實驗三 PWM轉速,電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

1、實驗三 PWM轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一、實驗目的1.了解轉速、電流雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的組成、原理及各單元的工作原理。2.掌握雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定。3.測定雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能指標。二、實驗系統(tǒng)組成及工作原理在中小容量的直流傳動系統(tǒng)中，采用功率開關器件的脈寬調(diào)制（PWM）調(diào)速系統(tǒng)比相控系統(tǒng)具有更多的優(yōu)越性，因而得到日益廣泛的應用。雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的組成如實驗圖3-1所示。圖中,可逆PWM變換器主電路采用MOSFET構成H型結構，UPW為脈寬調(diào)制器，DLD為邏輯延遲環(huán)節(jié),GD為MOS管的柵極驅(qū)動電路,FA為瞬時動作的過流保護

2、，GM為調(diào)制波發(fā)生器。速度給定信號與速度反饋信號經(jīng)速度調(diào)節(jié)器ASR調(diào)節(jié)后輸出為電流給定信號，它與電流反饋信號經(jīng)電流調(diào)節(jié)器ACR調(diào)節(jié)后輸出為控制信號，送入UPW控制PWM波形的產(chǎn)生，最終控制電動機兩端的電壓。DLD的作用是把PWM波分成二組相差180°的PWM波,并留有一定死區(qū)時間，用于控制兩組橋臂VT；GD的作用是形成四組隔離的PWM驅(qū)動脈沖；PWM為功率放大電路，直接給電動機M供電；FA可限制主電路瞬時電流；GM的功能是產(chǎn)生調(diào)制三角波；AR為反相器，構成電流負反饋。實驗圖3-1 雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的組成三、實驗設備及儀器1.主控制屏NMCL-322.直流電動機-負載直流發(fā)

3、電機-測速發(fā)電機組3. NMCL-22 、NMCL18掛箱及電阻箱4.雙蹤示波器5.萬用表四、實驗內(nèi)容1.各控制單元調(diào)試2.測定開環(huán)機械特性:，和。3.測定閉環(huán)靜特性:，和。五、實驗步驟及方法1.主控制屏開關按實驗內(nèi)容需要設置2.單元部件調(diào)試(1) NMCL18掛箱調(diào)試a)給定電壓時，用示波器觀察GM、UPW單元波形是否正常，調(diào)節(jié)電位器使方波占空比為。b)調(diào)節(jié)電位器使方波占空比分別為最大和最小，記錄此時的給定電壓。c)觀察DLD輸出，檢查死區(qū)時間是否合適。d)檢查MOS管控制脈沖是否正常。(2)調(diào)節(jié)器ASR、ACR調(diào)試a)調(diào)零：ASR、ACR的調(diào)零方法同實驗2。b)輸出限幅值整定：調(diào)限幅值方法

4、同實驗2，本實驗中ASR、ACR限幅值均為正、負某個電壓值，可分別通過調(diào)節(jié)ASR、ACR中的兩個限幅電位器得到。值一般可取V，值則應按照占空比時的值整定，即用ACR輸出去控制UPW脈沖波形，通過示波器觀察，當占空比時，用萬用表測量此時的值即為ACR限幅值，通過限幅電位器將其鎖定。(3)AR調(diào)試：按照1:1比例調(diào)節(jié)器調(diào)試。3.開環(huán)機械特性測定(電動機加額定勵磁)將給定信號作為控制信號，直接送入UPW控制PWM波形的產(chǎn)生，慢慢增加正給定(或負給定)使其分別運行在正、反向，和的機械特性上，通過改變負載(注意額定負載電流值)得到開環(huán)機械特性，方法同實驗1。4.閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)試及閉環(huán)靜特性測定(1)電流環(huán)調(diào)

5、試(電動機不加勵磁)a)電流反饋極性判斷和反饋電壓的測定: 測試時ASR、ACR均不接入系統(tǒng)，系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。直接將給定電壓作為送入UPW控制PWM波形的產(chǎn)生，此時應將電動機主回路中串聯(lián)的變阻器放在最大值處，以限制電樞電流。先接通主回路，然后接通控制回路并逐漸增加，調(diào)整變阻器值,使電流達到額定值時，調(diào)整電流反饋電位器，使反饋電壓為V左右。b)電流閉環(huán)調(diào)試：將ACR接成PI調(diào)節(jié)器，給定信號接給定端，反饋信號經(jīng)過反號器AR再接到ACR的反饋端，ACR的輸出接到UPW的輸入端以控制PWM波形。此時應將電動機主回路中串聯(lián)的變阻器放在最大值處，以限制電樞電流。先接通主回路，然后接通控制回路并逐漸增加，

6、當電流達到額定值時，把變阻器全部切除，電流應不再升高。(2)轉速環(huán)調(diào)試(電動機加額定勵磁)轉速反饋極性的判斷、反饋電壓的測定、閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試均同實驗1。(3)閉環(huán)系統(tǒng)靜特性測定(電動機加額定勵磁，分別測出正、反轉特性)將給定信號加入速度調(diào)節(jié)器ASR，其輸出為電流給定信號，電流調(diào)節(jié)器ACR輸出為控制信號，送入UPW控制PWM波形的產(chǎn)生，從而控制電動機兩端的電壓。慢慢增加使其分別運行在，和的特性上，通過改變負載(注意額定負載電流值)得到閉環(huán)靜特性。注意當為正時電動機正轉，當為負時電動機反轉。(4)閉環(huán)控制特性測定慢慢增加使系統(tǒng)運行在工作點上，然后減小至0，記錄幾組n和的數(shù)據(jù)，得到閉環(huán)控制特性曲線。(5)動態(tài)波形觀察a)給定值階躍變化:正向起動-正向停車、反向起動-反向停車、正向起動-反向-停車、反向起動-正向-停車時的,的波形。b)電動機分別穩(wěn)定運行于正、負，不變，突加、突減負載(和)時的，的波形。六、實驗注意事項1.必須保證UPW調(diào)制正常后,才能合主電源。2.送電順序：先關斷MC05掛箱上的開關，將給定信號置于0V，合MC01上主電源開關SW，再接通MC05掛箱上的主電路開關，然后再慢慢調(diào)節(jié)給定信號。斷電關機順序則相反。3.實驗時