【文章內(nèi)容簡介】 圖28 轉(zhuǎn)速變換模塊接線圖? 直接將給定電壓Ug接入DJK02上的“移相控制電壓”Uct,另外一端接地。這樣不帶調(diào)節(jié)器的直流調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)建立完成。將DJK04上“給定”撥至“正給定”。負(fù)載電阻默認(rèn)最大值，輸出給定調(diào)到零。圖29 接好的無調(diào)節(jié)器開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)先研究系統(tǒng)不接入負(fù)載的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨給定增加的變化情況。按下面板上的啟動(dòng)按鈕，使勵(lì)磁電源接通，注意使給定從零開始緩緩增加，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，記錄下轉(zhuǎn)速隨給定變化的數(shù)據(jù)并填入表格中。表1 不接入負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化給定（V）56轉(zhuǎn)速（r/min）673806639001055根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，用軟件繪制轉(zhuǎn)速隨給定變化的折線圖，以便更加直觀地分析轉(zhuǎn)速的變化。圖30 無負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速隨給定變化接下來，轉(zhuǎn)動(dòng)“轉(zhuǎn)速變換”上的轉(zhuǎn)速反饋電位器按鈕RP1，使轉(zhuǎn)速為300r/min時(shí)的轉(zhuǎn)速反饋電壓Ufn=。這是用以測試轉(zhuǎn)速變換模塊是否正常。接入電阻負(fù)載。當(dāng)給定值不變時(shí)，慢慢減小負(fù)載電阻，以增加負(fù)載，記錄下不同負(fù)載下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化。并根據(jù)數(shù)據(jù)做出折線圖。表2 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）426421406376198根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖31 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖，增加負(fù)載，記錄電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表3 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）543532513483380根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖32 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖將給定調(diào)節(jié)為6V，增加負(fù)載，記錄電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表4 給定值為6V時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）716702678629550根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖33 給定值為6V時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖由測試數(shù)據(jù)可知，以上系統(tǒng)中雖可對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速，但是過程中出現(xiàn)兩個(gè)問題：一是全電壓啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流過大，二是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載變化而變化，負(fù)載增大，轉(zhuǎn)速的降落也在增大，使轉(zhuǎn)速難以確定，更不用說控制了。這樣的系統(tǒng)是無法滿足稍微有一些要求的工藝生產(chǎn)需求的[22]。注意事項(xiàng)：在電機(jī)啟動(dòng)前，必須先接通電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁，方能使電動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)。并且在啟動(dòng)前，必須確保移相控制電壓為零，以使整流輸出電壓為零，防止突加給定對(duì)電動(dòng)機(jī)造成損傷。確認(rèn)以上細(xì)節(jié)后，才可以逐漸加大給定電壓。要注意不能在任何時(shí)候突加給定。否則會(huì)產(chǎn)生過大的啟動(dòng)電流，使得過流保護(hù)措施啟動(dòng)，進(jìn)而報(bào)警或者跳閘，損壞電路中的保險(xiǎn)絲，造成時(shí)間的浪費(fèi)和實(shí)驗(yàn)失敗[23]。在連接反饋信號(hào)時(shí)，給定信號(hào)的極性必須與反饋信號(hào)的極性相反，確保為負(fù)反饋，否則會(huì)造成失控。給直流電動(dòng)機(jī)加的電樞電流一定不能超過電動(dòng)機(jī)的額定值，否則會(huì)因超負(fù)載工作降低電動(dòng)機(jī)的使用壽命，或者因過度震動(dòng)發(fā)生意外，造成不可挽回的后果。DJK04與DJK021都需要單獨(dú)接地，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使他們都接到地線口或者短接DJK04與DJK021的地。由于傳統(tǒng)的開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)不具備抗擾動(dòng)的能力，轉(zhuǎn)速受外界負(fù)載影響太大，轉(zhuǎn)速降落又取決于電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，無法自動(dòng)調(diào)節(jié)。因此開環(huán)直流調(diào)速僅僅適用于對(duì)調(diào)速性能要求不高的場合，比如普通的升降機(jī)，簡單的吊車等等。因此，對(duì)一些有一定要求或者特殊需要的場合，比如電梯，電動(dòng)機(jī)車等，需要采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)[24]。下面就來研究P調(diào)節(jié)器下系統(tǒng)的特性。① 將DJK04上“轉(zhuǎn)速變換”模塊的“3”與“調(diào)節(jié)器Ⅰ”的“2”相接，“給定”面板上的“Ug”與“調(diào)節(jié)器Ⅰ”上的“3”相接。 ②圖34 P調(diào)節(jié)器接線圖③ 將調(diào)節(jié)器Ⅰ接入主電路。在DJK04掛箱上，將“調(diào)節(jié)器Ⅰ”上的“4”和“5”與DJK08上的“可調(diào)電阻”相接，可調(diào)電阻選擇40KΩ。圖35 可調(diào)電阻接線圖④ 將“調(diào)節(jié)器Ⅰ”上的“5”和“6”短接，以接通調(diào)節(jié)器。⑤ 將“調(diào)節(jié)器Ⅰ”上的Usc與DJK021上的“移相控制電壓”的輸入端，Uct相接，另外一端接地。⑥ 將DJK04上“給定”撥至“負(fù)給定”。系統(tǒng)建立完成后，慢慢增加給定，使系統(tǒng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。研究相同給定下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化情況。并記錄下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將給定調(diào)節(jié)為5V，增加負(fù)載，記錄電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表5 給定值為5V時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）305298289271190根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖36 給定值為5V時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖，增加負(fù)載，記錄電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表6 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）306300292273188根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖37 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖，增加負(fù)載，記錄電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表7 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）307301292270141根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖38 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖將給定調(diào)節(jié)為6V，增加負(fù)載，記錄電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表8 給定值為6V時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）304298293273142根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖39 給定值為6V時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖調(diào)速系統(tǒng)的性能，和調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)定密切相關(guān)，比如近些年來，我國電動(dòng)自行車內(nèi)置的調(diào)速系統(tǒng)中，響應(yīng)速度和穩(wěn)定性已經(jīng)進(jìn)入了世界前列，各大國產(chǎn)廠家生產(chǎn)的電動(dòng)自行車和電動(dòng)汽車進(jìn)入國際市場。為了獲得比較更穩(wěn)定和響應(yīng)更快的P調(diào)節(jié)器下的轉(zhuǎn)速反饋直流調(diào)速系統(tǒng)，取三組轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，、對(duì)比相同給定、不同反饋系數(shù)下，逐漸增大負(fù)載，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，從而獲得更加優(yōu)良的調(diào)速系統(tǒng)[25]。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變換模塊的電位器RP1，記錄下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表9 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）313309300277198根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖40 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變換模塊的電位器RP1，記錄下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表10 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）312309301290195根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖41 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變換模塊的電位器RP1，記錄下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表11 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）310304293279192根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，繪制轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的折線圖。圖42 ，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化折線圖PI調(diào)節(jié)器又稱比例積分調(diào)節(jié)器，在比例調(diào)節(jié)其中加入積分環(huán)節(jié)。P調(diào)節(jié)器使調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，PI調(diào)節(jié)器使調(diào)速系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速，提高了穩(wěn)態(tài)精度，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。因此，PI調(diào)節(jié)器無疑是更好的選擇[26]。將DJK04掛箱“調(diào)節(jié)器Ⅰ”上的“5”和“6”之間的導(dǎo)線拔掉，然后將“5”和“6”與DJK08掛箱上的可調(diào)電容相接。圖43 調(diào)節(jié)器Ⅰ中接入電容將給定調(diào)節(jié)為5V，增加負(fù)載，記錄電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的變化情況。表12 給定值為5V時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化負(fù)載（Ω）4503382251220轉(zhuǎn)速（r/min）335330319297159根據(jù)測得