开，松开SB3，则KM1线圈断电，电机停止转动。达到点动控制。④按下SB2,后松开，控制电路自锁，按下SB1，常闭断开，控制电路失电，KM1线圈断电，电机停止转动。2、按钮和接触器双重联锁正反转控制线路：①按下SB1，闭合，断开，KM1线圈支路通电，KM2线圈支路断路，闭合，KM1控制支路自锁，同时断开，这样即使按下SB2，KM2线圈支路依然断路，避免电机电源线路短路。电机正转。松开SB1。②按下SB2，断开，KM1线圈支路断电，自锁消除，恢复闭合，KM2线圈支路通电，支路自锁，电机反转。松开SB2.③按下SB3，总控制电路断电，电机停止转动。3、工作台自动往返循环控制线路①按下SB1（后松开），闭合，KM1线圈支路通电，KM2线圈支路断路，闭合，KM1控制支路自锁，同时断开（保护电机电源电路短路），电机正转，工作台向左运动。若按下ST3，断开，KM1线圈支路断电，控制工作台左移时电机停止转动。②工作台左移运动到终点时，工作台按下ST1，断开，KM1线圈支路断电，恢复闭合，闭合，KM2线圈支路通电，支路自锁，电机反转，工作台右移，同时保护开关断开。按下ST4，可控制停止电机右移运动。学生实验报告③SB1，SB2为启动装置用，启动后，无控制作用。停止装置工作开按下SB3,4、三相异步电动机起动顺序控制（二）由分开两控制支路分别控制两电机，两支路互不影响各控制电机的启动和停止，从而实现先后启动，和先后停止。5、三相异步电动机停止顺序控制：按下SB2，SB4，KM1、KM2支路闭合自锁，两电机启动。若先按下SB1，由于KM2线圈通电，闭合，则KM1支路仍闭合导通，即不能控制M1电机停止转动。只有先按下SB3，KM2线圈断电，恢复断开，M2电机停止转动。再按SB1，由于断开，则KM1支路断电，M1电机停止转动。6、三相异步电动机两地控制：甲地（SB2，SB3），乙地（SB1,SB4）可同时控制电机的启动和停止。启动按钮为（SB2，SB4），停止按钮为（SB1，SB3）.五、实验数据及结果分析：六、实验心得继电器在电机控制电路中起主要作用，利用继电器可实现控制支路的自锁，其断开其他支路，起到保护电机电源电路，还有接通其他支路，使其他支路开关按钮失效。电机拖动继电接触控制实验是利用实物接线方式控制电机。利用PLC技术可免去接线的麻烦。
扩展阅读：实验一电力拖动自动控制系统实验报告
第五章仿真及实验
第一节晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一、实验目的
1熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
2掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。二、实验原理
晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流跳水装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。在本实验中，整流装置的主电路喂三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压Ua。改变Ug的大小即可改变控制角a，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。实验系统的组成原理如图5.1所示。
三．实验内容
1测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。2测定晶闸管直流系统电路电感值L..
3测定直流电机-直流发电机-测速发电机的飞轮惯量GD的平方。4测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td。5测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数Cm。6测定晶闸管直流调速系统机电时间常数Tm。7测定晶闸管触发及整流装置特性Ud=f（Ue）。8测定测速发电机特性Utg=f（n）。
四．实验仿真
晶闸管直流调速系统的原理如图5.1所示。该系统由给定信号、同步脉冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。图5.2势采用面向电气原理图方法构成的晶闸管直流系统的仿真模型。下面介绍各部分建模与参数设置过程。
1．系统的建模和模型参数设置
系统的建模包括主电路的建模和控制电路的建模俩部分。1）主电路的建模和参数设置
由图5.2可见，开环直流调速系统的主电路由三相对称交流电压器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。由于同步脉冲与晶闸管整流桥是不可分割的两个环节，通常作为一个组合体讨论，所以将触发器归到主电路进行建模。
2）三相整流桥时，桥臂数取3，A，B，C三相交流电源接到整流桥的输入端，电力电子元件选择晶闸管，参数设置的原则是：如果是针对某个具体的变流装置进行参数设置，对话框中的Cs,Ron,Ion,Vf应取该装置中晶闸管元件的实际值；如果是一般情况，不针对某个具体的变流装置，这些参数可先取默认值，若仿真结果理想，就可认可这些参数，这一参数设置原则对其他原价的参数设置也是实用的。
3）平波电抗器的建模和参数设置。
首先从元件模块组中选取“SeriesRLCBranch”模块，并将模块标签改为“平波电抗器”。然后打开平波电抗器参数设置对话框，参数设置如图5.5所示，平波电抗器的电感值是通过仿真实验比较后得到的优化参数，
4）直流电动机的建模和参数设置。
首先从电动机系统模块组中选取“DCMachine”模快，并将模块标签改为直流电动机。直流电动机的励磁绕组“F+-F-”接直流恒顶励磁电源，励磁电源可从电源模块组中选取直流电压源模块，并将电压参数设置为220V，电枢绕组“A+-A-”经平波电抗器接晶闸管整流桥的输出，电动机经TL端口接恒转矩负载，直流电动机的输出参数有转速n，电枢电流Ia励磁电流It,电磁转矩Ｔｔ，通过“示波器”模块可观察仿真输出图形。
进行直流电动机参数设置时，先双击直流电动机图标，打开直流电动机的参数对话框，直流电动机的参数设置如图５．６所示，其参数设置的原则与晶闸管整流桥相同。
图5.5平波电抗器参数设置
图５．６直流电动机参数设置
5）同步脉冲触发器的建模和参数设置。
同步脉冲触发器包括同步电源和6脉冲触发器两部分。
根据图5.1主电路的连接关系，即可建立起如图5.2所示的主电路仿真模型。图中触发器开关信号为“0”时，开放触发器；开关信号为“1”时，封锁触发器。
2）控制电路的建模和参数设置
晶闸管直流调速系统的控制电路只有一个定环节，它从输入源模块组中选取“Constant”模块，并将模块标签改为“给定信号”，然后双击该模块图标，打开参数设置对话筐，将参数设置为50rad/s。实际调速时，给定信号是在一定范围内变化的，读者可通过仿真实验，确定给定信号允许的变化范围。
将主电路和控制电路的仿真模型图5.1所示系统原理图的连接关系进行模型连接，即可得到图5.2所示的晶闸管直流调速系统仿真模型。
2.系统的仿真参数设置
在MATLAB的模型窗口打开“Simulatiom”菜单，进行“SimulatiomParameters”设置，如图5.7所示。
图5.7仿真参数设置
单击“SimulatiomParameters”菜单后，得到仿真参数设置对话框，参数设置如图5.8所示。仿真中所选择的算法为odc23s。由于实际系统的多样性，不同的系统需要采用不同的仿真算法，到底采用哪一种算法，可通过仿真实验进行比较选择。仿真的“Starttime”一般设为0，“Stoptime”根据实际需要而定。
图5.8仿真参数设置对话框及参数设置
3．系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析
当建模和参数设置完成后，即可开始进行仿真。在MATLAB的模型窗口打开“Simulation”
菜单，单击“Start”命令后，系统开始仿真，仿真结束后可输出结果，单击“示波器”命令后，通过“示波器”模块观察仿真输出图形，如图5.9所示，其中图5.9（a）、（b）、（c）、（d）分别表示直流电动机的电磁转矩Te曲线、电枢电流Ia曲线、角频率ω曲线和角频率与电枢电流Ia的关系曲线曲线。
根据图5.2的仿真模型，只要在系统模型图上双击“示波器”图标即可观察仿真输出结果，并可对其输出图形进行编辑。最终可得编辑后的输出图形如图5.10所示。
（a）直流电动机的电磁转矩Te曲线
（b）直流电动机的电枢电流Ia曲线
（c）直流电动机的角频率ω曲线
（d）直流电动机的角频率ω与电枢电流Ia的关系曲线曲线
图5.10显示的分别是晶闸管直流调速系统的电流曲线和转速曲线。可以看出，这个结果和实际电动机运行的结果相似，系统的建模与仿真时成功的。
图5.10编辑后的晶闸管直流调速系统的电流曲线和转速曲线
4.建模与参数设这的原理和方法
（1）系统建模时，将其分成主电路和控制电路两部分分别建模。
（2）在进行参数设置时，晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等装置（固有环节）的参数设置原则是：如果针对某个具体的装置进行参数设置，则对话框中的有关参数应该为装置的实际值。如果不针对某个具体装置的一般情况，课先去这些装置的参数默认值进行仿真。若仿真结果理想，可以认可这些设置的参数；若结果不理想，则通过仿真实验，不断进行西安书优化，最后确定其参数。
（3）给定信号的变化范围、调节器的的参数和反馈检测环节的反馈系数（闭环系统中使用）等可调参数的设置，其一般方法是通过仿真实验，不断进行参数优化。具体方法是分别设置这些参数的一个较大值个较小值进行仿真，弄清他们对系统性能影响的趋势，据此逐步将参数进行优化。（4）仿真时间根据实际需要确定，已能够仿真出完整的波形为前提。
（5）由于实验系统的多样性，没有一种仿真算法是万能的。不同的系统采用不同仿真算法，到底采用
哪一种算法更好，这需要通过仿真实验，从仿真能否进行，仿真的速度，仿真的精度等方面进行比较选择。
上述内容具有一般指导意义，在讨论后面各种系统时，遇到类似问题就不再细述。（1）作出实验所得的各种曲线，计算有关参数。（2）由Ksf(Ug)特性，分析晶闸管装置的非线性现象
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