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直流电动机实验原理(直流电动机实验原理图解

来源:www.xrdq.net   时间:2022-12-27 21:06   点击:91  编辑:admin   手机版

1. 直流电动机实验原理图解

三相直流电机结构比交流电机结构相对简单很多,而且三相交流电机电枢绕组是在定子上的,这与直流电机在转子上门不一样了。

当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

1.异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用产生的。

2.但异步电动机的定子主磁通却并不是静止的,而是以一定的转速旋转着的。

3.产生转子电流的必要条件是转子绕组切割定子磁场的磁力线。因此,转子转速必须低于定子磁场的转速(即为“异步”)。

2. 直流电机认识实验实验原理

直流电机调速器原理:

(1) 调压器是改变输入电压调速

A. 弱磁调速,改变励磁电压,降压就升速,升压就降速;B. 改变电枢电压,升压就升速,降压就降速,这个采用得很多。

总之改变电压必需要有一个调压装置,可以是串电阻,可以是用直流调压器。 但在弱磁调速中,励磁电压一定要有,如果没有励磁电压将会产生飞车,那是很危险的

(2) 可控硅移相调速:移相触发是可控硅控制的一种方式,其是通过控制可控硅的导通角大小来控制可控硅的导时间,从而改变负载上所加的功率。控制波动小,使输出电流、电压平滑升降

(3) 脉宽调速:PWM直流调速器是电压被有效分割比例,是靠改变脉宽比,电流型调速方式,调速使得电机低速时保持扭矩.

3. 直流电动机的基本操作实验

专业主语应该叫电机的“扭矩”,单位是N·m(牛米)计算公式是T=9549*P/n。P是电机的额定输入功率单位是千瓦(KW)分母是额定转速n单位是转每分(r/min)P和n可从电机铭牌中直接查到另外,可用扭矩测试仪直接测量。

4. 直流电动机实验原理图解大全

主要是看电机适用的电压,比如说直流220V电机,用整流桥将交流转换为直流,接上电机就可以使用,简单来说市电220V经过整流输出220V直流就可以使用,如果是6~120V直流电机的话,220V需要经过整流器输出高压直流,通过降压稳压一系列后,达到输出稳定的直流电压,才能是电机所适用的电压。

直流电机里边固定有环状永磁体,电流通过转子上的线圈产生安培力,当转子上的线圈与磁场平行时,再继续转受到的磁场方向将改变,因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触,从而线圈上的电流方向也改变,产生的洛伦兹力方向不变,所以电机能保持一个方向转动

5. 直流并励电动机的实验原理

工作原理

注:根据DMD ISOLATE(电流给定值)参数使用数字I/P3,在电流控制或速度控制(默认)之间选择。如果允许调速换器,作为一个电流控制器,如果禁止(默认),就作为一个速度控制器。

电流环

电流环从速度环,或直接从设备接受需求,并形成误差信号,它是需要与平均反馈值之间的差值。误差信号被馈送到比例+积分调节器,它产生电流环的输出,即点火信号。

在调速器中,以两种不同的形式生成误差信号:

1、平均误差计算是需求与平均反馈值之间的差值,并被馈送到P+1算法的积分部分;

2、瞬时计算误差为需求与瞬时反馈值之间的差值.这一误差被馈送到P+1算法的比例部分,给出较高的瞬时性能,因为与平均值不同,不含有任何时间滞后.而平均值含有电源周期1/6的固有滞后.但平均值是转矩的真实量度;而转矩是电流控制的目的,而且在达到零稳态误差中,不受很小的时间滞后的影响。

点火信号转换为电源过零点的一段时间滞后(通过锁相环取得),并且生成点火发指令,在稳态下,每1/6电源周期向晶闸管组件发一次。

以下分开讨论电源控制器的一些特殊特点:

自适应电流控制

晶闸管6脉冲整流器的增益(整个触发角范围内的电压一时间区域),在电枢电流不连续处急剧下降。这是用自适应算法处理,是电流在不连续工作区域内以一步(触发)之差跟踪电流需求.

反电动势(BEMF)的估算

电机静止时,零电流的触发角是120度.在电机以不同的速度旋转时,零电流的触发角沿余弦轨迹移动。

如果要使电流环的带宽,在电流从主桥向副桥(反之亦然)反向过程中,保持在尽可能高水平,就必须尽可能紧密地跟踪这一轨迹.

在电流反向时,带宽损失有两种原因.

首先,整流器增益损耗,须以精确的方法补偿,这是自适应算法的目的.

其次, 上述算法也依赖下一个工作桥中触发角的精确初始值,以把“死区时间”(见下述的零电流时间间隔)和上 到所需电流要求的时间减少到最小程度。

.

要得到精确的触发初始值,必须知道工作反电动势。在调速器中,是通过硬件峰值电流监测器和相应的软件算法结合起来得到的。

桥转换延迟

桥转换“死区时间”,即零电流时间间隔,是可编程的,从1到1500(通过“保留专用菜单”),系统预设值为1毫秒。

“死区时间”可是设定为1/6主电流周期的倍数,其数值为1到6,即最大值为6 3.33=20毫秒(50赫之下)。这与使用大功率换流器有关;在这种换流器中,留有较多的,使电流被吸收掉以便换向。还与电枢电感很大的电机也有关系。在这种电机中,零电流检测是较灵敏的,所以在桥转换延时中有一延时“保险系数”以利换向。

对于7到1500的数值,延时相当于7 1.33微秒到1500 1.33微秒=2毫秒(最大值)

手动调谐

注: 如果可能使用自动调谐的话,这个程几乎很少使用或被要求。

当自动调谐有两个限制时,可能需要执行一个手动调谐:

1、 自动调谐要求励磁线圈关断,所以,当自动调谐永磁电动机或具有较高 磁的他激电机时,轴要求夹紧;

2、 自动调谐的第一部分确定了不连续到连续的边界电平,也就是,平均值在电枢电流恰好变为连续处的。自动禁止励磁,慢慢地提高触发角,直到电流包络线的 率实质性改变,指示出连续的运行区域为止。

自动调谐的第二部分,在第一部分确定的连续的区域内,在电流要求中施加阶跃变化。当电流反馈在1到2步接近最终的设定值时,自动调谐功能中止,“励磁使能”返回到它的初始状态。然后保留P&I增益和不连续的边界电流值。如果边界电流值(第一部分)很高,也就是说大于150%,那么,自动调谐第二部分的阶跃变化,要在200%以上的范围内,这可能造成过电流跳闸。在这种情况下,可取的办法是,设定I增益为足够大的数值(典型为10),以便在整个不连续区域能快速响应;P增益设定较低的数值(典型为1,不重要,因在不连续区内没有有效电枢时间常数要补偿);最后设定“不连续”为零,消除自适应方式。但同时必须使“丢失脉冲报警”禁止;负载电流在“不连续”水平以上时,会激发报警,而且,如仍处于启动状态,会造成误跳闸。为使报警禁止,须输入保留给Eurotherm公司人员的“特密口令”。其次,在“保留”的菜单中,它以“系统”分菜单的形式出现,称为“Health Inhibit”(正常禁止)的参数应设定为十六进制0×0002。

上述建议是假设在连续区内,即上例中150%以上,电流极限会阻止电机运行。如不是这样,例如电流极限设定在200%时,须进行“手动”调谐。

必须通过以下步骤,把“不连续”参数设定为正确值。使励磁禁止或使之断开,设定电流极限为零,并启动驱动装置。逐渐提高电流极限,同时从示波器上观察电流反馈波形(见以下诊断部分)。在脉冲之间没有零间隔,而又“一齐出现”

时,读起这一电流极限值(或电流需求),并设定“不连续参数为着一数值。如着一数值很高(在电流极限之上)。那么应设定为零,并遵照上述2中的建议。在这中情况下,调速器不执行自适应功能(在不连续区内),所以在电流环的响应中回发现性能受到损失。

随后

● 向电流要求输入端(A3)施加矩形波,并使电流要求隔离端(C8)为NO;

● 或向接受端(A6)“转换”输入两个电流极限值,拧以正常的速度环方式运转。

理想的方法是,是这一输入信号偏置在“不连续”水平之上,以使调速器在连续电流区运转。

然后可以增加I增益值,以便快速上升,但过冲不能超过10%,以后可增加P增益到极限阻尼响应,即实际上没有过冲。

电流环控制不正确设置,I时间 电流环控制不正确设置,P 增益太小

常数太短,提高了电流环I时间 —提高了电流环P增益。

常数。

电流环响应正确调整

调协要点

如I增益过高,响应就会欠阻尼,(过冲太大,而且长时间振荡才能稳定)。

如I增益太低,响应就会过阻尼(长时间指数上升)。

在I增益设定在最佳值时,如P增益太低,响应会过阻尼。同样,如P增益太高,

响应也会恢复到欠阻尼,趋向完全不稳定。

诊断

“实际”电枢电流诊断点,是校正板下第一个(左侧)检测点。在100%电流时,给出

1.1伏平均值。其极性也指示工作,即,对主桥(正电流要求)它为负;对副桥(负电流

要求)它为正。

速度环

速度环从外部回路(即位置环)接受需求,或直接从设备接受,并形成误差信号,这是需求如反馈的差值。误差信号被馈送到比例+积分补偿器,后者产生速度环输出,即电流需求信号。

积分增益在人机接口处被转换成时间常数(秒),能相对于某一负载时间常数,较明确规定补偿器的功能。

速度环与电流环同步

P+I算法的比例部分,在电流环的每次运行前便立即执行,因此保证有最小的时间滞后,并有最大的带宽。

模拟测速仪和编码器的组合反馈

在P+I的比例部分使用模拟测速反馈,在积分部分使用编码器反馈(用电流环类似的原理),因此调速器把最大的瞬间响应与数字反馈的高稳态精度结合起来。

电流需求率极限(di/dt)

访问“保留”菜单的di/dt极限,现在仅保留给Eutotherm公司人员。

这是施加在电流需求变化率上的极限,用于有整流限制和不能吸收快速转矩瞬态机械系统的电机,也用作对电流摆幅(0-200%)限制电流过冲的手段。系统预设值为35%(即最大允许变化是1/6电流周期中满载电流的35%),在0到100%范围内,实际上对电流响应没有实际影响。

励磁控制

设定

电流控制器P+I增益的设定,是用前述同样方法手动完成的,见第四章:“电流环-手动调谐”中所描述的。还有一种方便的方法,是从“中断”方式到“备用”方式来回转换几次,并观察在电流响应0-50%的变化中上升时间和过冲。削弱励磁增益的设定,是观察电枢电压反馈对过冲和稳定时间的变化而完成的。“电动势增益”参数,系统预设为0.30(有效增益为30),而且一般变化在0.20到0.70的范围内(较大的设定值一般要引起不稳定)。“电动势超前”参数应设定在励磁电流回路的时间常数附近。系统预设为2.00(200毫秒)。最后“电动势滞后”系统预设为40.00(400毫秒),一般应在“电动势超前”的10到50倍的范围内。

调谐削弱磁场回路,也取决于通过基速的的加速率,反之亦然,如电枢电压过冲,是快速加速率的问题,那么,建议使用“反馈超前/滞后”补偿限制过冲,见上边的讨论。如不是这一问题,那么建议使用上述反电动势反馈增益的系统预设值(即禁止);这样,对较快的励磁响应,有可能在正向进一步提高传递函数增益(“电动势增益”和“电动势超前”)。

总之,在较高频率下提高衰减会引起增益增加,同时保持所需的相位余量,记住,补偿器的负角、降低角曲线,要保持所需的相位余量(45~60度),须降低相位余量频率。这是对数值曲线过0分贝线的频率。因为相位余量频率具有表示系统响应速度的特征,所以应该降低到最小值。把T1设定在大于100毫秒的地方,使角频率1/T1保持在尽可能低的数值,便能达到上述目的。T1的上限收稳定时间要求的支配。

电流控制

励磁电流回路可直接接受来自设备和外部削弱磁场回路的要求,并形成误差信

号,这是给定与反馈的差值。误差信号被馈送至P+I补偿器,后者产生励磁回路输出,即励磁触发角信号。

触发角信号被转换成距电源过零点的时间延迟(通过用于电枢的同一个锁相环取得),并生成触发指令,在稳态每1/2电源周期向励磁桥发送一个指令。

电压控制

这铭牌上不指定励磁电流定额的电机,提供一种开环电压控制功能。励磁电压使按规定的“输出输入比率”控制,系统预设为90%。这是在单相整流电路中,对指定的交流均方根输入能获得的最大直流电压,即415伏交流电源为直流370伏。这一指定的比率,直接确定控制器工作的触发角,所以 不补偿励磁电阻的热效应,和电源电压变化。还有一点要值得注意的,用这种方式,励磁过电流报警是无效的(因无电流换算),所以这种方式不推广用于比励磁电压额定值大得太多的电源。

弱磁控制

弱磁回路接受“MAX VOLTS”(最大电压)(系统预设为100%)作为需求,所形成的误差信号为给定电压与反馈电压之差,误差信号馈入超前/滞后补偿器产生弱磁回路输出,即,从励磁设定点(系统预设为100%渐趋以产生利息需求的励磁电流回路,电枢反馈电压,便得出对励磁电流回路的励磁要求。“min fld current”(最小励磁电流)参数(系统预设为10%),限制削弱磁场范围内的最小电平。

超前/滞后补偿器有一直流增益(“电动势增益”=kp)、一超前时间常数(“电动势超前”=T1)和一滞后时间常数(“电动势滞后”=T2)。

注:当以电枢电压反馈运行时削弱磁场是不可能的。尽管在此情况下,削弱磁场能被允许,但是一个软件联锁把励磁需求钳制在100%,不允许削弱磁场去减小它。

超前/滞后

超前/滞后{传输函数=KP×(1+ST1)/(1+ST2)}与P+I{传输函数=KP×(1+ST)/ST}相比,有一小小缺点,即直流增益不是“无限”的,所以有一“限定”稳态误差。对于“电动势增益”值>0.20(实际值为20)的范围,这一误差保持在十分小的程度。

超前/滞后的优点是,它允许在较高的频率有较大的衰减。高频增益为KpT1/T2,所以,保持较高的T2/T1比率(一般为10以上),对1/T1之上的频率,对数值按20log(T2/T1)降低。

为了把过冲电压减小到最小程度,在电枢电压反馈回路中增加了一个附加的反馈超前/滞后补偿器。在通过基速快速加速,从而以较快的速率增加反电动势时,这一补偿器特别有用:因为在这种情况下,由于励磁时间常数一般取得较大,励磁电流不可能减弱。“bemf fbk lead”/“bemf fbk lag”(“反向电动势反馈超前”/“反向电动势反馈滞后”)的比率,总应大于1,以便能超前作用,使励磁提前开始减弱,但我们不提倡把这一比率提高到比2~3倍大得太多,否则就会产生不稳定。上述参数以毫秒为单位的绝对设定值,取决于总的励磁时间常数。系统预设为1(100毫秒/100毫秒),这意味着这一功能被禁止。

6. 直流电动机认识实验实验原理

直流异步电机是根据通电流的导体在磁场中会受力的原理来工作的。

当直流电源通过电刷向电枢绕组供电时,电枢表面的N极下导体可以流过相同方向的电流,根据左手定则导体将受到逆时针方向的力矩作用;电动机的转子上绕有线圈,通入电流,定子作为磁场线圈也通入电流,产生定子磁场,通电流的转子线圈在定子磁场中,就会产生电动力,推动转子旋转。

转子电流是通过整流子上的碳刷连接到直流电源的。

7. 直流电动机实验原理图解视频

答:弱电ba系统是楼宇自动化控制系统的意思。

弱电BA是指:直流电炉火音频、视频线路、网咯线路,直流电压在32V以内。弱电BA是用于信息传递。电话、电脑、电视机的信号输入、音响设备、门禁等均为弱电电气设备。弱电系统主要针对的是建筑物,包括大厦、小区、机场、码头、铁路、高速公路等。

强电和弱电从概念上讲,一般是容易区别的,主要区别是用途的不同。强电是用作一种动力能源,弱电是用于信息传递。

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