实验三 PWM转速,电流双闭环调速系统

1、实验三 PWM转速、电流双闭环调速系统一、实验目的1.了解转速、电流双闭环可逆直流PWM调速系统的组成、原理及各单元的工作原理。2.掌握双闭环可逆直流PWM调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。3.测定双闭环直流调速系统的静态和动态性能指标。二、实验系统组成及工作原理在中小容量的直流传动系统中，采用功率开关器件的脉宽调制（PWM）调速系统比相控系统具有更多的优越性，因而得到日益广泛的应用。双闭环可逆直流PWM调速系统的组成如实验图3-1所示。图中,可逆PWM变换器主电路采用MOSFET构成H型结构，UPW为脉宽调制器，DLD为逻辑延迟环节,GD为MOS管的栅极驱动电路,FA为瞬时动作的过流保护

2、，GM为调制波发生器。速度给定信号与速度反馈信号经速度调节器ASR调节后输出为电流给定信号，它与电流反馈信号经电流调节器ACR调节后输出为控制信号，送入UPW控制PWM波形的产生，最终控制电动机两端的电压。DLD的作用是把PWM波分成二组相差180°的PWM波,并留有一定死区时间，用于控制两组桥臂VT；GD的作用是形成四组隔离的PWM驱动脉冲；PWM为功率放大电路，直接给电动机M供电；FA可限制主电路瞬时电流；GM的功能是产生调制三角波；AR为反相器，构成电流负反馈。实验图3-1 双闭环可逆直流PWM调速系统的组成三、实验设备及仪器1.主控制屏NMCL-322.直流电动机-负载直流发

3、电机-测速发电机组3. NMCL-22 、NMCL18挂箱及电阻箱4.双踪示波器5.万用表四、实验内容1.各控制单元调试2.测定开环机械特性:，和。3.测定闭环静特性:，和。五、实验步骤及方法1.主控制屏开关按实验内容需要设置2.单元部件调试(1) NMCL18挂箱调试a)给定电压时，用示波器观察GM、UPW单元波形是否正常，调节电位器使方波占空比为。b)调节电位器使方波占空比分别为最大和最小，记录此时的给定电压。c)观察DLD输出，检查死区时间是否合适。d)检查MOS管控制脉冲是否正常。(2)调节器ASR、ACR调试a)调零：ASR、ACR的调零方法同实验2。b)输出限幅值整定：调限幅值方法

4、同实验2，本实验中ASR、ACR限幅值均为正、负某个电压值，可分别通过调节ASR、ACR中的两个限幅电位器得到。值一般可取V，值则应按照占空比时的值整定，即用ACR输出去控制UPW脉冲波形，通过示波器观察，当占空比时，用万用表测量此时的值即为ACR限幅值，通过限幅电位器将其锁定。(3)AR调试：按照1:1比例调节器调试。3.开环机械特性测定(电动机加额定励磁)将给定信号作为控制信号，直接送入UPW控制PWM波形的产生，慢慢增加正给定(或负给定)使其分别运行在正、反向，和的机械特性上，通过改变负载(注意额定负载电流值)得到开环机械特性，方法同实验1。4.闭环系统调试及闭环静特性测定(1)电流环调

5、试(电动机不加励磁)a)电流反馈极性判断和反馈电压的测定: 测试时ASR、ACR均不接入系统，系统处于开环状态。直接将给定电压作为送入UPW控制PWM波形的产生，此时应将电动机主回路中串联的变阻器放在最大值处，以限制电枢电流。先接通主回路，然后接通控制回路并逐渐增加，调整变阻器值,使电流达到额定值时，调整电流反馈电位器，使反馈电压为V左右。b)电流闭环调试：将ACR接成PI调节器，给定信号接给定端，反馈信号经过反号器AR再接到ACR的反馈端，ACR的输出接到UPW的输入端以控制PWM波形。此时应将电动机主回路中串联的变阻器放在最大值处，以限制电枢电流。先接通主回路，然后接通控制回路并逐渐增加，

6、当电流达到额定值时，把变阻器全部切除，电流应不再升高。(2)转速环调试(电动机加额定励磁)转速反馈极性的判断、反馈电压的测定、闭环系统的调试均同实验1。(3)闭环系统静特性测定(电动机加额定励磁，分别测出正、反转特性)将给定信号加入速度调节器ASR，其输出为电流给定信号，电流调节器ACR输出为控制信号，送入UPW控制PWM波形的产生，从而控制电动机两端的电压。慢慢增加使其分别运行在，和的特性上，通过改变负载(注意额定负载电流值)得到闭环静特性。注意当为正时电动机正转，当为负时电动机反转。(4)闭环控制特性测定慢慢增加使系统运行在工作点上，然后减小至0，记录几组n和的数据，得到闭环控制特性曲线。(5)动态波形观察a)给定值阶跃变化:正向起动-正向停车、反向起动-反向停车、正向起动-反向-停车、反向起动-正向-停车时的,的波形。b)电动机分别稳定运行于正、负，不变，突加、突减负载(和)时的，的波形。六、实验注意事项1.必须保证UPW调制正常后,才能合主电源。2.送电顺序：先关断MC05挂箱上的开关，将给定信号置于0V，合MC01上主电源开关SW，再接通MC05挂箱上的主电路开关，然后再慢慢调节给定信号。断电关机顺序则相反。3.实验时