1、電力拖動自動控制系統(tǒng)的實驗報告實驗1雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)一、實驗?zāi)康模赫莆针p閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理以及各主要單元部件的工作原理。2 .熟悉直流PWM專用集成電路SG3525的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理。3、掌握雙閉環(huán)可逆直流脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及殘奧儀表調(diào)整。二、實驗內(nèi)容：1. PWM控制器SG3525的性能測試。2 .調(diào)試控制單元。3 .測量開環(huán)和閉環(huán)的機械特性n=f(Id )。4 .閉環(huán)控制特性n=f(Ug )的測量。3 .實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理TAU-電腦用戶界面美國航空航天局航空航天飛機超高速公路電腦科學(xué)葛德PWM無線電法國足球甲級聯(lián)賽通用汽車特格米圖610

2、雙閉環(huán)脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)原理圖在中小容量直流傳動系統(tǒng)中，采用自關(guān)斷器件的脈寬調(diào)速系統(tǒng)比相位控制系統(tǒng)具有更多的優(yōu)勢，因而應(yīng)用越來越廣泛。雙閉環(huán)脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖如圖6圖10所示。 圖中可逆PWM變換器的主電路系統(tǒng)采用由MOSFET構(gòu)成的h型結(jié)構(gòu)形式，UPW是脈沖寬度調(diào)制器，DLD是邏輯延遲鏈路，GD是MOS管的柵極驅(qū)動電路，F(xiàn)A是瞬時動作的過電流保護。脈寬調(diào)制器UPW采用了美國通用的第二代產(chǎn)品SG3525，是一種性能優(yōu)異、功能完整、通用性強的單片集成PWM控制器。 由于簡單、可靠、使用方便靈活，脈沖寬度調(diào)制器的設(shè)定和調(diào)試大幅簡化，因此被廣泛使用。4 .實驗設(shè)備及儀器1.MCL系列教學(xué)實驗臺

3、主控屏。2.MCL18組件(面向mcl-)或MCL31組件(面向mcl-)。3.MCL10組件或MCL10A組件。4.MEL-11油箱5.MEL03三相可變電阻器(或自配線電阻器)。6 .電機軌道和速度發(fā)電機、直流發(fā)電機M01 (或電機軌道和發(fā)電機、MEL13組件。7 .直流電動機M038 .跟蹤示波器。5 .注意事項1 .啟動直流電機之前，必須施加直流勵磁。2 .在連接ASR來構(gòu)成旋轉(zhuǎn)速度負反饋的情況下，為了防止振蕩，將ASR的RP3電位計逆時針旋轉(zhuǎn)到最后，使調(diào)節(jié)器的倍率最小，并且在ASR的“5”、“6”端連接可變電容(預(yù)設(shè)7F )。3 .測量靜態(tài)特性時，請注意主回路電流不要超過電機的額定值

4、(1A )。4 .系統(tǒng)開環(huán)連接的情況下，不允許沖入規(guī)定的信號Ug啟動電動機。5 .啟動電機時，請逆時針旋轉(zhuǎn)MEL-13的發(fā)動機負載旋鈕，避免帶負載啟動。6 .更改接線時，必須按住主控制面板總電源開關(guān)的“off”紅色按鈕，同時將系統(tǒng)的規(guī)定值設(shè)為零。7 .由于雙跟蹤示波器的2條探針接地線在示波器外殼中短路，使用時必須使兩個探針的接地線為同電位(1條接地線即可)，以免發(fā)生短路事故。8 .實驗時需要特別注意起動限流回路有無繼電器吸附。 該繼電器未吸附時，如果進行過電流保護電路的調(diào)整和負載試驗，啟動限流電阻會燒損。6 .實驗方法采用MCL10組件1.SG3525性能測試分別連接“3”和“5”、“4”和“

5、6”、“7”和“27”、“31”和“22”、“32”和“23”(1)用示波器觀察“25”側(cè)的電壓波形，記錄波形的周期、寬度(需要記錄S1開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“on”和“off”雙方的情況)(2)將S5開關(guān)設(shè)為“OV”，用示波器觀察“30”引腳電壓波形，調(diào)節(jié)RP2電位計，使矩形波的占空比為50%。S5開關(guān)朝向“規(guī)定”分別調(diào)節(jié)RP3、RP4，記錄“30”側(cè)的輸出波形的最大占空比和最小占空比。 (S2刻度盤同時記錄“on”和“off”)2 .控制電路的測試(1)邏輯延遲時間的測試將S5開關(guān)設(shè)為“0V”，用示波器觀察“33”和“34”端的輸出波形。 記錄延遲時間。td=(2)同一臂上下管驅(qū)動信號死區(qū)測試分別連接

6、“7”和“8”、“10”和“11”、“12”和“13”、“14”和“15”、“16”和“17”GS和VVT2。 GS和VVT3。 GS和VVT4。 GS的死區(qū)時間。td.VT1.VT2=td.VT3.VT4=注意：測試完成后，必須斷開“7”、“8”、“10”和“11”的連接。3 .開環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試(1)速度反饋系數(shù)的調(diào)試切斷主電源，逆時針調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器旋鈕到最后，切斷“9”、“10”上連接的電阻，接通直流電機M03，對電機施加勵磁。一邊提升S4開關(guān)，一邊逆時針調(diào)整RP3卷，直到最后，關(guān)閉主電源，調(diào)整交流電壓，輸出到220V左右。 調(diào)節(jié)RP3電位器，使電機轉(zhuǎn)速逐漸上升，調(diào)節(jié)FBS的反饋電位器RP，達到

7、1400r/min，速度反饋電壓為2V。注：選擇的產(chǎn)品為MCL、，沒有三相穩(wěn)壓器，直接關(guān)閉主電源。 以下全部相同。(2)系統(tǒng)開環(huán)機械特性測量參照速度反饋系數(shù)調(diào)整的方法，將電機轉(zhuǎn)速設(shè)為1400r/min，變更發(fā)電機負載旋鈕(或直流發(fā)電機負載電阻Rd )，在從無負載到額定負載的范圍內(nèi)測量78點，記錄相應(yīng)的轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩m (或直流發(fā)電機電流id )1. SG3525性能測試顯示器觀察25端子電壓波形，開通時，T=105.5us，V=2.22v。 關(guān)閉時，T=52.5us，V=2.22v。S5開關(guān)在規(guī)定、30端輸出波形，導(dǎo)通時，最大占空比為0.5，最小0截止時最大0.618，最小0。2 .控制電路測試

8、邏輯延遲時間td=2.9us、VT1VT2死區(qū)時間2.9us、VT3VT4死區(qū)時間2.9us。3 .開環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試系統(tǒng)開環(huán)機械特性測量正所與n (小時)140012841235119511541105身份證0.210.410.560.700.850.99n (小時)800713767642618575身份證0.250.410.570.720.820.99把給的東西歸為負n (小時)-1400-1357-1350-1337-1306-1274身份證0.680.500.350.220.120.02n (小時)800-767-758-724702684身份證0.730.540.360.250.120

9、.024 .閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試將ASR、ACR全部連接到PI調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)。如圖611那樣布線(1)速度調(diào)節(jié)器的調(diào)整(a )反饋電位器RP3繞反時針修正旋轉(zhuǎn)到最后，使倍率最小(b )在“5”、“6”端連接MEL11電容器，預(yù)設(shè)57F。(c )調(diào)整RP2、RP2來將輸出限制為2V。(2)電流調(diào)整器的調(diào)整(a )反饋電位器RP3繞反時針修正旋轉(zhuǎn)到最后，使倍率最小(b )在“5”、“6”端連接MEL11電容器，預(yù)設(shè)57F。(c)S5開關(guān)為“規(guī)定”，S4開關(guān)上升，調(diào)節(jié)MCL-10的RP3電位計，ACR輸出正飽和，調(diào)節(jié)ACR的正限制器電位計RP1，用示波器觀察“30”的脈沖，不超出范圍

10、。S5開關(guān)降為“規(guī)定”，S4開關(guān)降為“負規(guī)定”，調(diào)節(jié)MCL-10的RP4電位計，使ACR輸出負飽和，調(diào)節(jié)ACR的負限位電位計RP2，用示波器觀察“30”的脈沖，不超出范圍。4 .系統(tǒng)靜態(tài)特性測試被賦予了機械特性n (小時)140013991394139313911388身份證0.200.360.490.710.861.01n (小時)800800799799798797身份證0.220.370.510.690.871.00把給的東西歸為負n (小時)-1400-14001398139613951394身份證-0.28-0.40-0.56-0.71-0.86-1.01n (小時)80080079

11、8797-796-795身份證-0.22-0.36-0.51-0.73-0.85-1.00閉環(huán)控制特性正所與n (小時)14001156943719524195超時空要塞4.864.043.312.541.860.74把給的東西歸為負n (小時)-1400-1130949-724542286身份證-4.73-3.80-3.18-2.41一，七十九-0.91思考題1 .為了防止掉落，有人對上下臂驅(qū)動信號的死區(qū)時間進行了大幅調(diào)整，但這是不行的。 為什么？你認為死區(qū)時間的長度由哪個殘奧表決定？a :不行。 死區(qū)長影響輸出波形的失真，高次諧波成分變多。 死區(qū)時間長度與功率管自身的導(dǎo)通、截止時間及對輸出

12、波形的要求有關(guān)2 .與使用晶閘管的移相控制直流調(diào)速系統(tǒng)相比，總結(jié)了使用自關(guān)斷器件的脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點。a:1、功率因素高，諧波污染小2、主電路結(jié)構(gòu)簡單，3開關(guān)頻率高，頻帶寬度、響應(yīng)速度和穩(wěn)定速度精度好，電樞電流容易連續(xù)的4調(diào)速范圍寬實驗須知和心得：通過本次實驗，學(xué)習(xí)了雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的組成原理以及各主要單元部件的工作原理。 熟悉直流PWM專用集成電路SG3525的構(gòu)成、功能和工作原理。 掌握雙閉環(huán)可逆直流脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及殘奧儀表整定。還學(xué)習(xí)了死區(qū)時間的調(diào)節(jié)長度對輸出波形的影響。 晶閘管和設(shè)備的區(qū)別等。 更形象地理解雙閉環(huán)脈沖寬度調(diào)速系統(tǒng)的原理圖，實現(xiàn)理論聯(lián)系，可

13、以將教學(xué)內(nèi)容運用到實驗中。 在實驗過程中實踐理論，提高我們的手能力，并且能夠初步分析實驗過程中遇到的問題，解決他們。 做實驗的過程中還存在不足，但我相信持續(xù)積累會加深熟悉。實驗2雙閉三相異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)1 .實驗?zāi)康?、熟悉相控交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作。2 .了解并熟悉雙閉環(huán)三相異步電動機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的原理。3 .繞組試驗了解在異步電動機的轉(zhuǎn)子列電阻時調(diào)節(jié)定子電壓調(diào)速的機械特性。4 .通過測量系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，進一步了解了電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)在交流調(diào)壓系統(tǒng)中的作用2 .實驗內(nèi)容1 .繞組試驗測定異步電動機轉(zhuǎn)子列電阻時的人為機械特性。2 .測量雙閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性。3 .

14、測量雙閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性。3 .實驗設(shè)備及修正器1 .教學(xué)實驗臺主控屏。2.NMCL31組件。3.NMCL33組件4.NMEL03三相可變電阻。5.NMCL18組件6.NMCL09組件2、求出調(diào)速系統(tǒng)無回轉(zhuǎn)負反饋時的開環(huán)工作機械特性。a .切斷從ASR的“3”到Uct的連接線，g (規(guī)定)直接加入Uct，Ug變?yōu)榱?，直流電機勵磁電源開關(guān)閉合。b .關(guān)閉主控制面板的綠色按鈕開關(guān)，調(diào)整三相調(diào)節(jié)器的輸出，使Uuv、Uvw、Uwu=200V。注：選擇的產(chǎn)品為MCL、，沒有三相穩(wěn)壓器，直接關(guān)閉主電源。 以下全部相同。c .調(diào)節(jié)規(guī)定電壓Ug，使直流電機的無負載轉(zhuǎn)速n0=1500轉(zhuǎn)/分，調(diào)節(jié)發(fā)電

15、機負載旋鈕(或直流發(fā)電機負載電阻)，在從無負載到額定負載的范圍內(nèi)測量78點，讀取整流裝置輸出電壓Ud、輸出電流id以及被測量電機轉(zhuǎn)速n。超級聯(lián)賽210.1214.4215.5217.3217.1212.3身份證0.5660.5220.5070.4950.4901.544n (小時)1295132513401348135313113 .帶轉(zhuǎn)速的負反饋具有靜差動作的系統(tǒng)靜特性切斷a.g (規(guī)定)和Uct的連接線，將ASR的輸出與Uct連接，縮短ASR的“5”、“6”點。b .關(guān)閉主控制面板的綠色按鈕開關(guān)，將Uuv、Uvw、Uwu調(diào)整為200伏。c .將規(guī)定的電壓Ug調(diào)節(jié)為2V，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變換器RP電

16、位器，使被測定馬達的空載轉(zhuǎn)速n0=1500轉(zhuǎn)/分鐘，調(diào)節(jié)ASR的調(diào)節(jié)電容器以及反饋電位器RP3，使馬達穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)公用負載旋鈕(或直流發(fā)電機負載電阻)，在從無負載到額定負載的范圍內(nèi)測量78點，讀取Ud、id、n。身份證0.5290.6000.6560.7100.7750.657超級聯(lián)賽179170163156147103n (小時)126612301203117311319224 .測量調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速帶負反饋時無靜差閉環(huán)動作的靜特性a .通過切斷asr的“5”、“6”的短路線，在“5”、“6”的末端連接MEL11電容器，可以預(yù)設(shè)7F，使asr成為PI (比例-積分)調(diào)節(jié)器。b .調(diào)整規(guī)定的電壓Ug，使電動機無負荷轉(zhuǎn)速n0=1500轉(zhuǎn)/分鐘。 在額定值到無負荷的范圍內(nèi)測量78點。身份證0.5100.5890.6630.7240.7810.958超級聯(lián)賽173163153143135102n (小時)1235119012431100