【導(dǎo)讀】閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。首先描述了變頻器的發(fā)展歷程，提出了PWM調(diào)速方法的優(yōu)勢(shì)，指出。了未來PWM調(diào)速方法的發(fā)展前景，點(diǎn)出了研究PWM調(diào)速方法的意義。應(yīng)用于直流電機(jī)的。頻器性能尤為突出，作為本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，本文將對(duì)PWM的理論進(jìn)行詳細(xì)論述。對(duì)各個(gè)部分分別進(jìn)行論證，力圖在每個(gè)組成單元上都達(dá)到最好的系統(tǒng)性能。

　　

【正文】 屏電源開關(guān)，接通直流電機(jī)勵(lì)磁電源。 b．調(diào)節(jié)正給定，電機(jī)開始起動(dòng)直至達(dá) 1400r/min。 c．給電動(dòng)機(jī)拖加負(fù)載，即逐漸減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻，直至電動(dòng)機(jī)的電樞電流為 1A。 d．調(diào)節(jié)“ FBA”的電流反饋電位器，用萬用表測(cè)量“ 9”端電壓達(dá) 2V左右。 （ 2）速度反饋系數(shù)的調(diào)試 在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再次調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的 1400r/min，調(diào)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(jī)械特性測(cè)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”，沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 22 改變可調(diào)電阻加載旋鈕（或直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻 Rd），在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)測(cè)取 6個(gè)點(diǎn)，記錄相應(yīng)的轉(zhuǎn)速 n 和直流發(fā)電機(jī)電流 id，特性曲線見圖 。 表 開環(huán)正給定高速的數(shù)據(jù)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(diào)節(jié) RP3，使 n=1000 r/min 和 n=500r/min，作同樣的記錄，可得到電機(jī)在中速和低速時(shí)的機(jī)械特性，特性曲線見圖 和圖 。 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(jì) 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(cè)出系統(tǒng)的反向機(jī)械 特性，特性曲線見圖 。 表 開環(huán)負(fù)給定高速的數(shù)據(jù)記錄 n=1400r/min n(r/min) 1405 1393 1383 1370 1345 1328 1305 id(A) 圖 開環(huán)負(fù)給定高速的特性曲線 調(diào)節(jié) RP3，使 n=1000/min 和 n=500r/min，作同樣的記錄，可得到電機(jī)在負(fù)給定后中速和低速時(shí)的機(jī)械特性，特性曲線見圖 和圖 。 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(jì) 24 圖 開環(huán)負(fù)給定低速的特性曲線 （ 4）計(jì)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)。 按圖接線 （ 1）速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試 a．反饋電位器 RP3 逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最小； b．“ 5”、“ 6”端接入 MEL— 11 電容器，預(yù)置 5～ 7μF ； c．調(diào)節(jié)正負(fù)限幅電位器 RP RP2 使輸出限幅為 177。2V 。 （ 2）電流調(diào)節(jié)器的調(diào)試 a．反饋電位器 RP3 逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最??； b．“ 5”、“ 6”端接入 MEL— 11 電容器，預(yù)置 5～ 7μF ； c． S5 開關(guān)打向“給定”， S4 開關(guān)扳向上，調(diào)節(jié) MCL10 的 RP3 電位器，使 ACR 輸出正飽和，調(diào)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(jī)械特性測(cè)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。 3．系統(tǒng)靜特性測(cè)試 （ 1）機(jī)械特性 n=f（ Id）的測(cè)定 S2 開關(guān)打向“給定”， S1 開關(guān)扳向上至“正給定”，調(diào)節(jié) MCL10 的 RP3 電位器，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(diǎn)，可測(cè)出系統(tǒng)正轉(zhuǎn)時(shí)的靜特性曲線 n=f（ Id），特性曲線見圖 。 表 閉環(huán)正給定時(shí)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(shí)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(jì) 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(diǎn)，可測(cè)出系統(tǒng)反轉(zhuǎn)時(shí)的靜特性曲線 n=f（ Id），特性曲線見圖 。 表 閉環(huán)負(fù)給定時(shí)的數(shù)據(jù)記錄 n(r/min) 1506 1496 1484 1474 1461 1448 1436 I(A) 圖 閉環(huán)負(fù)給定時(shí)的靜特性曲線 （ 2）閉環(huán)控制特性 n=f(Ug)的測(cè)定 S2 開關(guān)打向“給定”， S1 開關(guān)扳向上至“正給定”，調(diào)節(jié) MCL10 的 RP3 電位器，記錄 Ug 和 n，即可測(cè)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(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(dòng)態(tài)波形的觀察 用二蹤慢掃描示波器觀察動(dòng)態(tài)波形，并記錄下列動(dòng)態(tài)波形： (電動(dòng)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(dòng)時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨時(shí)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(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速變化的 波形 突加給定起動(dòng)時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)電樞電流隨時(shí)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(jì) 26 圖 突加給定起動(dòng)時(shí)電流變化的波形 突加負(fù)載時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨時(shí)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(shí)轉(zhuǎn)速變化的波形 突降負(fù)載時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨時(shí)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(shí)轉(zhuǎn)速變化的波形 正反轉(zhuǎn)時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨時(shí)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(shí)轉(zhuǎn)速變化的波形沈陽理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 27 總 結(jié) 直流脈寬（ PWM）調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究 —— “保護(hù)電路設(shè)計(jì)” 的 設(shè)計(jì) ，是在 DJDK－ 1型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行的。測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)電氣參數(shù)和時(shí)間常數(shù)，并應(yīng)用經(jīng)典控制理論的工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。 以SG3525 為核心實(shí)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 。 PWM 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)， 具有調(diào)速簡(jiǎn)單、調(diào)速范圍大、精度高、速度平穩(wěn)、電流脈動(dòng)小、電機(jī)溫升低等優(yōu)點(diǎn)，使調(diào)速各項(xiàng)性能指標(biāo)大為提高。 縱觀整個(gè)設(shè)計(jì)，經(jīng)典部分是已學(xué)過的知識(shí)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)深入理解了工程設(shè)計(jì)方法，擴(kuò)展了知識(shí)面，各門課程綜合應(yīng)用，收益頗多，使我對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制有了更深的認(rèn)識(shí)。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(dǎo)，我會(huì)繼續(xù)努力的。 沈陽理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì) 28 參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 20xx. 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