【導讀】閉環(huán)直流調速系統(tǒng)。首先描述了變頻器的發(fā)展歷程，提出了PWM調速方法的優(yōu)勢，指出。了未來PWM調速方法的發(fā)展前景，點出了研究PWM調速方法的意義。應用于直流電機的。頻器性能尤為突出，作為本次設計的基礎理論，本文將對PWM的理論進行詳細論述。對各個部分分別進行論證，力圖在每個組成單元上都達到最好的系統(tǒng)性能。

　　

【正文】 屏電源開關，接通直流電機勵磁電源。 b．調節(jié)正給定，電機開始起動直至達 1400r/min。 c．給電動機拖加負載，即逐漸減小發(fā)電機負載電阻，直至電動機的電樞電流為 1A。 d．調節(jié)“ FBA”的電流反饋電位器，用萬用表測量“ 9”端電壓達 2V左右。 （ 2）速度反饋系數的調試 在上述實驗的基礎上，再次調節(jié)電機轉速的 1400r/min，調節(jié) MCL31（或 MCLIII型主控制屏）的“ FBS”電位器，使速度反饋電壓為 5V 左右。 （ 3）系統(tǒng)開環(huán)機械特性測定 參照速度反饋系數調試的方法，使電機轉速達 1400r/min， S4 開關撥向“正給定”，沈陽理工大學課程設計 22 改變可調電阻加載旋鈕（或直流發(fā)電機負載電阻 Rd），在空載至額定負載范圍內測取 6個點，記錄相應的轉速 n 和直流發(fā)電機電流 id，特性曲線見圖 。 表 開環(huán)正給定高速的數據記錄 n=1400r/min n(r/min) 1400 1380 1361 1355 1349 1343 1337 id(A) 圖 開環(huán)正給定高速的特性曲線 調節(jié) RP3，使 n=1000 r/min 和 n=500r/min，作同樣的記錄，可得到電機在中速和低速時的機械特性，特性曲線見圖 和圖 。 表 開環(huán)正給定中速的數據記錄 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)正給定低速的數據記錄 n=500r/min n(r/min) 503 479 458 441 420 393 361 id(A) 沈陽理工大學課程設計 23 圖 開環(huán)正給定低速的特性曲線 斷開主電源， S4 開關撥向“負給定”，然后按照以上方法，測出系統(tǒng)的反向機械 特性，特性曲線見圖 。 表 開環(huán)負給定高速的數據記錄 n=1400r/min n(r/min) 1405 1393 1383 1370 1345 1328 1305 id(A) 圖 開環(huán)負給定高速的特性曲線 調節(jié) RP3，使 n=1000/min 和 n=500r/min，作同樣的記錄，可得到電機在負給定后中速和低速時的機械特性，特性曲線見圖 和圖 。 表 開環(huán)負給定中速的數據記錄 n=1000r/min n(r/min) 1000 985 971 950 928 899 882 id(A) 圖 開環(huán)負給定中速的特性曲線 表 開環(huán)負給定低速的數據記錄 n=500r/min n(r/min) 500 473 450 429 398 367 336 id(A) 沈陽理工大學課程設計 24 圖 開環(huán)負給定低速的特性曲線 （ 4）計算轉速反饋系數 α 和電流反饋系數 β 通過上面給定的數據可以算得： 轉速反饋系數 α= 電流反饋系數 β= V/A 2．閉環(huán)系統(tǒng)調試 將 ASR,ACR 均接成 PI 調節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)。 按圖接線 （ 1）速度調節(jié)器的調試 a．反饋電位器 RP3 逆時針旋到底，使放大倍數最??； b．“ 5”、“ 6”端接入 MEL— 11 電容器，預置 5～ 7μF ； c．調節(jié)正負限幅電位器 RP RP2 使輸出限幅為 177。2V 。 （ 2）電流調節(jié)器的調試 a．反饋電位器 RP3 逆時針旋到底，使放大倍數最?。? b．“ 5”、“ 6”端接入 MEL— 11 電容器，預置 5～ 7μF ； c． S5 開關打向“給定”， S4 開關扳向上，調節(jié) MCL10 的 RP3 電位器，使 ACR 輸出正飽和，調整 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。 （ 3）系統(tǒng)閉環(huán)機械特性測定 S2 開關打向“給定”， S1 開關打向下至“負給定”，調節(jié) MCL10 的 RP4 電位器，使ACR 輸出負飽和，調整 ACR 的負 限幅電位器 RP2，用示波器觀察 “ 30”的脈沖，不可移出范圍。 3．系統(tǒng)靜特性測試 （ 1）機械特性 n=f（ Id）的測定 S2 開關打向“給定”， S1 開關扳向上至“正給定”，調節(jié) MCL10 的 RP3 電位器，使電機空載轉速至 1400 r/min，再調節(jié)可調電阻加載旋鈕（或發(fā)電機負載電阻 Rg），在空載至額定負載范圍內分別記錄 6 點，可測出系統(tǒng)正轉時的靜特性曲線 n=f（ Id），特性曲線見圖 。 表 閉環(huán)正給定時的數據記錄 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 開關打向“給定”， S1 開關打向下至“負給定”，調節(jié) MCL10 的 RP4 電位器，沈陽理工大學課程設計 25 使電機空載轉速至 1400 r/min，再調節(jié)可調電阻加載旋鈕（或發(fā)電機負載電阻 Rg），在空載至額定負載范圍內分別記錄 6點，可測出系統(tǒng)反轉時的靜特性曲線 n=f（ Id），特性曲線見圖 。 表 閉環(huán)負給定時的數據記錄 n(r/min) 1506 1496 1484 1474 1461 1448 1436 I(A) 圖 閉環(huán)負給定時的靜特性曲線 （ 2）閉環(huán)控制特性 n=f(Ug)的測定 S2 開關打向“給定”， S1 開關扳向上至“正給定”，調節(jié) MCL10 的 RP3 電位器，記錄 Ug 和 n，即可測出閉環(huán)控制特性 n=f(Ug)，特性曲線見圖 。 表 閉環(huán)控制特性的數據記錄 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： (電動機電樞電流波形的觀察可通過 MCL03 的 ACR 的第“ 1”端，轉速波形的觀察可通過 MCL03 的 ASR 的第“ 1”端 ) 突加給定起動時，直流電動機轉速隨時間變化的波形（ 500mV， 500ms）如圖 （額定轉速為 1500r/min， ASF： 7μF ） 圖 突加給定起動時轉速變化的 波形 突加給定起動時，直流電動機電樞電流隨時間變化的波形（ 2V， 500ms）如圖 （額定轉速為 1500r/min， ASF： 7μF ） 沈陽理工大學課程設計 26 圖 突加給定起動時電流變化的波形 突加負載時，直流電動機轉速隨時間變化的波形（ 500mV， 500ms）如圖 （額定轉速為 1500r/min， ASF： 7μF ） 圖 突加負載時轉速變化的波形 突降負載時，直流電動機轉速隨時間變化的波形（ 500mV， 500ms）如圖 （額定轉速為 1500r/min， ASF： 7μF ） 圖 突降負 載時轉速變化的波形 正反轉時，直流電動機轉速隨時間變化的波形（ 1V， 500ms）如圖 （額定轉速為＋ 1500r/min 至－ 1500r/min， ASF： 7μF ） 圖 正反轉時轉速變化的波形沈陽理工大學 課程設計 27 總 結 直流脈寬（ PWM）調速系統(tǒng)設計與研究 —— “保護電路設計” 的 設計 ，是在 DJDK－ 1型電力電子技術及電機控制實驗裝置上進行的。測定直流電動機的各項電氣參數和時間常數，并應用經典控制理論的工程設計方法設計轉速和電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)。 以SG3525 為核心實現 PWM 脈寬調速， 形成無靜差的轉速電流雙閉 環(huán)控制 。 PWM 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)， 具有調速簡單、調速范圍大、精度高、速度平穩(wěn)、電流脈動小、電機溫升低等優(yōu)點，使調速各項性能指標大為提高。 縱觀整個設計，經典部分是已學過的知識，通過畢業(yè)設計深入理解了工程設計方法，擴展了知識面，各門課程綜合應用，收益頗多，使我對直流調速系統(tǒng)的控制有了更深的認識。但由于理論水平有限，仍有許多不足之處有待解決。 在此感謝老師的精心輔導，我會繼續(xù)努力的。 沈陽理工大學 課程設計 28 參考文獻 [1] 陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) [M].北京：機械工業(yè)出版社 , 20xx. [2] 王兆安 .電力電子技術 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 ,20xx. [3] 黃俊 .半導體變流技術 [M] . 北京：機械工業(yè)出版社 ,20xx [4] 付文 .電力拖動自動控制系統(tǒng)實驗指導書 , [5] 楊松才 .電力拖動自動控制系統(tǒng)圖集 .