实验 开环直流调速系统的分析与测试
一、实验目的
1．熟悉三相桥式全控整流电路的结构特点，以及整流变压器、同步变压器的联接。2．掌握KC785集成触发电路的应用,掌握三相晶闸管集成触发电路的工作原理与调试（包括各点电压波形的测试与分析）。
3．研究三相全控桥式整流电路①（电阻负载时），在不同导通角下的电压与电流波形。4. 熟悉小功率晶闸管直流调速系统的工作原理，掌握直流晶闸管调速系统的整定与调试。
二、实验电路与工作原理
图1
1．三相全控桥式整流电路如图1所示。
图中6只晶闸管按顺序导通，其特点是：
晶闸管导通的起始点（即自然换相点）：对共阴极组的T1、T3、T5为Ua 、Ub、Uc三个正半波的交点，而对共阳极组的T4、在共阳极组和共阴极T6、T2为三相电压负半波的交点。组的管子中，只有各有一个导通，才能构成通路。为了保证电路能启动和电流断续后能再触发导通，必须给对应的两个管子同时加上触发脉冲。
图中TA为电流互感器（三相共3个）（HG1型，5A/2.5Ma,负载电阻<100欧），由于电流互感器二次侧不可开路（开路会产生很高的电压），所以二次侧均并有一个91欧的电阻。
2．整流变压器与同步变压器的接线如图2。
UA1UB1ABCABCUC1UAUBUCTS(Yy10)abcabcYy10(Y/Y-10)Dy11(△/y-11)USCUSAUSB(a) 图2 (b)
1）采用整流变压器主要是为了使整流输出电压与负载电压相匹配。本系统的负载为电
动机，其电压为100V，由三相全控桥的公式Ud=2.34U2（U2为变压器次级侧相电压），有U2=43V。
2）整流变压器接成Dy型（Δ/Y-11），可有效抑制整流时产生的三次谐波对电网的不良影响。整流变压器还起电气隔离作用，有利人身安全。
3）同步变压器的接法为Y/Y-10。
4）同步变压器与整流变压器的联接如图2(b)所示。3．触发电路如图3所示。
图3
本电路的触发电路的核心是集成触发器KC785（TCA785），它是锯齿波触发器，封装，形式是DIP-16，它的引脚功能见下表
引脚编号12I/O类型IO代号功能引脚编号92触发脉冲输出的“非”逻辑脉冲信号输出2触发脉冲输出的“非”10I/O类型代号功能地/Q2R9C10锯齿波电阻连接端锯齿波电容连接端移相控制电压输入端Q1、Q2脉宽控制端/Q1、/Q2脉宽控制端1触发脉冲输出2触发脉冲输出电源端34OOQV/Q11112IVCC125678IIOOVSYNC同步电压输入IQZVref13OOILQ1Q2VS脉冲信号禁14止端输入逻辑脉冲信号输出基准电压输出1516触发电路还用到KC41和KC42（CD4011）。其中，KC41是双脉冲形成电路，KC42是脉冲列形成电路。触发单元的输入信号有：
1）正弦同步电压uSa、uSb、uSc；（13V）；2）移相控制电压UC（直流0~8V）；
3）直流偏置电源：+12V、+15V、+24V；
4）脉冲输出控制CR：CR=0，脉冲正常输出，CR=1，无脉冲输出；触发脉冲输出端：G1、K1T1，G2、K2 T2……. G6、K6 T6。三、实验内容与步骤
1．触发电路的调节
将同步变压器接成Y/Y-10；
将同步电压uSa、uSb、uSc送到触发单元
将直流电源+12V、+15、+24V接到触发电路；将触发单元CR接地；
控制电压Uc端直接接至转速调节器的给定电源上，接通电源，先使Uc为+4V左右，观测N1的脚（锯齿波）的幅值及波形；
调节RP1使N1锯齿波的幅值的7.8-7.9V，再以N1的锯齿波为基准，调RP2和RP3，使N2和N3锯齿波斜率与N1相同；
调节控制电压Uc，使Uc由0-8V，观察脉冲的移相，然后将Uc=6V测量6个触发脉冲是否互差60℃；
若各触发脉冲正确无误，则在切断电源后，将脉冲变压器的输出接到对应晶闸管的G.K极；关闭电源。2．主电路联接
将整流变压器接成DY型（△/Y-11），整流变压器的初级与同步变压器的初级相联；将整流变压器次级电压加到主电路（a、b、c接L1、L2、L3）；
将6路触发脉冲输出按编号接到主电路的6只晶闸管的控制极和阳极；将可变电阻器作为负载接在主电路的输出端U1、U2；将直流电表接在负载上，测量负载电流、电压（将直流电压表与负载并联，将电流表与负载串联）；
接通电源变压器次级电压达到43V左右为正常，调节控制电压Uc主电路U1、U2两端的输出电压在0~90V之间变化为正常；关闭电源。
3．系统联接及调试
将直流电动机作为负载接在主电路的输出端U1、U2；
将转速调节器的给定电源调至最小,接通电源,改变负载电流记录下转速变化情况；空载时，调节Us，使电动机两端平均电压分别为80V、60V、45V、30V，测量此时电机的转速数值以及电压波形。
直流调速系统的开环机械特性
将Us调至零，首先调节Us（1V左右），使Ud=80V，然后逐渐加大机械负载。调节涡流制动器电压0~100V ，并适当增加摩擦阻力，使电动机电流Id分别为0.12A（空载电流）、0.2A、0.3A、0.5A、0.8A，并记录对应的电动机转速n。
四、实验预习要求
1．复习三相整流晶闸管触发电路，变压器Y/Y10接法，DF11接法。2．了解直流调速系统的工作原理和系统框图。3．了解本实验正常时的工作状态。
五、实验报告要求
1．整理实验数据，根据本实验的目的写出实验小结。2．对本实验中的故障现象进行分析。
六、实验注意事项
1、由于这为一大型实验，涉及许多理论知识，因此实验前要复习电力电子课程自动控制
系统的相关知识，并仔细阅读实验指导书。
2、由于示波器的Y1和Y2有公共的地端，因此，在同时测量主电路与控制电路时，不能
直接双踪测量，必须用一只隔离变压器。直接测量会损坏造成仪表损坏。
3、本实验由连接很容易出错，尤其极性容易搞错，因此连线时，要认定起始端，逐个向
下连接，并注意它们的极性是否符合要求。
4、增加机械负载时，以涡流制动为主，机械摩擦制动为辅。注意涡流制动器电源电压不超
过100V，加载要注意电机电流变化，不要长时间过载。
