1、哈爾濱理工大學榮成學院電機運動控制課程設計實驗報告班級： 自動化 姓名: 學號： 日期： 2012年12月23日 實驗一 雙閉環(huán)可逆直流脈寬調速系統(tǒng)一.實驗目的1.掌握雙閉環(huán)可逆直流脈寬調速系統(tǒng)的組成、原理及各主要單元部件的工作原理。2.熱悉直流PWM專用集成電路SG3525的組成、功能與工作原理。3.熟悉H型PWM變換器的各種控制方式的原理與特點。4.掌握雙閉環(huán)可逆直流脈寬調速系統(tǒng)的調試步驟、方法及參數的整定。二。實驗內容1。PWM控制器SG3525性能測試。2.控制單元調試。3.系統(tǒng)開環(huán)調試。4.系統(tǒng)閉環(huán)調試5.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)特性測試。6.H型PWM變換器不同控制方式時的性能測試。三.實驗

2、設備及儀器1.教學實驗臺主控制屏2.NMCL-31組件3.NMCL-10A組件4.MEL-03A組件5.NMC-18組件 :6.電機導軌及測速發(fā)電機(或光電編碼器)、直流發(fā)電機MO17,直流電動機MO38.雙蹤示波器(自備)9.萬用表(自備)四、原理圖五.接線圖1、SG3525性能測試:按下S1琴鍵開關， (1)用示波器觀察UPW的“1”端的電壓波形，記錄波形的周期和幅值。 (2)用示波器觀察UPW的“2”端的電壓波形，調節(jié)UPW的RP電位器，使方波的占空比為50%。2、控制電路的調試邏輯延時時間的測試 在上述實驗的基礎上，分別將正副給定均調到零，連接UPW的“2”端和DLD的“1”端，用示波

3、器觀察“DLD”的“1”和“2”端的輸出波形，并記錄延時時間td。 接線圖13、開環(huán)系統(tǒng)調試主回路按圖1-1接線，控制回路可參考圖1-2，但調節(jié)器不接，控制回路直接將NMCL-31的給定接至NMCL-10A的UPW“3”端，并將UPW“2”端和DLD“1”端相連，驅動電路的G1、G2、G3、G4相連。(1）電流反饋系數的調試a. 將正、負給定均調到零，合上主控制屏電源開關，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1500r/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“8”端電壓達2V

4、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)電機轉速為1400r/min，調節(jié)NMCL-31A的“FBS”電位器，使速度反饋電壓為5V左右。（3）系統(tǒng)開環(huán)機械特性的測定參照速度反饋系數調試的方法，使電機轉速達1400r/min，改變直流發(fā)電機負載電阻Rd，在空載至額定負載范圍內測取78個點，記錄相應的轉速n和直流電動機電流id。調節(jié)給定，使n=1000r/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。斷開主電源，NMCL-31的S1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。4、閉環(huán)系統(tǒng)調試控制回路可按圖1-2接線，將ASR、A

5、CR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)。 (1)速度調節(jié)器的調試a反饋電位器RP3逆時針旋轉到底，使放大倍數最??；b“5”、“6”端接入可調電容器，預置57F；c調節(jié)RP1、RP2使輸出限幅為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”端接入可調電容器，預置57F；c NMCL-31的S2開關打向“給定”，S1開關扳向上，調整NMCL-31的RP1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NMCL-10A的DLD“2”的脈沖，不可移出范圍。S1開關打向下至“負給定”，調整NMCL-31的RP2電位器，使

6、ACR輸出負飽和，調整ACR的負限幅電位器RP2，用示波器觀察NMCL-10A的DLD“2”的脈沖，不可移出范圍。5、系統(tǒng)靜特性測試（1）機械特性n=f(Id)的測定NMCL-31的S2開關打向“給定”，S1開關扳向上，逆時針調整NMCL-31的RP1電位器到底。合上主電路電源，調節(jié)調壓器旋鈕，使Uuv、Uvw、Uwu為220V，逐漸增加給定電壓Ug，使電機起動、升速，調節(jié)Ug使電機空載轉速n0=1500r/min，再調節(jié)直流發(fā)電機的負載電阻RG，改變負載，在直流發(fā)電機空載至額定負載范圍，測取78點，讀取電機轉速n，電機電樞電流Id，可測出系統(tǒng)正轉時的靜特性曲線n=f(Id)。斷開主電源，S1

7、開關打向下至“負給定”，逆時針調整NMCL-31的RP2電位器到底。合上主電路電源，逐漸增加給定電壓Ug，使電機起動、升速，調節(jié)Ug使電機空載轉速n0=1500r/min，再調節(jié)直流發(fā)電機的負載電阻RG，改變負載，在直流發(fā)電機空載至額定負載范圍，測取78點，讀取電機轉速n，電機電樞電流Id，可測出系統(tǒng)反轉時的靜特性曲線n=f(Id)。 (1)閉環(huán)控制特性n=f(Ug)的測定S1開關扳向上，調節(jié)NMCL-31A給定電位器RP1,記錄給定輸出Ug和電動機轉速n，即可測出閉環(huán)控制特性n=(Ug) 接線圖2六、機械特性測定與分析UPW的“1”端波形UPW的“2”端波形 “DLD”的“1”和“2”端的輸

8、出波形n=1400r/minn(r/min)1518151014971484147514631452id(A)0.450.500.550.600.650.700.75n=1000r/minn(r/min)1000 986974964955937929id(A)0.350.400.450.500.550.600.65n=500r/minn(r/min)500491482469454446437id(A)0.200.250.300.350.400.450.50正轉時的靜特性曲線n=f(Id)n(r/min)10001000100010001000I(A)0.50.450.40.350.3反轉時的靜

9、特性曲線n=f(Id)n(r/min)10001000100010001000I(A)0.50.450.40.350.3閉環(huán)控制特性n=(Ug)n(r/min)100077551012301450Ug（V）21.512.53七、心得體會脈沖寬度調制PWM，就是指保持開關周期T不變，調節(jié)開關導通時間t對脈沖的寬度進行調制的技術。PWM控制技術以其控制簡單，靈活和動態(tài)響應好的優(yōu)點而成為電力電子技術等領域最廣泛應用的控制方式。在進行設計之前，我參考了一些資料，通過對這些設計方案來開拓自己的思路。課程設計在很大程度上實現(xiàn)的動手與動腦，理論與實際的相互結合，很好地實現(xiàn)了從書本到實際操作的一個過渡。該系統(tǒng)

10、調速精度與調速范圍要求不是很高。但與傳統(tǒng)的晶閘管可控調整系統(tǒng)相比，它具有調速范圍寬、快速性能好、功率因數高、結構簡單等優(yōu)點，使之以廣泛應用于各行各業(yè)的直流調速系統(tǒng)中。通過本次設計以便積累一些經驗對我們以后課程設計奠定基礎。八.考參文獻1. 模擬電子技術基礎童詩白北京：高等教育出版社，20022.電力拖動自動控制系統(tǒng) 陳伯時 3.電力電子技術 孫樹樸 李明 王勉華4.電力拖動自動控制系統(tǒng)習題集 童福堯實驗二 邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)一。實驗目的1.了解并熱悉邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)的原理和組成。2.掌握各控制單元的原理,作用及調試方法。3.掌握邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)的調試步驟和方法。4.了解

11、邏輯無環(huán)流可逆調速系統(tǒng)的靜特性和動態(tài)特性。二。實驗內容1.控制單元調試。2。系統(tǒng)調試。3.正反轉機械特性的測定。4.正反轉閉環(huán)控制特性的測定。5.系統(tǒng)的動態(tài)特性的觀察。三.實驗設備及儀器1.教學實驗臺主控制屏2. NMCL-33組件3.MEL-O3A組件4,NMCL-18組件5.電機導軌及測速發(fā)電機(或光電編碼器)、直流發(fā)電機MO17,直流電動機MO38.雙蹤示波器(自備)9.萬用表(自備)四.原理圖五.接線圖1、按圖接線，未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。（1）用示波器觀察雙脈沖觀察孔，應有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖（2）檢查相序，用示波器觀察“1”，“2”脈沖觀察孔，“1”脈沖超前

12、“2”脈沖600，則相序正確，否則，應調整輸入電源。（3）將控制一組橋觸發(fā)脈沖通斷的六個直鍵開關彈出，用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應有幅度為1V2V的脈沖。（4）將Ublr接地,可觀察反橋晶閘管的觸發(fā)脈沖。（5）用萬用表檢查Ublf，Ublr的電壓，一為高電平，一為低電平，不能同為低電平。 接線圖12、控制單元調試（1）調試FBS，ASR，ACR a 系統(tǒng)開環(huán)，即給定電壓Ug直接接至Uct，Ug作為輸入給定，逐漸加正給定，當轉速n=1500r/min時，調節(jié)FBS（速度變換器）中速度反饋電位器RP，使速度反饋電壓為+5V左右，計算速度反饋系數。 b 速度反饋極性判斷： 系統(tǒng)中接入AS

13、R構成轉速單閉環(huán)系統(tǒng)，即給定電壓Ug接至ASR的第2端，ASR的第3端接至Uct。調節(jié)Ug（Ug為負電壓），若稍加給定，電機轉速即達到最高速且調節(jié)Ug不可控，則表明單閉環(huán)系統(tǒng)速度反饋極性有誤。但若接成轉速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，由于給定極性改變，故速度反饋極性可不變。 c 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)。ASR的調試：反饋電位器RP3逆時針旋轉到底，使放大倍數最小“5”、“6”端接入可調電容，預置57F；調節(jié)RP1、RP2使輸出限幅為5V。 (2) 調試AR，DPT，DPZDPT 調節(jié)：測定轉矩極性鑒別器DPT的環(huán)寬，要求環(huán)寬為0.40.6V，記錄高電平值，調節(jié)RP1使

14、環(huán)寬對稱縱坐標。 實際接線圖具體調節(jié)方法:a調節(jié)正給定Ug，使DPT 的“1”腳得到約0.3V 電壓，調節(jié)電位器RP1，使“2”端輸出從“1”變?yōu)椤?”。b調節(jié)負給定，從0V 起調，當DPT 的“2”端從“0”變?yōu)椤?”時，檢測DPT 的“1”端應為-0.3V 左右，否則應調整電位器，使“2”端電平變化時，“1”端電壓大小基本相等.DPZ調節(jié)：測定零電流檢測器DPZ的環(huán)寬，要求環(huán)寬為0.40.6V，調節(jié)RP1使回環(huán)向縱坐標右側偏離0.10.2V。具體調節(jié)方法：a調節(jié)給定Ug，使DPZ 的“1”端為0.7V 左右，調整電位器RP1，使“2”端輸出從“1”變?yōu)椤?”； b減小給定，當“2”端電壓從

15、“0”變?yōu)椤?”時，“1”端電壓在0.10.2V 范圍內，否則應繼續(xù)調整電位器RP1。AR調節(jié)：測定輸入輸出比例，輸入端加+5V電壓，調節(jié)RP，使輸出端為5V。（3）調節(jié)ASR,ACR的串聯(lián)積分電容，使系統(tǒng)正常，穩(wěn)定運行。六、機械特性測定與分析測試邏輯功能，其真值表為：輸入UM110001UI100100輸出UZ(Ublf)000111UF(Ublf)111000 電動機轉動狀態(tài)：當Ug為正給定時，電機正轉；負給定時，電機反轉。七心得體會通過本次課程設計，我了解了雙閉環(huán)可逆直流脈寬調速系統(tǒng)的組成、原理；了解了邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統(tǒng)的原理和組成，對各部件的控制與應用有了更加的認識與熟練。在很