PWM直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)說明

1、目錄1 引 言 12 設(shè)計(jì)方案的確定及設(shè)計(jì)所需設(shè)備儀器 22.1 設(shè)計(jì)方案 22.1.1 機(jī)械負(fù)載參數(shù) 22.1.2 主電源參數(shù)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù) 22.2 所需設(shè)備 23 調(diào)節(jié)器的電路設(shè)計(jì) 43.1 電流調(diào)節(jié)器 43.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 74 其他電路設(shè)計(jì)原理 114.1 主電路的設(shè)計(jì) 114.2 SG3525 的設(shè)計(jì) 124.3 保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 155 課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 165.1 PWM控制器SG3525性能測試 165.2 開環(huán)系統(tǒng)測試 175.3 閉環(huán)系統(tǒng)測試 18總結(jié) 23參考文獻(xiàn) 24直流調(diào)速理論基礎(chǔ)是經(jīng)典控制理論，不過最近研制成功的直流調(diào)速器，具有 和交流變頻器同等性能的高精度、

2、高穩(wěn)定性、高可靠性，高智能化特點(diǎn)。同時(shí)直 流電機(jī)的低速特性， 大大優(yōu)于交流鼠籠式異步電機(jī)， 為直流調(diào)速系統(tǒng)展現(xiàn)了無限 前景。單閉環(huán)直速系統(tǒng)對于運(yùn)行性能要求很高的機(jī)床還存在著很多不足， 快速性 還不夠好。而基于電流和轉(zhuǎn)的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜動(dòng)態(tài)特性都很理想。而且， 直流電機(jī)由于具有速度控制容易， 啟、制動(dòng)性能良好， 且在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速等 特點(diǎn)而在冶金、 機(jī)械制造、 輕工業(yè)等工業(yè)部門中得到廣泛應(yīng)用。 直流時(shí)機(jī)轉(zhuǎn)速的 控制方法可以分為兩類， 即勵(lì)磁控制法與電樞電壓控制法。 本文主要研究直流調(diào) 速系統(tǒng)，它主要由三部分組成，包括控制部分、功率部分、直流電動(dòng)機(jī)。長期以 來，直流電動(dòng)機(jī)因其具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速比較

3、靈活、 方法簡單等特點(diǎn)， 一直在傳動(dòng)領(lǐng)域 占有統(tǒng)治地位。本文對雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)了較深入的研究，從直流 調(diào)整系統(tǒng)原理出發(fā)，逐步建立了閉環(huán)2 設(shè)計(jì)方案的確定及設(shè)計(jì)所需設(shè)備儀器自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般要經(jīng)歷從“機(jī)械負(fù)載的調(diào)速性能（動(dòng)、靜）一電機(jī)參數(shù)f主電路f控制方案”（系統(tǒng)方案的確定）f “系統(tǒng)設(shè)計(jì)f仿真研究f參數(shù) 整定一直到理論實(shí)現(xiàn)要求一硬件設(shè)計(jì)一制版、焊接、調(diào)試”等過程，其中系統(tǒng)方 案的確定至關(guān)重要 3 。為了發(fā)揮同學(xué)們的主管能動(dòng)作用， 且避免方案及結(jié)果雷同， 在選定系統(tǒng)方案時(shí)，規(guī)定外的其他參數(shù)有同學(xué)自己選定。2.1 設(shè)計(jì)方案2.1.1 機(jī)械負(fù)載參數(shù)機(jī)械負(fù)載為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速范

4、圍D=4;直流發(fā)電機(jī)：PN 100W U N 220V IN 0.5A n 1500r / min N ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量22GD 2 0.065Nm22.1.2 主電源參數(shù)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)可以選擇單相 交流 220V 供電; 變壓 器二次 電壓為 67V。 PN 185WU N 220V IN 1.1A n 1600r /min N ，過載倍數(shù)1.5。2.2 所需設(shè)備1、MC32電源控制屏2、MCL31 組件3、MC10 組件4、MEL 11掛箱 5、MEL 03三相可調(diào)電阻6、電機(jī)導(dǎo)軌及測速發(fā)電機(jī)7、直流電動(dòng)機(jī)M03直流發(fā)電機(jī) M018、示波器9、萬用表10、導(dǎo)線若干3調(diào)節(jié)器的電路設(shè)計(jì)3.1

5、電流調(diào)節(jié)器由于電流檢測中常常含有交流分量，為使其不影響調(diào)節(jié)器的輸入，需加低通 濾波。此濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)可用一階慣性環(huán)節(jié)表示，由初始條件知濾波時(shí)間常數(shù) Toi 0.001s，以濾平電流檢測信號(hào)為準(zhǔn)。為了平衡反饋信號(hào)的延遲，在給定通道 上加入同樣的給定濾波環(huán)節(jié)，使二者在時(shí)間上配合恰當(dāng)。圖3.1電流調(diào)節(jié)器ACF原理圖1、確定時(shí)間常數(shù)，PWM裝置滯后時(shí)間常數(shù)：Ts 0.0004S。電流濾波時(shí)間常數(shù):Toi 0.002S o T i Ts Toi 0.0024s（Ts和心一般都比Ti小得多,可以當(dāng) 作小慣性群近似地看作是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)）。2、選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求： 5%，而且Ti0.0150.

6、00246.25 10可按典型I型設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，所以把電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)成PI型的，其傳遞函數(shù)為WACR(S)KiiS 1(3.4 )iS式中 Ki 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；T 電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)3、選擇電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)，ACR超前時(shí)間常數(shù)i Ti 0.015s ；電流環(huán)開環(huán)時(shí)間增益：要求i 5%，故應(yīng)取K,T i 0.5，因此Ki0.50.5208 33s 1Ti2U8.33s0.0024(3.5 )于是，ACR勺比例系數(shù)為：KiKiiRKs208.330.015 81.35 4.83.86(3.6 )4、校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率:ci Ki208.33s(3

7、.7 )(1) 晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件:ci13Ts(3.8 )13TSi3 0.00041833.33s >ci滿足近似條件；(2) 忽略反電動(dòng)勢對電流環(huán)影響的條件:(3.10).TmTi0.2 0.015滿足近似條件；3 1- 3,1 54.77s(3.11)(3) 小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件:1 1(3.12)滿足近似條件1 13 】0.0004 0.002372.68sci(3.13)5、計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容調(diào)節(jié)器輸入電阻為R。 40k各電阻和電容值計(jì)算如下:Ri Ki Ro 4.63 40k185.2k ,取 185k(3.14)G !0.015 3106 F 0.081，取

8、0.08Ri185 10F( 3.15)"3TsToiCoi4Toi 4 0.002Ro340 10106 F0.2 F，取 0.2 F(3.16 )3.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速反饋電路如圖3.3所示，由測速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋 波，因此也需要濾波，由初始條件知濾波時(shí)間常數(shù)Ton 0.005S。根據(jù)和電流環(huán)一樣的原理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入相同時(shí)間常數(shù)的給定濾波環(huán)節(jié)。圖3.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR原理圖1、確定時(shí)間常數(shù)(1) 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù):2T i 2 0.00240.0048s(3.17)(2) 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù):(3.18)Ton0.005s(3) 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處

9、理:2、選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按跟隨和抗擾性能都能較好的原則，在負(fù)載擾動(dòng)點(diǎn)后已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié) 為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，還必須在擾動(dòng)作用點(diǎn)以前設(shè)置一個(gè)積分環(huán)節(jié) ，因此需要U 由設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)，故按典型U型系統(tǒng)一選用設(shè)計(jì)PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為Wasr (s)KnnS 1nS(3.20 )3、選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)根據(jù)跟隨性和抗干擾性能都較好的原則取 h 5，則ASRg前時(shí)間常數(shù)為hT n 5 0.009s0.049s(3.21 )轉(zhuǎn)速開環(huán)增益:Kn2 22h Tn622 25 0.00981195.50s(3.22 )ASM比例系數(shù):(h 1) CeTm2h RT6 1.35 0.1

10、2 0.22 5 0.05 8 0.00984.96(3.23 )4、近似校驗(yàn)轉(zhuǎn)速截止頻率為:Kncn11195.50 0.049s58.58s(3.24 )(1)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件:cn5T(3.25 )現(xiàn)在5T5 0.0024 S 83.33Scn(3.26 )滿足簡化條件(2)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件:1 13 2T iTon(3.27 )現(xiàn)在1 13 2T iTon1、168.043 2 0.0024 0.005cn(3.28 )滿足近似條件。5、計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容調(diào)節(jié)器輸入電阻 R。40k ，則RnKnR04.96 40k198.4k ，取 200k(3.29 )n 0.0496

11、xjt-t -Cn3 10 F 0.245 F，取 0.2 F(3.30 )Rn 200 10Con- 02005 106 F 0.5 F，取 0.5 F( 3.31 )R040 10&檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h=5時(shí)，查表得，.=37.6%,不能滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)際上，由于這是按 線性系統(tǒng)計(jì)算的，而突加階躍給定時(shí)，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該 按ASR退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量2設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)，負(fù)載系數(shù)z=0（簽 ）2（_)nnom T nTm(3.32)當(dāng)h=5時(shí),Cmax %Cb81.2%(3.33)maxI dnom RCe3.7 8 r012 min246.67 r min

12、(3.34)因此81.2%2 1進(jìn)200000989.8% 15%0.2(3.35)滿足設(shè)計(jì)要求4 其他電路設(shè)計(jì)原理4.1 主電路的設(shè)計(jì)H橋式可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路的如圖 4.1所示。PWM逆變器的直流電 源由交流電網(wǎng)經(jīng)不控的二極管整流器產(chǎn)生，并采用大電容C0 濾波，以獲得恒定的直流電壓Us。由于直流電源靠二極管整流器供電，不可能回饋電能，電動(dòng)機(jī) 制動(dòng)時(shí)只好對濾波電容充電， 這時(shí)電容器兩端電壓升高稱作“泵升電壓”。 為了 限制泵升電壓，用鎮(zhèn)流電阻 Rz消耗掉這些能量，在泵升電壓達(dá)到允許值時(shí)接通 VTz1 。為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，必須對被控量進(jìn)行采樣，然后與給定值比較，決定 調(diào)節(jié)器的輸出，反饋的

13、關(guān)鍵是對被控量進(jìn)行采樣與測量。AlJUjkiA4圖4.1 H橋式直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路四單元IGBT模塊型號(hào)：20MT120UF主要參數(shù)如下：UCer=1200V lc=16A Tcn =100 C PCM0.9kW UcE（sat） 3.°5V4.2 SG3525的設(shè)計(jì)氐相輔入匚1二| Mrf砸掃人匚二215二“間方硝匚工i二DE帳課端出匚斗13二1 A BSCCT匚512二1鹿RT匚611二1山智E旗電M匚二7IQ二1囲價(jià)揑制It啟弱殆匚83二1科樽圖4.3 SG3525引腳圖SG3525采用16端雙列直插DIP封裝，各端子功能介紹如下：1腳:INV. INPUT（反相輸入端）：

14、誤差放大器的反相輸入端，該誤差放大器的 增益標(biāo)稱值為80db,其大小由反饋或輸出負(fù)載來決定，輸出負(fù)載可以是純電阻， 也可以是電阻性元件和電容元件的組合。該誤差放大器共模輸入電壓范圍是1.5V-5. 2V0此端通常接到與電源輸出電壓相連接的電阻分壓器上。負(fù)反饋控制時(shí)，將電源輸出電壓分壓后與基準(zhǔn)電壓相比較。2腳:NI. INPUT（同相輸入端）:此端通常接到基準(zhǔn)電壓16腳的分壓電阻上， 取得2.5V的基準(zhǔn)比較電壓與INV. INPUT端的取樣電壓相比較。3腳:SYNC（同步端）:為外同步用。需要多個(gè)芯片同步工作時(shí)，每個(gè)芯片有各 自的震蕩頻率，可以分別他們的4腳和3腳相連，這時(shí)所有芯片的工作頻率以最

15、 快的芯片工作頻率同步。也可以使單個(gè)芯片以外部時(shí)鐘頻率工作。4腳:OSC. OUTPUT同步輸出端）:同步脈沖輸出。作為多個(gè)芯片同步工作時(shí) 使用。但幾個(gè)芯片的工作頻率不能相差太大，同步脈沖頻率應(yīng)比震蕩頻率低一些。 如不需多個(gè)芯片同步工作時(shí)，3腳和4腳懸空。4腳輸出頻率為輸出脈沖頻率的2 倍。輸出鋸齒波電壓范圍為0.6V到3.5V.5腳:Cr（震蕩電容端）：震蕩電容一端接至5腳，另一端直接接至地端。其取 值范圍為0.001,uF到0.1uF。正常工作時(shí)，在Cr兩端可以得到一個(gè)從0.6V到3.5V 變化的鋸齒波。6腳:Rr（震蕩電阻端）：震蕩電阻一端接至6腳，另一端直接接至地端。Rr的 阻值決定了

16、內(nèi)部恒流值對Cr充電。其取值范圍為2K到150K, Rr和Cr越大充電時(shí)間越 長，反之則充電時(shí)間短。7腳:DISCHATGRD放電端）:Cr的放電由5, 7兩端的死區(qū)電阻決定。把充電 和放電回路分開， 有利與通過死區(qū)電阻來調(diào)節(jié)死區(qū)時(shí)間， 使死區(qū)時(shí)間調(diào)節(jié)范圍更 寬。其取值范圍為0歐到500歐。放電電阻RD和CT越大放電時(shí)間越長，反之則放 電時(shí)間短。8腳:SOFTSTATF軟啟動(dòng)）：比較器的反相端即軟啟動(dòng)器控制端 8,端8可外接 軟啟動(dòng)電容，該電容由內(nèi)部Vf的50uA恒流源充電。9腳:COMPENSATIONS端）:在誤差放大器輸出端9腳與誤差放大器反相輸 入端1腳間接電阻與電容，構(gòu)成PI調(diào)節(jié)器，

17、補(bǔ)償系統(tǒng)的幅頻、相頻響應(yīng)特性。補(bǔ) 償端工作電壓范圍為1.5V到5.2V.10腳:SHUTDOW關(guān)斷端）:10端為PWM鎖存器的一個(gè)輸入端，一般在10端接 入過流檢測信號(hào)。過流檢測信號(hào)維持時(shí)間長時(shí)，軟起動(dòng)端8接的電容C:將被放電。 電路正常工作時(shí)，該端呈高電平，其電位高于鋸齒波的峰值電位。 在電路異常時(shí)， 只要腳10電壓大于0. 7V ,三極管導(dǎo)通，反相端的電壓將低于鋸齒波的谷底電壓 （0.9V），使得輸出PW信號(hào)關(guān)閉，起到保護(hù)作用11腳:OUTPUT A,14腳:OUTPUT B（脈沖輸出端）:輸出末級采用推挽輸出電 路，驅(qū)動(dòng)場效應(yīng)功率管時(shí)關(guān)斷速度更快 .11腳和14腳相位相差1800，拉電流

18、和灌 電流峰值達(dá)200mA由于存在開閉滯后，使輸出和吸收之間出現(xiàn)重迭導(dǎo)通。在重 迭處有一個(gè)電流尖脈沖，起持續(xù)時(shí)間約為100ns。可以在V處接一個(gè)約0uf的 電容濾去電壓尖峰。12腳:GROUND接地端）:該芯片上的所有電壓都是相對于 GROUNDS言，即是 功率地也是信號(hào)地。 在實(shí)驗(yàn)電路中， 由于接入誤差放大器反向輸入端的反饋電壓 也是相對與 12腳而言，所以主回路和控制回路的接地端應(yīng)相連。13腳:VC（推挽輸出電路電壓輸入端）：作為推挽輸出級的電壓源，提高輸出 級輸出功率。可以和 15 腳共用一個(gè)電源，也可用更高電壓的電源。電壓范圍是 1.8V-3.4V.15腳:+VIN（芯片電源端）:直流

19、電源從15腳引入分為兩路：一路作為內(nèi)部邏輯和模擬電路的工作電壓；另一路送到基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器的輸入端，產(chǎn)生5.1 士 1%V 的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。如果該腳電壓低于門限電壓（Turn-off: 8V），該芯片內(nèi)部電路 鎖定，停止工作基準(zhǔn)源及必要電路除外）使之消耗的電流降至很?。s2mA）.另外， 該腳電壓最大不能超過35V.使用中應(yīng)該用電容直接旁路到GROUN端。16腳:VREF（基準(zhǔn)電壓端）:基準(zhǔn)電壓端16腳的電壓由內(nèi)部控制在5.1V 土 1% 可以分壓后作為誤差放大器的參考電壓。4.3保護(hù)電路的設(shè)計(jì)由于過載、直流側(cè)短路、逆變失敗、環(huán)流和交流側(cè)短路等原因會(huì)引起系統(tǒng)過 流而損壞可控硅。系統(tǒng)采用了三種過流

20、保護(hù)措施：1、電流調(diào)節(jié)器限流，電流整定值為 250A;2、過流保護(hù)環(huán)節(jié)，整定值為350A;3、快速熔斷器。圖 4.4 保護(hù)電路開關(guān)穩(wěn)壓器的過電壓保護(hù)包括輸入過電壓保護(hù)和輸出過電壓保護(hù)。 開關(guān)穩(wěn)壓 器所使用的未穩(wěn)壓直流電源諸如蓄電池和整流器的電壓如果過高 , 使開關(guān)穩(wěn)壓器 不能正常工作 , 甚至損壞內(nèi)部器件 ,因此,有必要使用輸入過電壓保護(hù)電路。用晶 體管和繼電器所組成的保護(hù)電路如圖 4.3 所示。5 課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.1 PWM控制器SG3525性能測試分別連接“ 3”和“ 5”，“4”和“6”，“7”和“ 27”，“31”和“ 22”， “32”和“ 23”，然后打開面板右下角的電源開關(guān)。

21、1、 用示波器觀察“ 25”端的電壓波形，記錄波形的周期，幅度（包括S1 開關(guān)撥向“通”和“斷”兩種情況）2、S5開關(guān)打向0V,用示波器觀察“ 30”端電壓波形，調(diào)節(jié)RP2電位器，使 方波的占空比為50% S5開關(guān)打向“給定”分別調(diào)節(jié) RP3,RP4記錄“ 30”端輸 出波形的最大占空比和最小占空比（分別記錄S2打向“通”和“斷”兩種情況）3、邏輯延時(shí)時(shí)間的測試，S5開關(guān)打向“OV，用示波器觀察“ 33”和“ 34” 端的輸出波形，并記錄延時(shí)時(shí)間 Td4、同一橋臂上下管子驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間測試， 分別連接“ 7”和“ 8”，“10” 和“ 11”，“12”和“ 13”，“14”和' 15

22、'，16'和“ 17”，“18”和“ 19”， 用雙蹤示波器分別測量 Vvt1.gs 和 Vvt2.gs 以及 Vvt3.gs 和 Vvt4.gs 的死區(qū)時(shí)間5.2 開環(huán)系統(tǒng)測試1、速度反饋系數(shù)的測試斷開主電源，并逆時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕到底，斷開“9”，“ 10”所接的電阻, 接入直流電動(dòng)機(jī)M03電機(jī)加上勵(lì)磁。S4扳向上，合上主電源。調(diào)節(jié)RP3電位器使電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高，并達(dá)到1400r/min,調(diào)節(jié)FBS的反饋電位器RP,使速度反饋電壓為2V。2、開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性測定使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)1400r/min，改變直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻 Rd,在空載至額定負(fù)載 范圍內(nèi)測取7-8個(gè)點(diǎn)，記錄相應(yīng)的轉(zhuǎn)

23、速n和直流發(fā)電機(jī)電流Id 。表5.1 N=1400r/min 開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性測定n r/min1400130812901270125012401225Id A0.140.370.420.50.60.650.75調(diào)節(jié)RP3使n=1000r/min和n=500r/min,做同樣的記錄，可得到電機(jī)在中 速和低速時(shí)的機(jī)械特性。表5.2 N=1000r/min電機(jī)在中速時(shí)的機(jī)械特性n r/mi n1000932915900875856836Id A0.120.280.350.40.50.60.7表5.3 N=500r/min 電機(jī)在低速時(shí)的機(jī)械特性n r/mi n5004604304254003953

24、75Id A0.10.20.250.30.350.40.5斷開主電源，S4開關(guān)撥向“負(fù)給定”，然后按照以上方法，測出系統(tǒng)的反向 機(jī)械特性。表5.4 N=-1500r/min開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性測定n r/min -15.00-1390-1380-1369-1355-1340-1335-1300Id A-0.1-0.35-0.4-0.44-0.5-0.55-0.6-0.75表5.5 N=-1000r/min電機(jī)在中速時(shí)的機(jī)械特性n r/mi n-1000-923-900-890-875-865-848Id A-0.1-0.28-0.35-0.4-0.45-0.5-0.6表5.6 N=-500r/mi

25、n電機(jī)在低速時(shí)的機(jī)械特性n r/min -500-455-428-414-400-387-375-348Id A-0.08-0.16-0.25-0.3-0.35-0.4-0.45-0.65.3 閉環(huán)系統(tǒng)測試將ASR,ACR勻接成PI調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)1、速度調(diào)節(jié)器的測試（1）反饋電位器RP3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，使放大倍數(shù)最小；（2）“5”，“ 6” 端接入 MEL-11 電容器，預(yù)置 5-7.5uF ；（3）調(diào)節(jié)RP1,RP2使輸出限幅為正負(fù)2V.2、電流調(diào)節(jié)器的測試（1）反饋電位器RP3逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，使放大倍數(shù)最??；（2）“ 5”“6”端接入MEL-11電容器，預(yù)置5-7.5

26、uF ；(3) S5開關(guān)打向給定，S4開關(guān)板向上，調(diào)節(jié)MCL-10的RP3電位器，使ACR正飽和，調(diào)節(jié)ACR的正限幅電位器RP1,用示波器觀察“ 30”的脈沖，不可移出 范圍。S5開關(guān)打向給定，S4開關(guān)打向下至負(fù)給定，調(diào)節(jié) MCL-10的RP4電位器, 使ACR俞出負(fù)飽和，調(diào)整ACF的負(fù)限幅電位器RP2用示波器觀察“ 30”的脈沖， 不可移出范圍。由于采用了脈寬調(diào)制,電流波形都是連續(xù)的,因而機(jī)械特性關(guān)系式比較簡單,電壓平衡方程如下UsRid吟 E (° t ton)(5.1 )Us Rid吟 E (ton t T)(5.2 )按電壓平衡方程求一個(gè)周期內(nèi)的平均值,即可導(dǎo)出機(jī)械特性方程式

27、，電樞兩端在一個(gè)周期內(nèi)的電壓都是Ud Us,平均電流用Id表示，平均轉(zhuǎn)速n E/Ce , 而電樞電感壓降的平均值在穩(wěn)態(tài)時(shí)應(yīng)為零。于是其平均值方程可以寫成dtUs RId E RId Cen(5.3 )則機(jī)械特性方程式UsCe-RId n0 CRIdCeCe(5.4 )3、機(jī)械特性n=f(id)測定，S5開關(guān)打向給定，S4開關(guān)扳向上，調(diào)節(jié)MCL-10 的RP3電位器，使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速至1400r/min，再調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻 Rd,在空 載至額定負(fù)載范圍內(nèi)分別記錄7-8點(diǎn)，可測出系統(tǒng)正轉(zhuǎn)時(shí)的靜特性曲線表5.7 N=1400r/min 系統(tǒng)正轉(zhuǎn)時(shí)靜特性n r/mi n1519152015251522

28、15221522Id A0.130.40.50.550.60.7S5開關(guān)打向給定，S4開關(guān)打向下至負(fù)給定，調(diào)節(jié)MCL-10的RP4電位器，使電機(jī) 空載轉(zhuǎn)速至1400r/min ,再調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻Rd,在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)分 別記錄7-8點(diǎn)，可測出系統(tǒng)反轉(zhuǎn)的靜特性表5.8 n=-1500r/min系統(tǒng)反轉(zhuǎn)的靜特性n r/mi n-1510-1510-1499-1502-1503-1504-1503Id A-0.4-0.45-0.5-0.55-0.65-0.7-0.754、閉環(huán)控制特性n=f(UG)的測定,S5開關(guān)打向給定，S4開關(guān)扳向上，調(diào)節(jié)MCL-10的RP3電位器，記錄Ug和n,可得出

29、閉環(huán)控制特性n=f(UG)表5.9閉環(huán)控制靜特性n r/mi n510709237900103511881319Ug V1.121.510.581.882.132.422.67用示波器觀察動(dòng)態(tài)波形并記錄動(dòng)態(tài)波形， 在不同調(diào)節(jié)器參數(shù)下觀察，記錄下 列波形：(1) 突加給定啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形(2) 突加額定負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形(3) 突降負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形-4 rji卩卜-131emtinnrJ1CH2 feOJm ffjfcjra' CHI / 26SmVT9D»x諂慨CTOHt圖5.1突加給定啟動(dòng)5、主電路電阻R及電機(jī)的電樞電阻Ra,平波電抗器的直流電阻 RI和整流 裝置的內(nèi)阻Re首先測出主電路電阻 R,然后將Ra短路，測出RI和Rn總和， 用R-（Rl+Rn）即可得出電阻Ra的值，接著將電阻RI短路，測出Rn和Ra之和， 用R-（ Rn+Ra即可得出RI的值，最后用R-RI-Ra即可得出Rn的值。表5.10測定總電阻RI A0.90.45U v6483可得 R= U/ I= ( 83-64) / (0.9-0.45 ) =42