1、實(shí)驗(yàn)三 PWM轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解轉(zhuǎn)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(cè)定雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。二、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理在中小容量的直流傳動(dòng)系統(tǒng)中，采用功率開(kāi)關(guān)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(yīng)用。雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的組成如實(shí)驗(yàn)圖3-1所示。圖中,可逆PWM變換器主電路采用MOSFET構(gòu)成H型結(jié)構(gòu)，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(dòng)電路,FA為瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)流保護(hù)

2、，GM為調(diào)制波發(fā)生器。速度給定信號(hào)與速度反饋信號(hào)經(jīng)速度調(diào)節(jié)器ASR調(diào)節(jié)后輸出為電流給定信號(hào)，它與電流反饋信號(hào)經(jīng)電流調(diào)節(jié)器ACR調(diào)節(jié)后輸出為控制信號(hào)，送入U(xiǎn)PW控制PWM波形的產(chǎn)生，最終控制電動(dòng)機(jī)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(shí)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(dòng)脈沖；PWM為功率放大電路，直接給電動(dòng)機(jī)M供電；FA可限制主電路瞬時(shí)電流；GM的功能是產(chǎn)生調(diào)制三角波；AR為反相器，構(gòu)成電流負(fù)反饋。實(shí)驗(yàn)圖3-1 雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的組成三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1.主控制屏NMCL-322.直流電動(dòng)機(jī)-負(fù)載直流發(fā)

3、電機(jī)-測(cè)速發(fā)電機(jī)組3. NMCL-22 、NMCL18掛箱及電阻箱4.雙蹤示波器5.萬(wàn)用表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.各控制單元調(diào)試2.測(cè)定開(kāi)環(huán)機(jī)械特性:，和。3.測(cè)定閉環(huán)靜特性:，和。五、實(shí)驗(yàn)步驟及方法1.主控制屏開(kāi)關(guān)按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要設(shè)置2.單元部件調(diào)試(1) NMCL18掛箱調(diào)試a)給定電壓時(shí)，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(shí)的給定電壓。c)觀察DLD輸出，檢查死區(qū)時(shí)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(shí)驗(yàn)2。b)輸出限幅值整定：調(diào)限幅值方法

4、同實(shí)驗(yàn)2，本實(shí)驗(yàn)中ASR、ACR限幅值均為正、負(fù)某個(gè)電壓值，可分別通過(guò)調(diào)節(jié)ASR、ACR中的兩個(gè)限幅電位器得到。值一般可取V，值則應(yīng)按照占空比時(shí)的值整定，即用ACR輸出去控制UPW脈沖波形，通過(guò)示波器觀察，當(dāng)占空比時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)量此時(shí)的值即為ACR限幅值，通過(guò)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(kāi)環(huán)機(jī)械特性測(cè)定(電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁)將給定信號(hào)作為控制信號(hào)，直接送入U(xiǎn)PW控制PWM波形的產(chǎn)生，慢慢增加正給定(或負(fù)給定)使其分別運(yùn)行在正、反向，和的機(jī)械特性上，通過(guò)改變負(fù)載(注意額定負(fù)載電流值)得到開(kāi)環(huán)機(jī)械特性，方法同實(shí)驗(yàn)1。4.閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)試及閉環(huán)靜特性測(cè)定(1)電流環(huán)調(diào)

5、試(電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁)a)電流反饋極性判斷和反饋電壓的測(cè)定: 測(cè)試時(shí)ASR、ACR均不接入系統(tǒng)，系統(tǒng)處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)。直接將給定電壓作為送入U(xiǎn)PW控制PWM波形的產(chǎn)生，此時(shí)應(yīng)將電動(dòng)機(jī)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(dá)到額定值時(shí)，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(hào)接給定端，反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)反號(hào)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(shí)應(yīng)將電動(dòng)機(jī)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(dāng)電流達(dá)到額定值時(shí)，把變阻器全部切除，電流應(yīng)不再升高。(2)轉(zhuǎn)速環(huán)調(diào)試(電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁)轉(zhuǎn)速反饋極性的判斷、反饋電壓的測(cè)定、閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試均同實(shí)驗(yàn)1。(3)閉環(huán)系統(tǒng)靜特性測(cè)定(電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，分別測(cè)出正、反轉(zhuǎn)特性)將給定信號(hào)加入速度調(diào)節(jié)器ASR，其輸出為電流給定信號(hào)，電流調(diào)節(jié)器ACR輸出為控制信號(hào)，送入U(xiǎn)PW控制PWM波形的產(chǎn)生，從而控制電動(dòng)機(jī)兩端的電壓。慢慢增加使其分別運(yùn)行在，和的特性上，通過(guò)改變負(fù)載(注意額定負(fù)載電流值)得到閉環(huán)靜特性。注意當(dāng)為正時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)為負(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。(4)閉環(huán)控制特性測(cè)定慢慢增加使系統(tǒng)運(yùn)行在工作點(diǎn)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(dòng)態(tài)波形觀察a)給定值階躍變化:正向起動(dòng)-正向停車(chē)、反向起動(dòng)-反向停車(chē)、正向起動(dòng)-反向-停車(chē)、反向起動(dòng)-正向-停車(chē)時(shí)的,的波形。b)電動(dòng)機(jī)分別穩(wěn)定運(yùn)行于正、負(fù)，不變，突加、突減負(fù)載(和)時(shí)的，的波形。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)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(guān)斷MC05掛箱上的開(kāi)關(guān)，將給定信號(hào)置于0V，合MC01上主電源開(kāi)關(guān)SW，再接通MC05掛箱上的主電路開(kāi)關(guān)，然后再慢慢調(diào)節(jié)給定信號(hào)。斷電關(guān)機(jī)順序則相反。3.實(shí)驗(yàn)時(shí)