實驗一 直流電機調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

實驗一

直流電機調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型1．通過實驗掌握直流電機開環(huán)調(diào)速控制方法。2．掌握PWM功率放大H橋芯片LMD18200T的應(yīng)用方法。3．掌握開關(guān)電源控制芯片SG3525A在直流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用。4．掌握直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字模型的建立方法。實驗線路如圖1所示所發(fā)的元件按圖1所示焊接好檢查核對無誤后接上30V電源，在U4的2腳斷開與運放連接，U4的2腳接一10K的電位器，稱為圖中沒畫位器電源電壓為5V，電位器的滑動端接U4的2，即接電位PR1的中點，調(diào)節(jié)該電位器即可改變Uc大小，實現(xiàn)直流電機的開環(huán)速度控制。圖1實驗電路1PWM環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型測定調(diào)節(jié)SG3525A13輸出的PWM波占空比為，測量2腳的輸入電壓及PWM環(huán)節(jié)的輸出電壓，填入表改變按不同的占空比測量2的電壓和PWM環(huán)節(jié)輸出電壓，填入表1。

E2aCE2aC表1環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型測試表空比比10%60%90%Vc(2pin)V2電機參數(shù)的測量1）電勢常數(shù)CΦ的測定E測出電機的電勢Ea，則

用另一臺電動機牽引被測電機運在額定轉(zhuǎn)速，電勢常數(shù)：CΦ=E

anN

。（1）2）電機轉(zhuǎn)矩常數(shù)CΦm

轉(zhuǎn)矩常數(shù)可由CΦ求出：Cm

30

。（2）3）飛輪矩GD

2

的測定Tl

已知電機的運動方程為：GD2

（3）電機接可調(diào)穩(wěn)壓電源，測速發(fā)電機接數(shù)字示波器的Y軸輸入，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源電壓使電機運行在額定轉(zhuǎn)速附近測量此時的空載電流I斷開電源使機自O(shè)由行使，測出電機的下降時(若為指數(shù)下降曲線，則按其初始斜率求下降時間，則電機的飛輪矩可由下式求出：GD=

I

（4）4）電樞電阻的測定電機電樞接可調(diào)穩(wěn)壓電源，卡住電機軸不讓轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源使電機電流為額定電流測出一組VI電機軸轉(zhuǎn)動一定位置，11重復(fù)測量得另一組數(shù)據(jù)，V，I。2測出4、5組數(shù)據(jù)。則電樞電為：aR=

（5）5）電源內(nèi)阻的測定在H橋輸出端接電壓表，電流表和可調(diào)負(fù)載電阻，1調(diào)節(jié)控制電壓U使PWM路輸出為額定電壓的，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻使電流為額定2電流I，保持控制電壓不變，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻，使負(fù)載約為額定電流的0.8倍，測N出電流I，測出電壓為V，則按下式可算出電源的等效內(nèi)阻：12R=pwm

2II12

（6）6）電樞電感的測定

自耦變壓器輸出與電機聯(lián)接在如圖所示。交流電流應(yīng)大于額定值，測得電壓，電流分別為UI，則電樞電為：a

nn=a

（7）7）電磁時間常的確定lT=lR：為回路的總電阻8）機電時間常的確定

L

電磁時間常T的表達式為：l（8）機電時間常T的表達式為：T=

GD2CC

（9）3開環(huán)靜差率測量PWM換器輸出端按上電機，改變控制電壓U,使電機在額c定轉(zhuǎn)速下運行，保持U不變，電機帶額定負(fù)載時，測出電機轉(zhuǎn)速，由下式計算c開環(huán)靜差率。=op4PWM變

（）1）以Uc為橫軸，為縱坐標(biāo)，描出各點。并將各點用直線相連，求出該M直線的斜率k=DPWMC

，即為PWM環(huán)節(jié)的比例系數(shù)。用頻率計或示波器測出PWM的頻率f，求出周T。則PWM環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)可用圖2表示：U

C