雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)詳細(xì)

1、雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) 一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 掌握雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的組成、原理及各主要單元部件的工作原理。 2 熟悉直流PWM專用集成電路 SG3525的組成、功能與工作原理。 3 熟悉H型PWM變換器的各種控制方式的原理與特點(diǎn)。 4 掌握雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定。 二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 . PWM控制器SG3525性能測(cè)試。 2 .控制單元調(diào)試。 3 系統(tǒng)開環(huán)調(diào)試。 4. 系統(tǒng)閉環(huán)調(diào)試 5. 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)特性測(cè)試。 6 H型PWM變換器不同控制方式時(shí)的性能測(cè)試。 三.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成和工作原理 雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的原理圖 在中小容量的直流傳動(dòng)系統(tǒng)中，采用自關(guān)

2、斷器件的脈寬 雙閉環(huán)脈寬 ASR ACR UPW 調(diào)速系.統(tǒng)比相控系統(tǒng)具有更多的優(yōu)越性，因而日 DLD PWM 調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖 囲脈寬調(diào)制器，D UPW采用美國(guó)硅通用公司（Silico n Gen eral 功能全、通用性強(qiáng)的單片集成 結(jié)構(gòu)形式，UP 脈寬調(diào)制器 如圖610所示。圖中可逆 PWM變換器主電路系采用 LD為邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)， FA為瞬時(shí)動(dòng)乍的過流保護(hù) 廠的第二代產(chǎn)品 IGBT所構(gòu)成的H型 。TA SG35是一種性能優(yōu)良, PWM控制器。由于它簡(jiǎn)單、可靠及使用方便靈活，大大簡(jiǎn)化了脈寬調(diào)制器的設(shè) 計(jì)及調(diào)試，故獲得廣泛使用 TG 四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器 1 NMCL系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。

3、2 NMCL 18 組件 3 NMCL 31A 組件 4 NMCL-22 掛箱 6 M MEL 13 組件。 7 直流電動(dòng)機(jī) M03。 8 雙蹤示波器。 五. 注意事項(xiàng) 1 直流電動(dòng)機(jī)工作前，必須先加上直流激磁。 ASR的RP3電位器逆時(shí)針旋到底，使調(diào)節(jié)器 2 接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時(shí)，為了防止振蕩，可預(yù)先把 3 測(cè)取靜特性時(shí)，須注意主電路電流不許超過電機(jī)的額定值（1A ）。 4 系統(tǒng)開環(huán)連接時(shí)，不允許突加給定信號(hào)Ug起動(dòng)電機(jī)。 5 起動(dòng)電機(jī)時(shí)，需把 MMEL-13的測(cè)功機(jī)加載旋鈕逆時(shí)針旋到底，以免帶負(fù)載起動(dòng)。 6 改變接線時(shí)，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕，同時(shí)使系統(tǒng)的給定

4、為零。 7 雙蹤示波器的兩個(gè)探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時(shí)，必須使兩探頭的地線同電位（只用一 根地線即可），以免造成短路事故。 8 實(shí)驗(yàn)時(shí)需要特別注意起動(dòng)限流電路的繼電器有否吸合，如該繼電器未吸合，進(jìn)行過流保護(hù)電路調(diào)試或 進(jìn)行加負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，就會(huì)燒壞起動(dòng)限流電阻。 9.系統(tǒng)整定要求滿足超調(diào)量小于5%，調(diào)節(jié)時(shí)間小于 3秒。 六. 實(shí)驗(yàn)方法 1. SG3525及控制電路性能測(cè)試 （1）調(diào)節(jié)UPW單元的RP電位器使輸岀波形的占空比為二分之一，UPW的2端與DLD單元的1相連， 按下Si開關(guān)，檢查 GiEi,，G2E2，G3E3，G4E2之間的波形是否正常 2 開環(huán)系統(tǒng)調(diào)試 按圖5-19接線。斷

5、開主電源，將三相調(diào)壓器的U、V、W接主電路的相應(yīng)處，將主電路的 1、3端相 連， 6、7端接入直流電動(dòng)機(jī) M03的電樞及700mH的電感，電樞回路要串入NMCL 31A上的指針式電流表。 電機(jī)加上勵(lì)磁。 22掛箱的地與G（給定）的地相連，G（給定）的輸岀接到UPW的3端。 （1）系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性測(cè)定 增大給定值，使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)1400r/min，調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)加載旋鈕，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)測(cè)取7 8個(gè) 點(diǎn)，記錄相應(yīng)的轉(zhuǎn)速 n和轉(zhuǎn)矩M （或直流發(fā)電機(jī)電流 id） n=1400r/min n(r/mi n) 1400 1383 1311 1277 1257 1191 1083 1060 1028 id

6、(A) 0.09 0.11 0.21 0.28 0.31 0.49 0.82 0.91 1.01 M(N.m) 0.08 0.12 0.26 0.35 0.41 0.66 1.13 1.24 1.39 調(diào)節(jié)給定值，使 n=1000/min和n=500r/min，作同樣的記錄，可得到電機(jī)在中速和低速時(shí)的機(jī)械特性。 n=1000r/min n(r/mi n) 1000 994 910 887 852 779 737 701 654 id(A) 0.08 0.09 0.22 0.29 0.38 0.59 0.71 0.82 1.01 M(N.m) 0.007 0.10 0.28 0.37 0.51

7、0.82 1.0 1.16 1.44 n=500r/m in n(r/mi n) 503 402 470 359 295 266 230 168 id(A) 0.08 0.24 0.13 0.34 0.55 0.65 0.78 1.00 M(N.m) 0.07 0.30 0.16 0.45 0.76 0.89 1.06 1.35 斷開主電源，給定開關(guān)撥向“負(fù)給定”，然后按照以上方法，測(cè)岀系統(tǒng)的反向機(jī)械特性。 （2）速度反饋系數(shù)的調(diào)試 轉(zhuǎn)速計(jì)輸岀“ +”、“ -”分別與NMCL 31A上的FBS的“ 2”、“ 1”相連（注意此時(shí)速度反饋應(yīng)接成負(fù) 反饋）,G（給定）打到正給定，調(diào)節(jié)正給定值使電機(jī)轉(zhuǎn)

8、速逐漸升高，并達(dá)到1400r/min，調(diào)節(jié)FBS的反饋電位 器，使速度反饋電壓為 2V 4閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)試 將 ASR,ACR 均接成 PI 調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)。 按圖片接線(“接線圖實(shí)驗(yàn)一”) (1)速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試 (a) 反饋電位器 RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最?。?(b) “ 5”、“ 6”端接入 MEL 11電容器，預(yù)置 57卩F; (c) 調(diào)節(jié)RP1、RP2使輸岀限幅為士 2V。 ( 2)電流調(diào)節(jié)器的調(diào)試 (a) 反饋電位器 RP3逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最??； (b) “ 5”、“ 6”端接入 MEL 11電容器，預(yù)置 57卩F; (c) 給定開關(guān)S2打向“給定

9、”，S1開關(guān)扳向上，調(diào)節(jié) RP1電位器，使 ACR輸岀正飽和，調(diào)整 ACR的 正限幅電位器 RP1 ，用示波器觀察 UPW 單元 “2”的脈沖，不可移岀范圍。(占空比不能為 1) S2 開關(guān)打向“給定”， S1 開關(guān)打向下至“負(fù)給定”，調(diào)節(jié) RP2 電位器，使 ACR 輸岀負(fù)飽和，調(diào)整 ACR 的負(fù)限幅電位器 RP2，用示波器觀察 UPW單元“ 2”的脈沖，不可移岀范圍。 5系統(tǒng)動(dòng)態(tài)波形的觀察 用二蹤慢掃描示波器觀察動(dòng)態(tài)波形，并記錄動(dòng)態(tài)波形。在不同的調(diào)節(jié)器參數(shù)下，觀察，記錄下列動(dòng)態(tài)波 形： ( 1 ) 突加給定起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形，讀岀超調(diào)量及調(diào)節(jié)時(shí)間 ( 2) 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)

10、突加額定負(fù)載和突降負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形，讀岀動(dòng)態(tài)速降 及恢復(fù)時(shí)間 注：電動(dòng)機(jī)電樞電流波形的觀察可通過ACR的第“ 1”端 轉(zhuǎn)速波形的觀察可通過 ASR的第“ 1”端。 6.系統(tǒng)靜特性測(cè)試 (1)機(jī)械特性n=f (Id)的測(cè)定 S2開關(guān)打向“給定”，S1開關(guān)扳向上，調(diào)節(jié) RP1電位器，使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速至1400 r/min , 再調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)加載旋鈕，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)分別記錄78點(diǎn)，可測(cè)出系統(tǒng)正轉(zhuǎn)時(shí)的靜特 性曲線n=f (Id) n(r/mi n) 1396 1392 1391 1386 1385 1377 I(A) 0.08 0.2 0.3 0.5 0.7 1 S2開關(guān)打向“

11、給定”，S1開關(guān)打向下至“負(fù)給定”，調(diào)節(jié) RP2電位器，使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速 78點(diǎn)，可測(cè)岀系 (2 )閉環(huán)控制特性 n=f(Ug)的測(cè)定 S2開關(guān)打向“給 n(r/mi n) -1404 -1400 -1397 -1394 -1390 -1388 I(A) 0.08 0.2 0.4 0.6 0.8 0.98 至1400 r/min，再調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)加載旋鈕，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)分別記錄 統(tǒng)反轉(zhuǎn)時(shí)的靜特性曲線 n=f (Id) 定”，S1開關(guān)扳向上，調(diào)節(jié)RP1電位器，記錄 Ug和n，即可測(cè)岀閉環(huán)控制特性n=f(U g) n(r/mi n) 1404 1203 1067 907 757 620 Ug(V

12、) 2.897 2.5 2.32 1.913 1.580 1.339 七. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1 列岀開環(huán)機(jī)械特性數(shù)據(jù) ,畫岀對(duì)應(yīng)的曲線，并計(jì)算岀S及開環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍。 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算岀電流反饋系數(shù)B與速度反饋系數(shù)a。 3列岀閉環(huán)機(jī)械特性數(shù)據(jù)，畫岀對(duì)應(yīng)的曲線，計(jì)算岀S及閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍，并與開環(huán)系 統(tǒng)調(diào)速范圍相比較。 4 列岀閉環(huán)控制特性 n=f ( ug)數(shù)據(jù)，并畫岀對(duì)應(yīng)的曲線。 5.畫岀下列動(dòng)態(tài)波形 (1) 突加給定時(shí)的電動(dòng)機(jī)電樞電流和轉(zhuǎn)速波形，并在圖上標(biāo)岀超調(diào)量等參數(shù)。 (2) 突加與突減負(fù)載時(shí)的電動(dòng)機(jī)電樞電流和轉(zhuǎn)速波形。 八. 思考題 1 為了防止上、下橋臂的直通，有人把上、下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間調(diào)得很大，這樣做 行不行，為