【正文】 的區(qū)域。這種電路具備電流連續(xù)、電動機(jī)四象限運(yùn)行、無摩擦死區(qū)、低速平穩(wěn)性好等優(yōu)點。 單閉環(huán)速度反饋調(diào)速系統(tǒng)，采用 PI 控制器時，可以保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差為零。如果要求快速克服電網(wǎng)的干擾，必須對電樞電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。若 T2 截止， T1 周期性地通斷，在 T1導(dǎo)通的 T。只要改變 T1， T2 導(dǎo)通時間的大小，即改變給 T1， T2 所加門 極驅(qū)動信號脈沖的寬度，即可改變UAB 和 IAB 的大小調(diào)控直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。電機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)測速發(fā)電機(jī)以及 FBS(轉(zhuǎn)速變換器 )輸出到 ASR(轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 )，作為 ASR的輸入并和給定電壓比較，組成系統(tǒng)的外環(huán)， ASR 的輸出作為 ACR(電流調(diào)節(jié) 器 )的輸入并和主電路電流反饋信號進(jìn)行比較作為系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)。 參數(shù)設(shè)計 （ 1） IGBT參 數(shù) IGBT（ Insulated Gate Bipolor Transistor）絕緣柵極雙極晶體管。設(shè)計中選的 IGBT 管的型號是 IRGPC50U,它的參數(shù)如下： 管子類型： NMOS 場效應(yīng)管 極限電壓 Vm： 600V 極限電流 Im： 27 A 耗散功率 P： 200 W 額定電壓 U： 220V 額定電流 I： 圖 IGBT信號及波形圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 7 (3)緩沖電路參數(shù) H橋電路中采用了緩沖電路，由電阻和電容組成。 (3)泵升電路參數(shù) 泵升電路由一個電容量大的電解電容、一個電阻和一個 VT組成。 圖 電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 9 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計 在設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器時，可把已設(shè)計好的電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)。加大負(fù)載，使電機(jī)的電樞電流穩(wěn)定在 ，調(diào)節(jié)電流反饋調(diào)節(jié)器，使電流反饋調(diào)節(jié)器 3端輸出的電壓為 +4V。它的主要特點是 :輸出級采用推挽沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 11 輸出，雙通道輸出，占空比 050%可調(diào) .每一通道的驅(qū)動電流最大值可達(dá) 200mA,灌拉電流峰值可達(dá) 500mA。AND3amp。 IGBT 的緩沖電路功能側(cè)重于開關(guān)過程中過電壓的吸收與抑制，這是由于 IGBT 的工作頻率可以高達(dá) 3050kHz；因此很小的電路電感就可能引起頗大的 dtdiL c ，從而產(chǎn)生過電壓，危及 IGBT 的安全。 測速反饋電位器 RP2 的選擇 考慮測速發(fā)電機(jī)輸出最高電壓時，其電流約為額定值的 20%，這樣，測速發(fā) 電機(jī)電樞壓降對檢測信號的線性度影響較小。 實驗系統(tǒng)組成和工作原理 本實驗中，整流裝置的主電路為三相橋式電路，控制回路可直接由給定電壓 Ug 作為觸發(fā)器的移相控制電壓，改變 Ug 的大小即可改變控制角，從而獲得可調(diào)的直流電壓和轉(zhuǎn)速，以滿足實驗要求。 合上主電路電源開關(guān)。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 17 實驗測試曲線下圖： 圖 實驗測 試曲線 電動機(jī)電勢常數(shù) Ce 和轉(zhuǎn)矩常數(shù) CM 的測定 將電動機(jī)加額定勵磁，使之空載運(yùn)行，改變電樞電壓 Ud，測得相應(yīng)的 n，即可由下式算出 Ce=Ke?=(Ud2Ud1)/(n2n1) 轉(zhuǎn)矩常數(shù) (額定磁通時 )CM 的單位為 ，可由 Ce 求出 CM= 實驗測試結(jié)果如下表： 表 Ud（ V） 223 207 179 130 77 N(r/min) 1510 1395 1200 863 500 將實驗結(jié)果代入公式計算得： Ce=； CM==； 系統(tǒng)機(jī)電時 間常數(shù) TM 的測定 系統(tǒng)的機(jī)電時間常數(shù)可由下式計算 MCeLRGDTm 3 7 5/)( 2 ?? 由于 TmTd，也可以近似地把系統(tǒng)看成是一階慣性環(huán)節(jié)，即 UdTmSKn ??? )1/( 當(dāng)電樞突加給定電壓時，轉(zhuǎn)速 n 將按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng) n到達(dá) ?穩(wěn)態(tài)值時，所經(jīng)過的時間即為拖動系統(tǒng)的機(jī)電時間常數(shù)。 電動機(jī) M 加額定勵磁。 實驗系統(tǒng)的組成和工作原理 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。由于它簡單、可靠及使用方便靈活，大大簡化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計及調(diào)試，故獲得廣泛使用。 d．調(diào)節(jié)“ FBA”的電流反饋電位器，用萬用表測量“ 9”端電壓達(dá) 2V左右。 表 開環(huán)正給定中速的數(shù)據(jù)記錄 n=1000r/min n(r/min) 1003 989 970 950 935 923 908 id(A) 圖 開環(huán)正給定中速的特性曲線 表 開環(huán)正給定低速的數(shù)據(jù)記錄 n=500r/min n(r/min) 503 479 458 441 420 393 361 id(A) 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 23 圖 開環(huán)正給定低速的特性曲線 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，特性曲線見圖 。2V 。 表 閉環(huán)正給定時的數(shù)據(jù)記錄 n(r/min) 1419 1404 1390 1373 1366 1355 1343 I(A) 圖 閉環(huán)正給定時的靜特性曲線 S2 開關(guān)打向“給定”， S1 開關(guān)打向下至“負(fù)給定”，調(diào)節(jié) MCL10 的 RP4 電位器，沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 25 使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速至 1400 r/min，再調(diào)節(jié)可調(diào)電阻加載旋鈕（或發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻 Rg），在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)分別記錄 6點，可測出系統(tǒng)反轉(zhuǎn)時的靜特性曲線 n=f（ Id），特性曲線見圖 。 以SG3525 為核心實現(xiàn) PWM 脈寬調(diào)速， 形成無靜差的轉(zhuǎn)速電流雙閉 環(huán)控制 。 在此感謝老師的精心輔導(dǎo)，我會繼續(xù)努力的。 縱觀整個設(shè)計，經(jīng)典部分是已學(xué)過的知識，通過畢業(yè)設(shè)計深入理解了工程設(shè)計方法，擴(kuò)展了知識面，各門課程綜合應(yīng)用，收益頗多，使我對直流調(diào)速系統(tǒng)的控制有了更深的認(rèn)識。 表 閉環(huán)控制特性的數(shù)據(jù)記錄 n(r/min) 1420 1373 1310 1220 1186 1076 914 Ug(V) 圖 閉環(huán)控制特性曲線 4．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，并記錄下列動態(tài)波形： (電動機(jī)電樞電流波形的觀察可通過 MCL03 的 ACR 的第“ 1”端，轉(zhuǎn)速波形的觀察可通過 MCL03 的 ASR 的第“ 1”端 ) 突加給定起動時，直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速隨時間變化的波形（ 500mV， 500ms）如圖 （額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min， ASF： 7μF ） 圖 突加給定起動時轉(zhuǎn)速變化的 波形 突加給定起動時，直流電動機(jī)電樞電流隨時間變化的波形（ 2V， 500ms）如圖 （額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min， ASF： 7μF ） 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 26 圖 突加給定起動時電流變化的波形 突加負(fù)載時，直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速隨時間變化的波形（ 500mV， 500ms）如圖 （額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min， ASF： 7μF ） 圖 突加負(fù)載時轉(zhuǎn)速變化的波形 突降負(fù)載時，直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速隨時間變化的波形（ 500mV， 500ms）如圖 （額定轉(zhuǎn)速為 1500r/min， ASF： 7μF ） 圖 突降負(fù) 載時轉(zhuǎn)速變化的波形 正反轉(zhuǎn)時，直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速隨時間變化的波形（ 1V， 500ms）如圖 （額定轉(zhuǎn)速為＋ 1500r/min 至－ 1500r/min， ASF： 7μF ） 圖 正反轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速變化的波形沈陽理工大學(xué) 課程設(shè)計 27 總 結(jié) 直流脈寬（ PWM）調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與研究 —— “保護(hù)電路設(shè)計” 的 設(shè)計 ，是在 DJDK－ 1型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實驗裝置上進(jìn)行的。 （ 3）系統(tǒng)閉環(huán)機(jī)械特性測定 S2 開關(guān)打向“給定”， S1 開關(guān)打向下至“負(fù)給定”，調(diào)節(jié) MCL10 的 RP4 電位器，使ACR 輸出負(fù)飽和，調(diào)整 ACR 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。 表 開環(huán)負(fù)給定中速的數(shù)據(jù)記錄 n=1000r/min n(r/min) 1000 985 971 950 928 899 882 id(A) 圖 開環(huán)負(fù)給定中速的特性曲線 表 開環(huán)負(fù)給定低速的數(shù)據(jù)記錄 n=500r/min n(r/min) 500 473 450 429 398 367 336 id(A) 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計 24 圖 開環(huán)負(fù)給定低速的特性曲線 （ 4）計算轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) α 和電流反饋系數(shù) β 通過上面給定的數(shù)據(jù)可以算得： 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) α= 電流反饋系數(shù) β= V/A 2．閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)試 將 ASR,ACR 均接成 PI 調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)。 （ 3）系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性測定 參照速度反饋系數(shù)調(diào)試的方法，使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá) 1400r/min， S4 開關(guān)撥向“正給定”，沈陽理工大