《運動控制系統(tǒng)》實驗指導(dǎo)書

1、運動控制系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書運動控制系統(tǒng)實驗指導(dǎo)書逄海萍 劉建芳 編青島科技大學(xué)自動化與電子工程學(xué)院電氣工程教研室目 錄實驗一 晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試1實驗二 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研究4實驗三 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)8實驗四 雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)15實驗一 晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試一、實驗?zāi)康?熟悉直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的工作原理及調(diào)速系統(tǒng)對其提出的要求。2掌握直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的調(diào)試步驟和方法。二、實驗內(nèi)容1轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器ACR的調(diào)試2觸發(fā)單元的調(diào)試3主電路的調(diào)試三、實驗設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實驗臺主控制屏。2MC

2、L-31組件(適合MCL-111)3MCL-34組件。4MEL-11掛箱5雙蹤示波器6萬用表四、注意事項1雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時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。2電流表要與電動機的電樞串聯(lián)，嚴(yán)禁并聯(lián)。3改接線路前斷開電源。4脈沖觀察孔不能于晶閘關(guān)門極相連。五、實驗方法及步驟1 速度調(diào)節(jié)器(ASR)的調(diào)試 (1)調(diào)整ASR的輸出限幅值“5”、“6”端接MEL-11掛箱電容(7)，使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，將Ug接到ASR的1端，零速封鎖(DZS)的3端接到ASR的4端，零速封鎖開關(guān)打到“解除”。接通“低壓直流電源”，增加給定，調(diào)節(jié)

3、ASR的RP1,RP2,使ASR的輸出限幅值為±3V。給定調(diào)到0，斷開“低壓直流電源”。(2)測定輸入輸出特性將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接(“5”、“6”端短接)，使ASR調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器。接通“低壓直流電源”，調(diào)節(jié)給定電位器,向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負電壓，測出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出達到限幅值，并畫出輸入輸出特性曲線。給定調(diào)到0，斷開“低壓直流電源”。(3)觀察PI特性拆除“5”、“6”端短接線，接通“低壓直流電源”，分別突加正、負給定電壓，萬用表觀察輸出電壓的變化規(guī)律。(4) 切斷“低壓直流電源”UexASR原理圖2電流調(diào)節(jié)器(ACR)的調(diào)試(1)調(diào)整輸出正、負限幅值“9”、 “10

4、”端接MEL-11掛箱電容，使調(diào)節(jié)器ACR為PI調(diào)節(jié)器，將Ug接到ACR的1端，零速封鎖(DZS)的3端接到ACR的8端，零速封鎖開關(guān)打到“解除”。 調(diào)節(jié)給定電位器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正、負限幅電位器，使輸出正負最大值等于土5V。(2)測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接(“9”、“10”端短接)，使調(diào)節(jié)器ACR為P調(diào)節(jié)器。 接通“低壓直流電源”，調(diào)節(jié)給定電位器,向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負電壓，測出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出輸入輸出特性曲線。 給定調(diào)到0，斷開“低壓直流電源”。(3)觀察PI特性 拆除“9”、 “10”端短接線，突加給定電壓，分別突加正、負給定電壓，萬用表

5、觀察輸出電壓的變化規(guī)律。3移相觸發(fā)電路的調(diào)試（1）主電路未通電，接通MCL一32T電源控制屏的“低壓直流電源”開關(guān),將MCL-31板上的直流低壓電源引到MCL-33板上. (2) 用示波器觀察 MCL33的六個脈沖觀察孔，應(yīng)有雙窄脈沖，且間隔均勻，幅值相同。（3）檢查脈沖的相序：1號孔的脈沖應(yīng)比2號孔超前60度，2號孔的脈沖應(yīng)比3號孔超前60度，。若相序不對，應(yīng)調(diào)整相序。 (4)調(diào)整移相范圍：觸發(fā)電路輸出脈沖的相位應(yīng)在3090范圍內(nèi)可調(diào)。調(diào)整步驟: 關(guān)掉“低壓直流電源”,將給定電位器逆時針旋到頭,此時Ug=0,S1撥向“正給定”,連接Ug和Uct. 閉合低壓直流電源. 用雙蹤示波器同時觀察MC

6、L-33板上的U相同步信號和1號孔觸發(fā)脈沖,觀察觸發(fā)脈沖的相位是否為=90°(注意:同步信號30°的點為自然換向點,即=0°的點.),若不對,應(yīng)調(diào)節(jié)偏移電壓電位器,使=90°. 慢慢加給定信號,此時觸發(fā)脈沖應(yīng)前移.當(dāng)移到=30°時,記下此時的給定電壓Ug的數(shù)值. . 將給定電位器逆時針旋到頭, 關(guān)掉低壓直流電源.（5）觀察晶閘管的控制極與陰極的觸發(fā)脈沖：將MCL-33板上的Ublf接地，接通“低壓直流電源”，用示波器的一個探頭逐個觀察每個晶閘管的控制極、陰極電壓波形，應(yīng)有幅值為1V2V的雙脈沖。（注意：此時要逐個測試，不得同時觀察兩個晶閘管上的

7、脈沖。）（6）斷開主電路和控制電路電源。圖1 三相全控橋式整理電路帶電阻性負載時的工作波形4.主電路的調(diào)試（1）按圖2接線。將電流表串聯(lián)到電樞回路中, B1和b1相連，B2和b2相連，接入1800電阻。直流電流表L1800將主電路(I組)接成三相全控橋,接入1800電阻,如圖.圖2（2）給定電位器逆時針旋到頭.（3）控制電路加電，主電路加電. （4）用示波器觀察電阻兩端的波形。六、實驗報告1畫各控制單元的調(diào)試連線圖。2簡述各控制單元的調(diào)試要點。2 畫出P調(diào)節(jié)器輸入-輸出靜特性曲線。實驗二 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研究一、實驗?zāi)康?1研究晶閘管直流電動機調(diào)速系統(tǒng)在反饋控制下的工作。 2研

8、究直流調(diào)速系統(tǒng)中速度調(diào)節(jié)器ASR的工作及其對系統(tǒng)靜特性的影響。 3學(xué)習(xí)反饋控制系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)。 二、預(yù)習(xí)要求 1了解速度調(diào)節(jié)器在比例工作與比例積分工作時的輸入輸出特性。 2弄清不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。 三、實驗設(shè)備及儀器 1MCL系列教學(xué)實驗臺主控制屏。 2MCL31組件。 3MCL33組件。 5MEL03三相可調(diào)電阻。 6電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機、直流發(fā)電機M01。 7直流電動機M03。 8雙蹤示波器。9萬用表。四、注意事項1直流電動機工作前，必須先加上直流勵磁。2接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速負反饋時，為了防止振蕩，可預(yù)先把ASR和RP3電位器逆時針旋到底，使調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)最小，同時，ASR的

9、“5”、“6”端接入可調(diào)電容（預(yù)置7µF）。 3測取靜特性時，須注意主電路電流不許超過電機的額定值(1A)。4三相主電源連線時需注意，不可接錯相序。5電源開關(guān)閉合時，過流保護發(fā)光二極管可能會亮，只需按下對應(yīng)的復(fù)位開關(guān)SB1即可正常工作。6系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機。 7起動電機時，需把發(fā)電機的電阻斷開，以免帶負載啟動。8改變接線時，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕，同時使系統(tǒng)的給定為零。 9雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時，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。10起動電動機前，先檢查給定旋鈕是否在零位

10、上（逆時針旋到頭）。11電流表要與電動機的電樞串聯(lián)，嚴(yán)禁并聯(lián)。12觸發(fā)脈沖的觀測孔不得用導(dǎo)線與晶閘管的門極相連。五、實驗方法及步驟1移相觸發(fā)電路的調(diào)試(主電路未通電)調(diào)試方法同實驗一的“五、3”小節(jié)。（1）檢查觸發(fā)脈沖的相序（a）主電路未通電，接通MCL一32T電源控制屏的“低壓直流電源”開關(guān),將MCL-31板上的直流低壓電源引到MCL-33板上. (b) 用示波器觀察 MCL33的六個脈沖觀察孔，應(yīng)有雙窄脈沖，且間隔均勻，幅值相同。1號孔的脈沖應(yīng)比2號孔超前60度，2號孔的脈沖應(yīng)比3號孔超前60度，。若相序不對，應(yīng)調(diào)整相序。 (2)系統(tǒng)零位調(diào)整用雙蹤示波器同時觀察MCL-33板上的U相同步信

11、號和1號孔觸發(fā)脈沖,觀察觸發(fā)脈沖的相位是否為=90°(注意:同步信號30°的點為自然換向點,即=0°的點.),若不對,應(yīng)調(diào)節(jié)ua = 90 uuuvuwuu1#2#3#4#5#6#偏移電壓電位器,使=90°. 也可以同時觀察V相同步信號和1號孔觸發(fā)脈沖，調(diào)節(jié)偏移電壓使1號觸發(fā)脈沖與V相電壓的正向過零點相對應(yīng)。2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的調(diào)試（1）調(diào)節(jié)ASR的輸出限幅值 將ASR接成PI調(diào)節(jié)器（即5，6端接電容,可預(yù)置7），將Ug接到ASR的1端，零速封鎖(DZS)的3端接到ASR的4端，零速封鎖開關(guān)打到“解除”。 接通“低壓直流電源”，增加給定，調(diào)節(jié)ASR的RP

12、1,RP2,使ASR的輸出限幅值為±5V 給定調(diào)到0，斷開“低壓直流電源”。3主電路接線 按圖1接線。將電流表串聯(lián)到電樞回路中，直流電動機接上勵磁,。直流發(fā)電機接上勵磁，發(fā)電機電樞并入1800變阻器，電阻調(diào)到最大，然后再斷開電阻與發(fā)電機的一個端子的連線，使其開路，即電動機空載。 將Ublf接地。4.開環(huán)機械特性的測試（1）斷開Ug到ASR的連線,將Ug直接接至Uct,Ug調(diào)至0,給定打到“正給定”。（2）檢查：給定電位器應(yīng)在在0位上，勵磁電源開關(guān)應(yīng)合上，發(fā)電機的電阻應(yīng)斷開，變阻器的旋鈕逆時針旋到最大。（3）打開轉(zhuǎn)速計（4）接通 “低壓直流電源”，按下主電路電源的“閉合”按鈕，此時電動

13、機應(yīng)不轉(zhuǎn)。如果此時電動機慢速旋轉(zhuǎn)，說明觸發(fā)電路的零位調(diào)得不準(zhǔn)。慢慢調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，使轉(zhuǎn)速恰好為0。接勵磁電源直流電流表接勵磁電源G1800嚴(yán)禁將變阻器的電阻調(diào)到0L+-UdId圖1 主電路Ublf（5）慢慢增加加給定信號,同時密切觀察電流表和轉(zhuǎn)速計,(電流不得超過電動機的額定電流1.1A),此時,轉(zhuǎn)速應(yīng)慢慢上升.(如果電流超過了0.2A,電動機仍不轉(zhuǎn),此時應(yīng)立即將給定調(diào)到0,斷開電源,檢查電動機是否加上了勵磁.)。 將轉(zhuǎn)速調(diào)到1600r/min,記錄整流裝置輸出電壓Ud,輸出電流Id以及被測電動機轉(zhuǎn)速n。填入表1第一列。(6) 迅速接入發(fā)電機的負載電阻，此時電動機的電流應(yīng)略有增加，調(diào)節(jié)變阻

14、器旋鈕，慢慢減小負載電阻（即加大電動機的負載），密切觀察電流表，在空載至額定負載的范圍內(nèi)測取78點，讀取整流裝置輸出電壓Ud,輸出電流Id以及被測電動機轉(zhuǎn)速n。填入表1。（7）將給定電位器逆時針旋到頭（Ug=0），切斷主電路電源和控制電路電源。表2-1 開環(huán)機械特性的測試Id(A)0.30.40.50.60.70.80.9Ud(V)n(r/min)5轉(zhuǎn)速負反饋無靜差調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試與系統(tǒng)靜特性研究+-+-+-15V+TG+ C1G+-圖2 單閉環(huán)系統(tǒng)原理圖ASR-15V +15V（1）反饋系數(shù)和反饋極性的確定a. 斷開Ug到ASR的連線,將Ug直接接至Uct,Ug調(diào)至0,給定打到“正給定”。b.

15、 將轉(zhuǎn)速計的“轉(zhuǎn)速輸出”接到FSB(速度變換器)的1、2端c. 斷開直流發(fā)電機的負載電阻（即直流電動機空載）d. 合上“低壓直流電源”，合上勵磁電源開關(guān)，合上主控制屏的綠色按鈕開關(guān)。e. 慢慢調(diào)節(jié)給定旋鈕，電動機空載起動，同時密切觀察電流表和轉(zhuǎn)速計（如果電流達到了0.2A時,電動機仍不轉(zhuǎn),此時應(yīng)立即將給定調(diào)到0,斷開電源,檢查電動機是否加上了勵磁.）f. 使轉(zhuǎn)速達到1600r/min,用萬用表測量FBS的3、4端的輸出電壓，調(diào)節(jié)FBS上的電位器RP使3、4端的輸出電壓等于2V，同時記下電壓的極性，此時應(yīng)該3端為正，4端為負（若極性不對，應(yīng)對換1、2兩端的接線），以保證組成轉(zhuǎn)速負反饋。g. 將給

16、定旋鈕逆時針旋到0，切斷主電源和控制電路電源。(2) 組成閉環(huán)a. 將ASR的5、 6端接MEL11電容器，可預(yù)置7µF ，使ASR成為PI(比例積分)調(diào)節(jié)器。ASR的RP3、RP4逆時針旋到頭。b. 斷開G(給定)和Uct的連接線，將Ug接到ASR的給定輸入端（1端），給定打到“負給定”，ASR的輸出（3端）接至Uct。c. 接入轉(zhuǎn)速負反饋，組成閉環(huán)系統(tǒng)：FSB的3端接ASR的2端，F(xiàn)SB的4端接地。d. 檢查：給定應(yīng)在在0位上，勵磁電源應(yīng)合上，發(fā)電機的電阻應(yīng)斷開，變阻器的旋鈕逆時針旋到最大。e. 接通控制電路電源和主電路電源，慢慢增加給定Ug，將Ug調(diào)到2V,讀取轉(zhuǎn)速表，看看是否

17、為1600r/min,若不對，應(yīng)微調(diào)FBS的電位器RP，直到轉(zhuǎn)速指示為1600r/min。(3)靜特性測試：a. 記錄Ug=2 V空載時的電樞電流Id，整流裝置輸出電壓Ud,以及被測電動機轉(zhuǎn)速n。填入下表2第一列。b. 迅速接入發(fā)電機的負載電阻(1800)，此時電動機的電流應(yīng)略有增加，調(diào)節(jié)變阻器旋鈕，慢慢減小負載電阻（即加大電動機的負載），密切觀察電流表（電流不得超過1.1A,最好不要超過1A），在空載至額定負載的范圍內(nèi)測取78點，讀取整流裝置輸出電壓Ud,輸出電流Id以及被測電動機轉(zhuǎn)速n，填入表2。表2 轉(zhuǎn)速負反饋無靜差調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)靜特性測試Id(A)0.30.40.50.60.70.80

18、.9Ud(V)n(r/min)（13）測試完畢后，將給定旋鈕旋到0，斷開主電路電源及控制電路電源。將發(fā)電機的負載電阻斷開。六、實驗報告1簡述轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)的整定步驟。2繪制實驗所得開環(huán)機械特性及閉環(huán)靜特性曲線，并進行分析、比較。 實驗三 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)一、實驗?zāi)康?加深對雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)原理的理解，掌握系統(tǒng)組成及各主要單元部件的原理和調(diào)試方法。2掌握雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試原則和調(diào)試步驟，提高綜合分析問題和解決問題的能力，提高實際動手操作能力。二、實驗內(nèi)容1各控制單元調(diào)試。2電流反饋系數(shù)及轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)的整定。3按照雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試原則進行系統(tǒng)調(diào)試。4系統(tǒng)靜特性和動特

19、性的測試。三、實驗系統(tǒng)組成及工作原理圖1 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)由電流和轉(zhuǎn)速兩個調(diào)節(jié)器綜合調(diào)節(jié)，由于調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要量為轉(zhuǎn)速，故轉(zhuǎn)速環(huán)作為主環(huán)放在外面，電流環(huán)作為副環(huán)放在里面，這樣可抑制電網(wǎng)電壓波動對轉(zhuǎn)速的影響， 實驗系統(tǒng)的組成原理圖如圖1。 系統(tǒng)工作時，先給電動機加勵磁，改變給定電壓的大小即可方便地改變電機的轉(zhuǎn)速。ASR，ACR均有限幅環(huán)節(jié)，ASR的輸出作為ACR的給定，利用ASR的輸出限幅可達到限制起動電流的目的，ACR的輸出作為移相觸發(fā)電路的控制電壓，利用ACR的輸出限幅可達到限制和的目的。 四、實驗設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實驗臺主控制屏。2MCL-31組件。3MCL33組件

20、或MCL53組件。4MEL-11掛箱。5MCL03三相可調(diào)電阻。6. 電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機、直流發(fā)電機M01。7直流電動機M03。8雙蹤示波器。9萬用表五、注意事項1三相主電源連線時需注意，不可接錯相序。 2電源開關(guān)閉合時，過流保護、過壓保護的發(fā)光二極管可能會亮，只需按下對應(yīng)的“復(fù)位”按鈕即可。 3系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機。 4起動電機時，需把發(fā)電機的外接電阻斷開，以免帶負載起動。 5改變接線時，必須先切斷電源，同時使系統(tǒng)的給定為零。 6進行閉環(huán)調(diào)試時，若電機轉(zhuǎn)速達最高速且不可調(diào)，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)速反饋的極性是否接錯，緊急時候，直接斷開總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕。 7雙蹤示波器

21、的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時，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電動機起動之前，一定要先加勵磁。9觸發(fā)脈沖的觀測孔不得用導(dǎo)線與晶閘管的門極相連。六、實驗方法及步驟（一）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則 (1)先部件，后系統(tǒng)：即先將各單元的特性調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。 (2)先開環(huán)，后閉環(huán)：即使系統(tǒng)能正常開環(huán)運行，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負反饋時才可組成閉環(huán)系統(tǒng)。(3)先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)：即先調(diào)試電流內(nèi)環(huán),然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。（二）系統(tǒng)部件的調(diào)試調(diào)試方法與實驗一相同，現(xiàn)簡述如下：1 觸發(fā)電路的調(diào)試：（1） 觀察觸發(fā)脈沖的相序：用示波器觀察 MCL33的六個脈沖觀察

22、孔，應(yīng)有雙窄脈沖，且間隔均勻，幅值相同；1號孔的脈沖應(yīng)比2號孔超前60度，2號孔的脈沖應(yīng)比3號孔超前60度，。若相序不對，應(yīng)首先調(diào)整相序。 （2） 將Ug與Uct相連，給定電壓調(diào)到0，用雙蹤示波器同時觀察MCL-33板上的U相同步信號和1號孔觸發(fā)脈沖,調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，使略大于90°(注意:同步信號30°的點為自然換向點,即=0°的點)。（3） 將Ublf接地，用示波器觀察每只晶閘管的控制極、陰極，應(yīng)有幅度為12V的雙脈沖。2 ASR的調(diào)試：將ASR接成PI調(diào)節(jié)器，并將其輸出限幅值調(diào)到±3V，RP3,RP4電位器逆時針旋到頭，使放大倍數(shù)最小。3 ACR

23、的調(diào)試：(1)調(diào)整輸出正負限幅值“9”、“10”端接MEL-11掛箱電容（7），使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正負限幅電位器，使輸出最大值為±5V。 （2） 調(diào)節(jié)ACR的比例放大倍數(shù)，使其在1左右。（三）電流環(huán)的調(diào)試1. 電流環(huán)的開環(huán)調(diào)試電流反饋極性及反饋系數(shù)的確定：a.主電路按圖2接線。電動機暫不加勵磁。b.控制電壓Uct由給定器Ug直接接入，Ug調(diào)在0位上，打到“正給定”LB1B2M圖2 電流反饋系數(shù)的確定Idc.慢慢增加給定信號，密切注視電流表，將電流調(diào)到1.2A(即Idm=1.1IN=1.2A),用萬用表的電壓檔測量“FBC+FA”單元的電流反饋信號端If，調(diào)

24、節(jié)RP1使If端的電壓為3V（或略低于3V）。2. 電流環(huán)的閉環(huán)調(diào)試（主電路如圖2）(1) 將ACR接成PI調(diào)節(jié)器,將電流反饋信號If接到ACR的1端，給定信號接到ACR的3端，ACR的輸出7端接Uct，電流環(huán)閉環(huán)。 給定打到負給定，逆時針旋到。(2) 接通控制電路電源和主電路電源，電動機暫不加勵磁,慢慢增加給定信號（負給定），密切注視電流表，將電流調(diào)到1.2A，此時給定應(yīng)為-V。如果該關(guān)系不正確且相差很大，說明電流反饋系數(shù)未整定好，此時應(yīng)再調(diào)整電流反饋電位器RP1(FBC+FA單元)，使其滿足上述關(guān)系。（四）系統(tǒng)的開環(huán)運行及轉(zhuǎn)速反饋極性和反饋系數(shù)的確定 主電路按圖3接線2 控制電壓Uct由給

25、定器Ug直接接入，Ug調(diào)在0位上，打到“正給定”， 直流發(fā)電機所接負載電阻Rg斷開（即為空載） 。3 將轉(zhuǎn)速計的“轉(zhuǎn)速輸出”接到FBS(速度變換器)的1、2端4 接通“勵磁電源”，接通“低壓直流電源”，閉合主電路電源。此時電動機應(yīng)不轉(zhuǎn)。如果此時電動機慢速旋轉(zhuǎn)，說明觸發(fā)電路的零位調(diào)得不準(zhǔn)。慢慢調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，使轉(zhuǎn)速恰好為0。接勵磁電源直流電流表嚴(yán)禁將變阻器的電阻調(diào)到0接勵磁電源G1800LB1B2Rg圖3 主電路接線圖5 慢慢增加給定信號，電動機起動，使轉(zhuǎn)速達到1600rpm6 用萬用表測量FBS的3、4端的輸出電壓，調(diào)節(jié)FBS上的電位器RP,使3、4端的輸出電壓為2V，同時記下電壓的極性，

26、此時應(yīng)該3端為負，4端為正（若極性不對，應(yīng)對換1、2兩端的接線），以保證組成轉(zhuǎn)速負反饋。7 給定調(diào)到0，切斷電源。(五)雙閉環(huán)的調(diào)試1.調(diào)試方法（1）系統(tǒng)按圖4接線，組成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。將給定打向正給定，并逆時針調(diào)到0；發(fā)電機與負載電阻先斷開，即電動機空載。（2）接通控制電路電源，合上勵磁電源，合上主電源（3）慢慢增加給定，啟動電動機，觀察電流表和轉(zhuǎn)速計。若稍加給定，電機轉(zhuǎn)速即達最高速且調(diào)節(jié)Ug不可控，可能是反饋極性接反，或轉(zhuǎn)速負反饋根本沒加上。此時應(yīng)檢查原因。（4）將給定電壓調(diào)到2V，轉(zhuǎn)速應(yīng)在1600rpm左右，微調(diào)FBS(速度變換器)的電位器RP，使n=1600rpm.2系統(tǒng)特性測試

27、(1)閉環(huán)靜特性n=f(Id)的測定a調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速給定電壓Ug，使電機空載轉(zhuǎn)速至1600rmin，記下此時的電流和轉(zhuǎn)速，填入下表第一列。b.接入發(fā)電機負載電阻Rg，慢慢調(diào)節(jié)變阻器，在空載至額定負載范圍內(nèi)分別記錄78點，可測出系統(tǒng)靜特性曲線n=f(Id)表1 閉環(huán)靜特性的測定Id(A)0.30.50.60.70.80.9n(r/min)c. 將給定電位器調(diào)到0，切斷電源。(2)閉環(huán)控制特性n=f(Ug) 的測定a.電動機空載，即將發(fā)電機的電阻斷開。b.調(diào)節(jié)Ug，讀取轉(zhuǎn)速n，即可測出閉環(huán)控制特性n=f(Ug)，填入表2.表2 閉環(huán)控制特性的測定Ug(V)0.40.81.21.62.0n(r/min)3

28、系統(tǒng)動態(tài)波形的觀察 用二蹤慢掃描示波器觀察動態(tài)波形，用光線示波器記錄動態(tài)波形。在不同的調(diào)節(jié)器參數(shù)下，觀察記錄下列動態(tài)波形： (1)突加給定起動時，電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。 (2)突加0.8A負載時，電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。 (3)突降負載時，電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。注：電動機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。七、實驗報告1根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出閉環(huán)靜特性曲線，并計算靜差率。2根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出閉環(huán)控制特性曲線。3繪制由示波器記錄下來的動態(tài)波形，并進行分析。圖4 閉環(huán)系統(tǒng)接線圖A1800嚴(yán)禁將電阻調(diào)到0實驗四 雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速

29、系統(tǒng)一、實驗?zāi)康?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掌握直流PWM專用集成電路SG3525的組成、功能及測試方法。3掌握H型PWM變換器的組成和工作原理。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。5學(xué)會系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能的測試方法。二、實驗內(nèi)容1PWM控制器SG3525性能測試。2各控制單元的調(diào)試。3系統(tǒng)的開環(huán)調(diào)試。4系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)試。5系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性的測試。三、實驗系統(tǒng)的組成和工作原理TAU-UiASRACRUPWDLDGDPWMFAGMTGM 圖4-1 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系統(tǒng)中，采用自關(guān)斷器件的脈寬調(diào)速

30、系統(tǒng)比相控系統(tǒng)具有更多的優(yōu)越性，因而日益得到廣泛應(yīng)用。雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖如圖4-1所示。圖中可逆PWM變換器主電路系采用MOSFET所構(gòu)成的H型結(jié)構(gòu)形式（圖4-2），UPW為脈寬調(diào)制器，DLD為邏輯延時環(huán)節(jié)，GD為MOS管的柵極驅(qū)動電路，F(xiàn)A為瞬時動作的過流保護。脈寬調(diào)制器UPW采用美國硅通用公司（Silicon General）的第二代產(chǎn)品SG3525，這是一種性能優(yōu)良，功能全、通用性強的單片集成PWM控制器。由于它簡單、可靠及使UVW413ABS1S3S2G1G2G3G4電流取樣A嚴(yán)禁將變阻器的電阻調(diào)到0接勵磁電源G1800Rg用方便靈活，大大簡化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計及調(diào)試，故獲得

31、廣泛使用。043214132id2ULUsUsUAB112012id10Ub1T0Ub4ttttontUb2Ub31圖4-3 雙極式PWM變換器電壓和電流波形四、實驗設(shè)備及儀器1MCL系列教學(xué)實驗臺主控制屏。2MCL18組件或MCL31組件。3MCL10A組件。4MEL-11掛箱。5MEL03三相可調(diào)電阻。6電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機、直流發(fā)電機M01。7直流電動機M03。8雙蹤示波器。9萬用表。五、注意事項1直流電動機工作前，必須先加上直流激磁。2接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速負反饋時，為了防止振蕩，可預(yù)先把ASR的RP3電位器逆時針旋到底，使調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)最小，同時，ASR的“5”、“6”端接入可調(diào)電容（預(yù)

32、置7F）。3測取靜特性時，須注意主電路電流不許超過電機的額定值（1A）。4系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機。5起動電機時，發(fā)電機空載，以免帶負載起動。6改變接線時，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕，同時使系統(tǒng)的給定為零。7雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時，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實驗時需要特別注意起動限流電路的繼電器有否吸合，如該繼電器未吸合，進行過流保護電路調(diào)試或進行加負載試驗時，就會燒壞起動限流電阻。六、實驗方法及步驟1SG3525性能測試（1）用示波器觀察“1”端的電壓波形，記錄波形的周期、幅度。

33、（2）用示波器觀察“2”端的電壓波形，調(diào)節(jié)RP2電位器，使方波的占空比(ton/T)為50%。（即為系統(tǒng)的零點，即給定為0時，方波占空比為50%，UAB=0）（3）用導(dǎo)線將給定單元“G”的“1”和脈寬調(diào)制器“UPW”的“3”相連，分別調(diào)節(jié)正負給定，記錄“2”端輸出波形的最大占空比和最小占空比。2控制電路的測試（1）邏輯延時時間的測試tt00ub2tdtd ub1圖4-4死區(qū)延時時間示意圖在上述實驗的基礎(chǔ)上，分別將正、負給定均調(diào)到零，用示波器觀察“DLD”的“1”和“2”端的輸出波形，并記錄延時時間td= （2） ASR和ACR的調(diào)試ASR的調(diào)試（方法同實驗一、二）（a）反饋電位器RP3逆時針旋

34、到底，使放大倍數(shù)最??；（b）“5”、“6”端接入MEL11電容器，預(yù)置57F；（c）調(diào)節(jié)RP1、RP2使輸出限幅為±2.5V。ACR的調(diào)試（方法同實驗一、二）（a）反饋電位器RP3逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最?。唬╞）“9”、“10”端接入MEL11電容器，預(yù)置57F；(c) ACR的輸出限幅值調(diào)到±3.5V。3系統(tǒng)的開環(huán)調(diào)試（1） 系統(tǒng)的開環(huán)運行a. 主電路按圖4-2接線，電動機加勵磁，電動機空載。b. 分別將“隔離驅(qū)動”的G端和主回路相應(yīng)的G相連c. 將正、負給定均調(diào)到零，用導(dǎo)線將給定單元“G”的“1”和脈寬調(diào)制器“UPW”的“3”相連，注意：不得突加給定起動。d. 接通

35、直流電機勵磁電源, 控制電路加電，主電路加電，此時電動機應(yīng)不轉(zhuǎn)（若不對，說明系統(tǒng)零點調(diào)得不準(zhǔn)，需重新調(diào)整）。e. 分別調(diào)節(jié)正負給定旋鈕，觀察電動機的正反轉(zhuǎn)是否正常（額定轉(zhuǎn)速為1600r/min）f. 給定旋鈕調(diào)到0，斷開主電路電源，斷開控制電路電源。（2）電流反饋系數(shù)的調(diào)試 a電路接線同上，電動機暫不加勵磁b將正、負給定均調(diào)到零，合上主控制屏電源開關(guān)。c慢慢調(diào)節(jié)正給定，密切觀察電流表，使電流達到1A（不要超過1A），此時調(diào)節(jié)電流反饋“FBA”單元的電位器，使電流反饋電壓Ufi (“9”和“8”端)等于2.5V 。d將給定調(diào)到0，斷開主電路電源，斷開控制電路電源。（3）速度反饋系數(shù)的調(diào)試a 電路

36、接線同上，電動機加上勵磁。轉(zhuǎn)速計的輸出接FBS的“1”、“2”端。b將正、負給定均調(diào)到零，控制電路加電，主電路加電。c 慢慢調(diào)節(jié)正給定，電動機開始升速，使電動機轉(zhuǎn)速達到1600r/min，調(diào)節(jié)“FBS”的電位器RP1，使速度反饋電壓（FBS的“3”、“4”端）為2V左右。d將給定調(diào)到0，斷開主電路電源，斷開控制電路電源。（4）開環(huán)機械特性的測試a. 電路接線同上，電動機加上勵磁。電動機空載。b. 加正給定，慢慢調(diào)節(jié)正給定旋鈕，電動機開始升速，使電動機轉(zhuǎn)速達到+1500r/min，記錄電動機兩端電壓Ud,輸出電流Id以及被測電動機轉(zhuǎn)速n。填入表1第一列。c. 迅速接入發(fā)電機的負載電阻，此時電動機

37、的電流應(yīng)略有增加，調(diào)節(jié)變阻器旋鈕，慢慢減小負載電阻（即加大電動機的負載），密切觀察電流表，在空載至額定負載的范圍內(nèi)測取78點，測取輸出電流Id以及被測電動機轉(zhuǎn)速n。填入表1。表1 正轉(zhuǎn)開環(huán)機械特性的測試Id(A)0.30.40.50.60.70.80.9n(r/min)d. 正給定旋鈕旋到0，電動機空載。e. 加負給定, 慢慢調(diào)節(jié)負給定旋鈕，電動機開始升速，使電動機轉(zhuǎn)速達到-1500r/min，記錄輸出電流Id以及被測電動機轉(zhuǎn)速n。填入表2第一列。表2 反轉(zhuǎn)開環(huán)機械特性的測試Id(A)-0.3-0.4-0.5-0.6-0.7-0.8-0.9n(r/min)f. 迅速接入發(fā)電機的負載電阻，此時電

38、動機的電流應(yīng)略有增加，調(diào)節(jié)變阻器旋鈕，慢慢減小負載電阻（即加大電動機的負載），密切觀察電流表，在空載至額定負載的范圍內(nèi)測取78點，測取輸出電流Id以及被測電動機轉(zhuǎn)速n。填入表2。4系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)試（1）電流環(huán)的閉環(huán)調(diào)試a. 將電流環(huán)閉環(huán)，具體方法：將電流調(diào)節(jié)器接成PI調(diào)節(jié)器，給定信號接ACR的“3”端，電流反饋“FBA”的“9”接ACR的“1”端，F(xiàn)BA的“8”與ACR的地相連，ACR的輸出接UPW的“3”端,主電路不變。電動機暫不加勵磁。b. “DZS”的“3”與ACR的“8”相連，“DZS”先打到“封鎖”c. 接通電源，“DZS”打到“解除”，慢慢調(diào)節(jié)正給定，密切觀察電流表，使電流達到-1A，此時給定電壓應(yīng)為2.5V左右，若不對，應(yīng)檢查原因。若是因為電流反饋系數(shù)未調(diào)好，則應(yīng)調(diào)節(jié)“FBA”的電位器R