《運動控制系統(tǒng)》實驗指導(dǎo)書(新)(152023)

1、一、 運動控制系統(tǒng)實驗項目一覽表實驗室名稱：電機拖動實驗室課程名稱：運動控制系統(tǒng) 適用專業(yè)：電氣工程及自動化、自動化實驗總學(xué)時：16設(shè)課方式：課程實驗 （“課程實驗”或“獨立設(shè)課”二選一）是否為網(wǎng)絡(luò)實驗：否 （“是”或“否”二選一）序號實驗項目名稱學(xué)時實驗類別實驗要求實驗類型每組人數(shù)主要設(shè)備名稱目的和要求1晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試2專業(yè)必修綜合4電機拖動實驗臺見實驗指導(dǎo)書2不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研究2專業(yè)必修綜合4電機拖動實驗臺見實驗指導(dǎo)書3雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)4專業(yè)必修綜合4電機拖動實驗臺見實驗指導(dǎo)書4閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)2專業(yè)必修綜合4電機拖動實驗臺見實驗指導(dǎo)

2、書5晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定2專業(yè)必修綜合4電機拖動實驗臺見實驗指導(dǎo)書6邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)2專業(yè)必修綜合4電機拖動實驗臺見實驗指導(dǎo)書7異步電動機SPWM與電壓空間矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)2專業(yè)必修綜合4電機拖動實驗臺見實驗指導(dǎo)書實驗一 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元調(diào)試一實驗?zāi)康?熟悉直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的工作原理及調(diào)速系統(tǒng)對其提出的要求。2掌握直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的調(diào)試步驟和方法。二實驗內(nèi)容1調(diào)節(jié)器的調(diào)試2電平檢測器的調(diào)試3反號器的調(diào)試4邏輯控制器的調(diào)試三實驗設(shè)備及儀器1教學(xué)實驗臺主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL18組件4雙蹤示波器5萬用表四實驗方法1速度調(diào)節(jié)器（A

3、SR）的調(diào)試 按圖1-5接線，DZS(零速封鎖器)的扭子開關(guān)扳向“解除”。注意：正常使用時應(yīng)“封鎖”，以防停機時突然啟動。 （1）調(diào)整輸出正、負(fù)限幅值 “5”、“6”端 接可調(diào)電容，使ASR調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓（由NMCL31的給定提供，以下同），調(diào)整正、負(fù)限幅電位器RP1、RP2，使輸出正負(fù)值等于±5V。（2）測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接（“5”、“6”端短接），使ASR調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負(fù)電壓，測出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。（3）觀察PI特性 拆除“5”、“6”端短接線接入57uf電容，（必須按下選擇開關(guān)，絕

4、不能開路），突加給定電壓，用慢掃描示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋電容，觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變數(shù)值。2電流調(diào)節(jié)器（ACR）的調(diào)試 按圖1-5接線。（1）調(diào)整輸出正,負(fù)限幅值 “9”、“10”端 接可調(diào)電容，使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正，負(fù)限幅電位器，使輸出正負(fù)最大值大于±6V。（2）測定輸入輸出特性 將反饋網(wǎng)絡(luò)中的電容短接（“9”、“10”端短接），使調(diào)節(jié)器為P調(diào)節(jié)器，向調(diào)節(jié)器輸入端逐漸加入正負(fù)電壓，測出相應(yīng)的輸出電壓，直至輸出限幅值，并畫出曲線。（3）觀察PI特性 拆除“9”、“10”端短接線，突加給定電壓，用慢掃描

5、示波器觀察輸出電壓的變化規(guī)律，改變調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)及反饋電容，觀察輸出電壓的變化。反饋電容由外接電容箱改變數(shù)值。3電平檢測器的調(diào)試（1）測定轉(zhuǎn)矩極性鑒別器（DPT）的環(huán)寬，要求環(huán)寬為0.40.6伏，記錄高電平值 ，調(diào)節(jié)RP使環(huán)寬對稱縱坐標(biāo)。具體方法：（a）調(diào)節(jié)給定Ug，使DPT的“1”腳得到約0.3V電壓，調(diào)節(jié)電位器RP，使“2”端輸出從“1”變?yōu)椤?”。（b）調(diào)節(jié)負(fù)給定，從0V起調(diào)，當(dāng)DPT的“2”端從“0”變?yōu)椤?”時，檢測DPT的“1”端應(yīng)為-0.3V左右，否則應(yīng)調(diào)整電位器，使“2”端電平變化時，“1”端電壓大小基本相等。（2）測定零電流檢測器（DPZ）的環(huán)寬，要求環(huán)寬也為0.40.6伏

6、，調(diào)節(jié)RP，使回環(huán)向縱坐標(biāo)右側(cè)偏離0.10.2伏。具體方法：（a）調(diào)節(jié)給定Ug，使DPZ的“1”端為0.7V左右，調(diào)整電位器RP，使“2”端輸出從“1”變?yōu)椤?”。（b）減小給定，當(dāng)“2”端電壓從“0”變?yōu)椤?”時，“1”端電壓在0.10.2V范圍內(nèi)，否則應(yīng)繼續(xù)調(diào)整電位器RP。（3）按測得數(shù)據(jù)，畫出兩個電平檢測器的回環(huán)。4反號器（AR）的調(diào)試 測定輸入輸出比例，輸入端加+5V電壓，調(diào)節(jié)RP，使輸出端為-5V。5邏輯控制器（DLC）的調(diào)試測試邏輯功能，列出真值表，真值表應(yīng)符合下表：輸入UM110001UI100100輸出Uz(Ublf)000111UF(Ublr)111000調(diào)試時的階躍信號可從

7、給定器得到。調(diào)試方法：按圖1-6接線（a）給定電壓順時針到底，Ug輸出約為12V。（b）此時上下?lián)軇覰MCL31中G（給定）部分S2開關(guān)，Ublf、Ublr的輸出應(yīng)為高、低電平變化，同時用示波器觀察DLC的“5”，應(yīng)出現(xiàn)脈沖，用萬用表測量，“3”與“Ublf”，“4”與“Ublr”等電位。（c）把+15V與DLC的“2”連線斷開，DLC的“2”接地，此時撥動開關(guān)S2，Ublr、Ublf輸出無變化。五. 實驗報告1畫各控制單元的調(diào)試連線圖。2畫出各調(diào)節(jié)器和電平檢測器的輸入輸出特性曲線。實驗二 不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的研究一實驗?zāi)康?研究晶閘管直流電動機調(diào)速系統(tǒng)在反饋控制下的工作。2研究直

8、流調(diào)速系統(tǒng)中速度調(diào)節(jié)器ASR的工作及其對系統(tǒng)靜特性的影響。3學(xué)習(xí)反饋控制系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)。二預(yù)習(xí)要求1了解速度調(diào)節(jié)器在比例工作與比例積分工作時的輸入輸出特性。2弄清不可逆單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。三實驗線路及原理見圖。四實驗設(shè)備及儀表1MCL系列教學(xué)實驗臺主控制屏。2MCL18組件（適合MCL)或MCL31組件（適合MCL）。3MCL33(A)組件或MCL53組件。4MEL-11掛箱5MEL03三相可調(diào)電阻（或自配滑線變阻器）。6電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機、直流發(fā)電機M01（或電機導(dǎo)軌及測功機、MEL13組件）。7直流電動機M03。8雙蹤示波器。五注意事項1直流電動機工作前，必須先加上直流激磁。2

9、接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時，為了防止振蕩，可預(yù)先把ASR的RP3電位器逆時針旋到底，使調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)最小，同時，ASR的“5”、“6”端接入可調(diào)電容（預(yù)置7F）。注意：必須加DZS零速封鎖信號，且正常使用時應(yīng)“封鎖”，以防停機時突然啟動。3測取靜特性時，須注意主電路電流不許超過電機的額定值（1A）。4三相主電源連線時需注意，不可換錯相序。5電源開關(guān)閉合時，過流保護發(fā)光二極管可能會亮，只需按下對應(yīng)的復(fù)位開關(guān)SB1即可正常工作。6系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機。7起動電機時，需把MEL-13的測功機加載旋鈕逆時針旋到底，以免帶負(fù)載起動。8改變接線時，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“

10、斷開”紅色按鈕，同時使系統(tǒng)的給定為零。9雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時，必須使兩探頭的地線同電位（只用一根地線即可），以免造成短路事故。六實驗內(nèi)容1帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差工作的系統(tǒng)靜特性a斷開G（給定）和Uct的連接線，ASR的輸出接至Uct，把ASR的“5”、“6”點短接。b合上主控制屏的綠色按鈕開關(guān)，調(diào)節(jié)Uuv，Uvw，Uwu為200伏。c調(diào)節(jié)給定電壓Ug至2V，調(diào)整轉(zhuǎn)速變換器RP電位器，使被測電動機空載轉(zhuǎn)速n0=1500轉(zhuǎn)/分，調(diào)節(jié)ASR的調(diào)節(jié)電容以及反饋電位器RP3，使電機穩(wěn)定運行。調(diào)節(jié)測功機加載旋鈕（或直流發(fā)電機負(fù)載電阻），在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)測取78點，讀取U

11、d、id、n。 id（A）Ud（V）n（r/min） 2測取調(diào)速系統(tǒng)在帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時的無靜差閉環(huán)工作的靜特性a斷開ASR的“5”、“6”短接線，“5”、“6”端接MEL11電容器，可預(yù)置7F，使ASR成為PI（比例積分）調(diào)節(jié)器。b調(diào)節(jié)給定電壓Ug，使電機空載轉(zhuǎn)速n0=1500轉(zhuǎn)/分。在額定至空載范圍內(nèi)測取78個點。 id（A）Ud（V）n（r/min）七實驗報告繪制實驗所得靜特性，并進行分析、比較。八思考題1 系統(tǒng)在開環(huán)、有靜差閉環(huán)與無靜差閉環(huán)工作時，速度調(diào)節(jié)器ASR各工作在什么狀態(tài)？實驗時應(yīng)如何接線？實驗三 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)一實驗?zāi)康?了解雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理，組成及

12、各主要單元部件的原理。2熟悉電力電子及教學(xué)實驗臺主控制屏的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法。3熟悉NMCL-18，NMCL-33的結(jié)構(gòu)及調(diào)試方法4掌握雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟，方法及參數(shù)的整定。二實驗內(nèi)容1各控制單元調(diào)試2測定電流反饋系數(shù)。3測定開環(huán)機械特性及閉環(huán)靜特性。4閉環(huán)控制特性的測定。5觀察，記錄系統(tǒng)動態(tài)波形。三實驗系統(tǒng)組成及工作原理雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)由電流和轉(zhuǎn)速兩個調(diào)節(jié)器綜合調(diào)節(jié)，由于調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要量為轉(zhuǎn)速，故轉(zhuǎn)速環(huán)作為主環(huán)放在外面，電流環(huán)作為付環(huán)放在里面，這樣可抑制電網(wǎng)電壓波動對轉(zhuǎn)速的影響，實驗系統(tǒng)的控制回路如圖1-8b所示，主回路可參考圖1-8a所示。系統(tǒng)工作時，先給電動

13、機加勵磁，改變給定電壓的大小即可方便地改變電機的轉(zhuǎn)速。ASR,ACR均有限幅環(huán)節(jié)，ASR的輸出作為ACR的給定，利用ASR的輸出限幅（±5V）可達到限制起動電流的目的, ACR的輸出作為移相觸發(fā)電路的控制電壓，利用ACR的輸出限幅（±6V）可達到限制amin和bmin的目的（限制最大輸出電壓）。當(dāng)加入給定Ug后，ASR即飽和輸出，使電動機以限定的最大起動電流加速起動，直到電機轉(zhuǎn)速達到給定轉(zhuǎn)速（即Ug=Ufn），并出現(xiàn)超調(diào)后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運行在略低于給定轉(zhuǎn)速的數(shù)值上。四實驗設(shè)備及儀器1教學(xué)實驗臺主控制屏。2NMCL33組件3NMEL03組件4NMCL18組件5電機

14、導(dǎo)軌及測速發(fā)電機（或光電編碼器）、直流發(fā)電機M016直流電動機M037雙蹤示波器8萬用表五注意事項1三相主電源連線時需注意，不可換錯相序。注意：電流環(huán)調(diào)試整定用主電路圖（不加勵磁）2系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機。3改變接線時，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕，同時使系統(tǒng)的給定為零。4進行閉環(huán)調(diào)試時，若電機轉(zhuǎn)速達最高速且不可調(diào)，注意轉(zhuǎn)速反饋的極性是否接錯。5雙蹤示波器的兩個探頭地線通過示波器外殼短接，故在使用時，必須使兩探頭的地線同電位（只用一根地線即可），以免造成短路事故。六. 實驗方法1按圖接線，未上主電源之前，檢查晶閘管的脈沖是否正常。（略）（1）用示波器觀

15、察雙脈沖觀察孔，應(yīng)有間隔均勻，幅度相同的雙脈沖（2）檢查相序（U、V、W），用示波器觀察“1”，“2”脈沖觀察孔，“1”脈沖超前“2”脈沖600，則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)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(guān)彈出，用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)有幅度為1V2V的脈沖。2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試原則（1）先部件，后系統(tǒng)。即先將各單元的特性調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。（給定單元、整流器、二個調(diào)節(jié)器、電流反饋環(huán)節(jié)、速度反饋環(huán)節(jié)）（2）先開環(huán)，后閉環(huán)，即使系統(tǒng)能正常開環(huán)運行，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負(fù)反饋時組成閉環(huán)系統(tǒng)。（3）先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)。即先調(diào)試電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。3開環(huán)外特

16、性的測定（略）（1）控制電壓Uct由給定器Ug直接接入。主回路按圖1-8a接線，直流發(fā)電機所接負(fù)載電阻RG斷開，短接限流電阻RD。（2）使Ug=0，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，使稍大于90°。（3）NMCL-32的“三相交流電源”開關(guān)撥向“直流調(diào)速”。合上主電源，即按下主控制屏綠色“閉合”開關(guān)按鈕，這時候主控制屏U、V、W端有電壓輸出。（4）逐漸增加給定電壓Ug，使電機起動、升速，調(diào)節(jié)Ug使電機空載轉(zhuǎn)速n0=1500r/min，再調(diào)節(jié)直流發(fā)電機的負(fù)載電阻RG，改變負(fù)載，在直流電機空載至額定負(fù)載范圍，測取78點，讀取電機轉(zhuǎn)速n，電機電樞電流Id，即可測出系統(tǒng)的開環(huán)外特性n=f (Id)。n(r

17、/min)I(A)注意，若給定電壓Ug為0時，電機緩慢轉(zhuǎn)動，則表明太小，需后移4單元部件調(diào)試ASR調(diào)試方法與實驗二相同。注意：必須加DZS零速封鎖信號，且正常使用時應(yīng)“封鎖”，以防停機時突然啟動。ACR調(diào)試：使調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正，負(fù)限幅電位器，使脈沖前移a£300,使脈沖后移b=300，反饋電位器RP3逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最小。5系統(tǒng)調(diào)試（重點內(nèi)容）將Ublf接地，Ublr懸空，即使用一組橋六個晶閘管。（1）電流環(huán)調(diào)試電動機不加勵磁（a）系統(tǒng)開環(huán)，即控制電壓Uct由給定器Ug直接接入，主回路接入電阻RD并調(diào)至最大（RD由NMEL03的兩只900電阻并聯(lián)

18、）。逐漸增加給定電壓，用示波器觀察晶閘管整流橋兩端電壓波形。在一個周期內(nèi)，電壓波形應(yīng)有6個對稱波頭平滑變化 。（b）增加給定電壓，減小主回路串接電阻RD=450，直至Id=1.1Ied，再調(diào)節(jié)NMCL-33掛箱上的電流反饋電位器RP，使電流反饋電壓Ufi近似等于速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅值+5V（ASR的輸出限幅可調(diào)為±5V）。（注意：電流反饋信號接入電流調(diào)節(jié)器，以便考慮調(diào)節(jié)器輸入電阻的影響）（c）NMCL31的G（負(fù)給定）輸出電壓Ug接至ACR的“3”端，ACR的輸出“7”端接至Uct，即系統(tǒng)接入已接成PI調(diào)節(jié)的ACR組成電流單閉環(huán)系統(tǒng)。ACR的“9”、“10”端接可調(diào)電容，可預(yù)置

19、7F，ACR輸出限幅值（±6V），同時，反饋電位器RP3逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最小。逐漸增加給定電壓Ug，使之等于ASR輸出限幅值（-5V），觀察主電路電流是否小于或等于1.1Ied，如Id過大，則應(yīng)調(diào)整電流反饋電位器，使Ufi增加，直至Id<1.1Ied；如Id<Ied，則可將Rd減小直至切除，此時應(yīng)增加有限，小于過電流保護整定值，這說明系統(tǒng)已具有限流保護功能。測定并計算電流反饋系數(shù)（2）速度變換器的調(diào)試電動機加額定勵磁，短接(去掉)限流電阻RD。（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(dāng)轉(zhuǎn)速n=1500r/min時，調(diào)節(jié)FBS（

20、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(shù)。（b）速度反饋極性判斷： 系統(tǒng)中接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)Ug（Ug為負(fù)電壓），若稍加給定，電機轉(zhuǎn)速即達最高速且調(diào)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(zhuǎn)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。6系統(tǒng)特性測試將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)。（特別注意：必須連接零速封鎖信號并“解除”）ASR的調(diào)試：（a）反饋電位器RP3逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最??； （b）“5”、“6”端接入可調(diào)電

21、容，預(yù)置57F；（不能開路） （c）調(diào)節(jié)RP1、RP2使輸出限幅為±5V。（1）機械特性n=f（Id）的測定（a）調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速給定電壓Ug，使電機空載轉(zhuǎn)速至1500 r/min，再調(diào)節(jié)發(fā)電機負(fù)載電阻Rg，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)分別記錄78點，可測出系統(tǒng)靜特性曲線n=f（Id）n(r/min)I(A)（2）閉環(huán)控制特性n=f(Ug)的測定調(diào)節(jié)Ug，記錄Ug和n，即可測出閉環(huán)控制特性n=f(Ug)。n(r/min)Ug(V)7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，用數(shù)字示波器記錄動態(tài)波形（掃描周期200ms或500ms）。在不同的調(diào)節(jié)器參數(shù)下，觀察，記錄下列動態(tài)波形：（1）突加給

22、定起動時，電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。（2）突加額定負(fù)載時，電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。（3）突降負(fù)載時，電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。注：電動機電樞電流波形的觀察可通過ACR的第“1”端（電流反饋信號） 轉(zhuǎn)速波形的觀察可通過ASR的第“1”端（電壓反饋信號）七 實驗報告1根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出閉環(huán)控制特性曲線。2根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出閉環(huán)機械特性，并計算靜差率。3根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出系統(tǒng)開環(huán)機械特性，計算靜差率，并與閉環(huán)機械特性進行比較。實驗四 閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)一實驗?zāi)康?掌握閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的組成、原理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的組成、功

23、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掌握閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定。二實驗內(nèi)容1PWM控制器SG3525性能測試。2控制單元調(diào)試。3系統(tǒng)開環(huán)調(diào)試。4系統(tǒng)閉環(huán)調(diào)試5系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)特性測試。6H型PWM變換器不同控制方式時的性能測試。三實驗系統(tǒng)的組成和工作原理在中小容量的直流傳動系統(tǒng)中，采用自關(guān)斷器件的脈寬調(diào)速系統(tǒng)比相控系統(tǒng)具有更多的優(yōu)越性，因而日益得到廣泛應(yīng)用。雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖如圖110所示。圖中可逆PWM變換器主電路系采用IGBT所構(gòu)成的H型結(jié)構(gòu)形式，UPW為脈寬調(diào)制器，DLD為邏輯延時環(huán)節(jié)，GD為MOS管的柵極驅(qū)動電路，F(xiàn)A

24、為瞬時動作的過流保護。脈寬調(diào)制器UPW采用美國硅通用公司（Silicon General）的第二代產(chǎn)品SG3525，這是一種性能優(yōu)良，功能全、通用性強的單片集成PWM控制器。由于它簡單、可靠及使用方便靈活，大大簡化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計及調(diào)試，故獲得廣泛使用。四實驗設(shè)備及儀器1教學(xué)實驗臺主控制屏。2NMCL31A組件3NMCL22組件或NMCL10A組件4NMEL03組件5NMCL18組件6電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機（或光電編碼器）、直流發(fā)電機M017直流電動機M038雙蹤示波器9萬用表五注意事項1直流電動機工作前，必須先加上直流激磁。2接入ASR構(gòu)成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時，為了防止振蕩，可預(yù)先把ASR的RP3電

25、位器逆時針旋到底，使調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)最小，同時，ASR的“5”、“6”端接入可調(diào)電容（預(yù)置7F）。3測取靜特性時，須注意主電路電流不許超過電機的額定值（1A）。4系統(tǒng)開環(huán)連接時，不允許突加給定信號Ug起動電機。5改變接線時，必須先按下主控制屏總電源開關(guān)的“斷開”紅色按鈕，同時使系統(tǒng)的給定為零。6實驗時需要特別注意起動限流電路的繼電器有否吸合，如該繼電器未吸合，進行過流保護電路調(diào)試或進行加負(fù)載試驗時，就會燒壞起動限流電阻。特別注意：PWM柜子的地必須與給定單元的地相連，否則，給定電壓無回路，控制無效。該柜子不像晶閘管整流柜的地線是相連的。六實驗方法1 開環(huán)系統(tǒng)調(diào)試主回路按圖110a接線，控制回路可

26、參考圖110b，但調(diào)節(jié)器不接，控制回路直接將NMCL-31的給定接至NMCL-22的UPW“3”端，并將UPW“2”端和DLD“1”端相連，驅(qū)動電路的G1、G2、G3、G4相連。（1）電流反饋系數(shù)的調(diào)試（電機電樞接入主電路的6、7腳。若從5、7引出則無電流反饋電壓。5、6腳之間為霍爾電流傳感器。）a將正、負(fù)給定均調(diào)到零，合上主控制屏電源開關(guān)，接通直流電機勵磁電源。b調(diào)節(jié)正給定，電機開始起動直至達1500r/minc給電動機拖加負(fù)載，即逐漸減小發(fā)電機負(fù)載電阻，直至電動機的電樞電流為1A。d調(diào)節(jié)“FBA”的電流反饋電位器，用萬用表測量“9”端電壓達2V左右。（必須接入電路，否則，輸入電阻作為負(fù)載電

27、阻會使整定值減小。）（2）速度反饋系數(shù)的調(diào)試 在上述實驗的基礎(chǔ)上，再次調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的1400r/min，調(diào)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)機械特性測定參照速度反饋系數(shù)調(diào)試的方法，使電機轉(zhuǎn)速達1400r/min，改變直流發(fā)電機負(fù)載電阻（900并聯(lián)，調(diào)至最大）Rd，在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)測取78個點，記錄相應(yīng)的轉(zhuǎn)速n和直流電動機電流id。 n=1400r/minn(r/min)id(A)調(diào)節(jié)給定，使n=1000/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。n=1000r/minn(r/min)id(A)M(N.m)

28、n=500r/minn(r/min)id(A)M(N.m)斷開主電源，NMCL-31A的S1開關(guān)撥向“負(fù)給定”，然后按照以上方法，測出系統(tǒng)的反向機械特性。2閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)試控制回路可按圖110b接線，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)。（必須遵循“先空載，后帶載；先環(huán)節(jié)，后系統(tǒng)；先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)”原則。先檢查PWM及驅(qū)動信號，Ug=0時，占空比為50%。再檢查整流橋電容濾波輸出是否為300V，正常則接入橋式可逆斬波電路。最后將PWM方波加入驅(qū)動，檢查6、7腳是否為直流0V。若正常，則可接入電機，進行開環(huán)系統(tǒng)運行。）（1）速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試。注意：必須加DZS零速封鎖信號，且

29、正常使用時應(yīng)“封鎖”，以防停機時突然啟動。（a）反饋電位器RP3逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最??；（b）“5”、“6”端接入可調(diào)電容器，預(yù)置57F；（c）調(diào)節(jié)RP1、RP2使輸出限幅為±2V。（ASR輸出限幅值可取±2V）。（2）電流調(diào)節(jié)器的調(diào)試（a）反饋電位器RP3逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最??；（b）“5”、“6”端接入可調(diào)電容器，預(yù)置57F；（c）NMCL-31的S2開關(guān)打向“給定”，S1開關(guān)扳向上，調(diào)整NMCL-31的RP1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NMCL-22的DLD “2”的脈沖，不可移出范圍（約為±3.2V&

30、#177;3.5V）。注：ACR輸出限幅值可取±3V。S1開關(guān)打向下至“負(fù)給定”， 調(diào)整NMCL-31的RP2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NMCL-22的DLD “2”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NMCL-31的S2開關(guān)打向“給定”，S1開關(guān)扳向上，逆時針調(diào)整NMCL-31的RP1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(diào)節(jié)Ug使電機空載轉(zhuǎn)速n0=1500r/min，再調(diào)節(jié)直流發(fā)電機的負(fù)載電阻RG，改變負(fù)載，在直流電機空載至額定負(fù)載范圍，測取78點，讀取電機轉(zhuǎn)速n，電機

31、電樞電流Id，可測出系統(tǒng)正轉(zhuǎn)時的靜特性曲線n=f（Id）。n(r/min)I(A)斷開主電源，S1開關(guān)打向下至“負(fù)給定”，逆時針調(diào)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(diào)節(jié)Ug使電機空載轉(zhuǎn)速n0=1500r/min，再調(diào)節(jié)直流發(fā)電機的負(fù)載電阻RG，改變負(fù)載，在直流電機空載至額定負(fù)載范圍，測取78點，讀取電機轉(zhuǎn)速n，電機電樞電流Id，可測出系統(tǒng)反轉(zhuǎn)時的靜特性曲線n=f（Id）。n(r/min)I(A)（2）閉環(huán)控制特性n=f(Ug)的測定S1開關(guān)扳向上，調(diào)節(jié)NMCL-31給定電位器RP1，記錄給定輸出Ug和電動機轉(zhuǎn)速n，即可測出閉環(huán)控制特性n

32、=f(Ug)。n(r/min)Ug(V)七實驗報告1列出開環(huán)機械特性數(shù)據(jù), 畫出對應(yīng)的曲線，計算出滿足S=0.05時的閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍。2列出閉環(huán)機械特性數(shù)據(jù)，畫出對應(yīng)的曲線，計算出滿足S=0.05時的閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍，并與開環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍相比較。3對實驗中感興趣現(xiàn)象的分析、討論。4實驗的收獲、體會與改進意見。八思考題1 與采用晶閘管的移相控制直流調(diào)速系統(tǒng)相對比，試歸納采用自關(guān)斷器件的脈寬調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點。實驗五 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測定一實驗?zāi)康?了解電力電子及電氣傳動教學(xué)實驗臺的結(jié)構(gòu)及布線情況。2熟悉晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其基本結(jié)構(gòu)。3掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)及反饋環(huán)節(jié)測

33、定方法。二實驗內(nèi)容1測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電阻R2測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電感L3測定直流電動機直流發(fā)電機測速發(fā)電機組（或光電編碼器）的飛輪慣量GD24測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電磁時間常數(shù)Td5測定直流電動機電勢常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM6測定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)機電時間常數(shù)TM7測定晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性Ud=f (Uct)8測定測速發(fā)電機特性UTG=f (n)三實驗系統(tǒng)組成和工作原理晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)由三相調(diào)壓器，晶閘管整流調(diào)速裝置，平波電抗器，電動機發(fā)電機組等組成。本實驗中，整流裝置的主電路為三相橋式電路，控制回路可直接由給定電壓Ug作為觸發(fā)器的移相控制電壓，改變Ug的大小即可

34、改變控制角，從而獲得可調(diào)的直流電壓和轉(zhuǎn)速，以滿足實驗要求。四實驗設(shè)備及儀器1教學(xué)實驗臺主控制屏。2NMCL33組件3NMEL03組件4電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機（或光電編碼器）5直流電動機M036雙蹤示波器7萬用表五注意事項1由于實驗時裝置處于開環(huán)狀態(tài)，電流和電壓可能有波動，可取平均讀數(shù)。2為防止電樞過大電流沖擊，每次增加Ug須緩慢，且每次起動電動機前給定電位器應(yīng)調(diào)回零位，以防過流。3電機堵轉(zhuǎn)時，大電流測量的時間要短，以防電機過熱。六實驗方法1電樞回路電阻R的測定電樞回路的總電阻R包括電機的電樞電阻Ra，平波電抗器的直流電阻RL和整流裝置的內(nèi)阻Rn，即R=Ra+RL+Rn為測出晶閘管整流裝置的電源內(nèi)

35、阻，可采用伏安比較法來測定電阻，其實驗線路如圖1-1所示。將變阻器RD（可采用兩只900電阻并聯(lián)）接入被測系統(tǒng)的主電路，并調(diào)節(jié)電阻負(fù)載至最大。測試時電動機不加勵磁，并使電機堵轉(zhuǎn)。NMCL-31的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。調(diào)節(jié)偏移電壓電位器RP2，使a=150°。NMCL-32的“三相交流電源”開關(guān)撥向“直流調(diào)速”。合上主電源，即按下主控制屏綠色“閉合”開關(guān)按鈕，這時候主控制屏U、V、W端有電壓輸出，調(diào)節(jié)Ug使整流裝置輸出電壓Ud=（3070）%Ued（可為110V），然后調(diào)整RP使電樞電流為（8090）%Ied，讀取電流表A和電壓表V的數(shù)值為I1,U1，則此時整流裝

36、置的理想空載電壓為 Udo=I1R+U1 調(diào)節(jié)RP，使電流表A的讀數(shù)為40% Ied。在Ud不變的條件下讀取A，V表數(shù)值，則 Udo=I2R+U2 求解兩式，可得電樞回路總電阻 R=(U2-U1)/(I1-I2) 如把電機電樞兩端短接，重復(fù)上述實驗，可得RL+Rn=(U2-U1)/(I1-I2)則電機的電樞電阻為 Ra=R-（RL+Rn） 同樣，短接電抗器兩端，也可測得電抗器直流電阻RL2電樞回路電感L的測定電樞電路總電感包括電機的電樞電感La，平波電抗器電感LL和整流變壓器漏感LB，由于LB數(shù)值很小，可忽略，故電樞回路的等效總電感為 L=La+LL電感的數(shù)值可用交流伏安法測定。電動機應(yīng)加額定

37、勵磁，并使電機堵轉(zhuǎn)，實驗線路如圖1-2所示。合上主電路電源開關(guān)，用電壓表和電流表分別測出通入交流電壓后電樞兩端和電抗器上的電壓值Ua和UL及電流I，從而可得到交流阻抗Za和ZL，計算出電感值La和LL。實驗時，交流電流的有效值應(yīng)小于電機直流電流的額定值， Za=Ua/I ZL=UL/I3直流電動機發(fā)電機測速發(fā)電機組的飛輪慣量GD2的測定。電力拖動系統(tǒng)的運動方程式為 式中 M電動機的電磁轉(zhuǎn)矩，單位為N.m; ML ¾負(fù)載轉(zhuǎn)矩，空載時即為空載轉(zhuǎn)矩MK，單位為N.m; n ¾ 電機轉(zhuǎn)速，單位為r/min;電機空載自由停車時，運動方程式為 故 式中GD2的單位為N.m2.MK可由空

38、載功率（單位為W）求出。 dn/dt可由自由停車時所得曲線n= f (t)求得，其實驗線路如圖1-3所示。電動機M加額定勵磁。NMCL-31A的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源開關(guān)，調(diào)節(jié)Uct，將電機空載起動至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，測取電樞電壓Ud和電流IK，然后斷開Uct，用記憶示波器拍攝曲線，即可求取某一轉(zhuǎn)速時的MK和dn/dt。由于空載轉(zhuǎn)矩不是常數(shù)，可以轉(zhuǎn)速n為基準(zhǔn)選擇若干個點（如1500r/min，1000r/min），測出相應(yīng)的MK和dn/dt，以求取GD2的平均值。電機為1500r/min。Ud（v）IK（A）dn/dtPKMKGD2電機為1000r/min。Ud（

39、v）IK（A）dn/dtPKMKGD24主電路電磁時間常數(shù)的測定采用電流波形法測定電樞回路電磁時間常數(shù)Td，電樞回路突加給定電壓時，電流id按指數(shù)規(guī)律上升 當(dāng)t =Td時，有 實驗線路如圖1-4所示。NMCL-31A的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源開關(guān)，電機不加勵磁。調(diào)節(jié)Uct，監(jiān)視電流表的讀數(shù)，使電機電樞電流為(5090)%Ied。然后保持Uct不變，突然合上主電路開關(guān)，用數(shù)字示波器拍攝id=f(t)的波形，由波形圖上測量出當(dāng)電流上升至63.2%穩(wěn)定值時的時間，即為電樞回路的電磁時間常數(shù)Td。5電動機電勢常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM的測定將電動機加額定勵磁，使之空載運行

40、，改變電樞電壓Ud，測得相應(yīng)的n，即可由下式算出Ce Ce=KeF=(Ud2-Ud1)/(n2-n1)Ce的單位為V/(r/min)轉(zhuǎn)矩常數(shù)(額定磁通時)CM的單位為N.m/A，可由Ce求出 CM=9.55Ce6系統(tǒng)機電時間常數(shù)TM的測定系統(tǒng)的機電時間常數(shù)可由下式計算 由于Tm>>Td，也可以近似地把系統(tǒng)看成是一階慣性環(huán)節(jié)，即 當(dāng)電樞突加給定電壓時，轉(zhuǎn)速n將按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)n到達63.2%穩(wěn)態(tài)值時，所經(jīng)過的時間即為拖動系統(tǒng)的機電時間常數(shù)。測試時電樞回路中附加電阻應(yīng)全部切除。NMCL-31A的給定電位器RP1逆時針調(diào)到底，使Uct=0。合上主電路電源開關(guān)，電動機M加額定勵磁。調(diào)節(jié)U

41、ct，將電機空載起動至穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1000r/min。然后保持Uct不變，斷開主電路開關(guān)，待電機完全停止后，突然合上主電路開關(guān)，給電樞加電壓，用數(shù)字示波器拍攝過渡過程曲線，即可由此確定機電時間常數(shù)。7測速發(fā)電機特性UTG=f(n)的測定實驗線路如圖1-3所示。電動機加額定勵磁，逐漸增加觸發(fā)電路的控制電壓Uct，分別讀取對應(yīng)的UTG ,n的數(shù)值若干組，即可描繪出特性曲線UTG=f(n)。n（r/min）UTG（V）七 實驗報告1作出實驗所得各種曲線，計算有關(guān)參數(shù)。2由Ks=f(Uct)特性,分析晶閘管裝置的非線性現(xiàn)象。實驗六 邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)一實驗?zāi)康?. 了解并熟悉邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速

42、系統(tǒng)的原理和組成。2. 掌握各控制單元的原理，作用及調(diào)試方法。3. 掌握邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法。4. 了解邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的靜特性和動態(tài)特性。二實驗內(nèi)容1控制單元調(diào)試。2系統(tǒng)調(diào)試。3正反轉(zhuǎn)機械特性n=f (Id)的測定。4正反轉(zhuǎn)閉環(huán)控制特性n=f (Ug)的測定。5系統(tǒng)的動態(tài)特性的觀察。三實驗系統(tǒng)的組成及工作原理邏輯無環(huán)流系統(tǒng)的主回路由二組反并聯(lián)的三相全控整流橋組成，由于沒有環(huán)流，兩組可控整流橋之間可省去限制環(huán)流的均衡電抗器，電樞回路僅串接一個平波電抗器?？刂葡到y(tǒng)主要由速度調(diào)節(jié)器ASR，電流調(diào)節(jié)器ACR，反號器AR，轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT，零電流檢測器DPZ，無環(huán)流邏輯控制

43、器DLC，觸發(fā)器，電流變換器FBC，速度變換器FBS等組成。其系統(tǒng)原理圖如圖1-9所示。正向起動時，給定電壓Ug為正電壓，無環(huán)流邏輯控制器的輸出端Ublf為”0”態(tài)，Ublr為”1”態(tài)，即正橋觸發(fā)脈沖開通，反橋觸發(fā)脈沖封鎖，主回路正組可控整流橋工作，電機正向運轉(zhuǎn)。減小給定時，Ug<Ufn,使Ugi 反向，整流裝置進入本橋逆變狀態(tài)，而Ublf,Ublr不變，當(dāng)主回路電流減小并過零后，Ublf，Ublr輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)換，Ublf為“1”態(tài)，Ublr為“0”態(tài)，即進入它橋制動狀態(tài)，使電機降速至設(shè)定的轉(zhuǎn)速后再切換成正向運行；當(dāng)Ug=0時，則電機停轉(zhuǎn)。反向運行時，Ublf為”1”態(tài)，Ublr為”0”態(tài)

44、，主電路反組可控整流橋工作。無環(huán)流邏輯控制器的輸出取決于電機的運行狀態(tài)，正向運轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)制動本橋逆變及反轉(zhuǎn)制動它橋逆變狀態(tài)，Ublf為”0”態(tài)，Ublr為”1”態(tài)，保證了正橋工作，反橋封鎖；反向運轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)制動本橋逆變，正轉(zhuǎn)制動它橋逆變階段，則Ublf為”1”態(tài)，Ublr為”0”態(tài)，正橋被封鎖，反橋觸發(fā)工作。由于邏輯控制器的作用，在邏輯無環(huán)流可逆系統(tǒng)中保證了任何情況下兩整流橋不會同時觸發(fā)，一組觸發(fā)工作時，另一組被封鎖，因此系統(tǒng)工作過程中既無直流環(huán)流也無脈沖環(huán)流。四實驗設(shè)備及儀器1教學(xué)實驗臺主控制屏。2NMCL33組件3NMEL03組件4NMCL18組件5電機導(dǎo)軌及測速發(fā)電機（或光電編碼器）、直流發(fā)

45、電機M016直流電動機M037雙蹤示波器8萬用表五實驗預(yù)習(xí)1熟悉系統(tǒng)的接線圖，分析邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理。2復(fù)習(xí)邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)過程中，整流電壓Ud，電樞電流id，轉(zhuǎn)速n的動態(tài)波形圖。六注意事項1實驗時，應(yīng)保證邏輯控制器工作；邏輯正確后才能使系統(tǒng)正反向切換運行。2為了防止意外，可在電樞回路串聯(lián)一定的電阻，如工作正常，則可隨Ug的增大逐漸切除電阻。七實驗方法1按圖1-9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(yīng)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“2”脈沖600

46、，則相序正確，否則，應(yīng)調(diào)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(guān)彈出，用示波器觀察每只晶閘管的控制極，陰極，應(yīng)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。2控制單元調(diào)試（1）按實驗四的方法調(diào)試FBS，ASR，ACR（2）按實驗二的方法調(diào)試AR，DPT，DPZ，DLC對電平檢測器的輸出應(yīng)有下列要求轉(zhuǎn)矩極性鑒別器DPT：電機正轉(zhuǎn) 輸出UM為”1”態(tài)電機反轉(zhuǎn) 輸出UM為0”態(tài) 零電流檢測器DPZ： 主回路電流接近零 輸出UI為”1”態(tài) 主回路有電流 輸出UI為”0”態(tài)（3

47、）調(diào)節(jié)ASR，ACR的串聯(lián)積分電容，使系統(tǒng)正常，穩(wěn)定運行。4機械特性n=f (Id)的測定測出n =1500r/min的正，反轉(zhuǎn)機械特性n =f (Id)，方法與實驗四相同。n=1500r/minn(r/min)I(A)5閉環(huán)控制特性的測定按實驗四的方法測出正，反轉(zhuǎn)時的閉環(huán)控制特性n =f (Ug)。n(r/min)Ug(V)6系統(tǒng)動態(tài)波形的觀察用二蹤慢掃描示波器觀察并記錄：（1）給定值階躍變化（正向起動® 正向停車® 反向切換到正向 ® 正向切換到反向®反向停車）時的動態(tài)波形。（2）電機穩(wěn)定運行于額定轉(zhuǎn)速，Ug不變，突加，突減負(fù)載(20%Ied

48、1;100%Ied) 的動態(tài)波形：（3）改變ASR,ACR的參數(shù)，觀察動態(tài)波形如何變化。注：電動機電樞電流波形的觀察可通過ACR的第“1”端 轉(zhuǎn)速波形的觀察可通過ASR的第“1”端八實驗報告1根據(jù)實驗結(jié)果，畫出正，反轉(zhuǎn)閉環(huán)控制特性曲線。2根據(jù)實驗結(jié)果，畫出正，反轉(zhuǎn)閉環(huán)機械特性，并計算靜差率。3分析參數(shù)變化對系統(tǒng)動態(tài)過程的影響。4分析電機從正轉(zhuǎn)切換到反轉(zhuǎn)過程中，電機經(jīng)歷的工作狀態(tài)，系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換狀況。實驗七 異步電動機SPWM與電壓空間矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)一實驗?zāi)康?通過實驗掌握異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成及工作原理。2加深理解用單片機通過軟件生成SPWM波形的工作原理與特點。以及不同調(diào)制方式對系

49、統(tǒng)性能的影響3熟悉電壓空間矢量控制（磁鏈跟蹤控制）的工作原理與特點。4掌握異步電動機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法。二實驗內(nèi)容1連接有關(guān)線路，構(gòu)成一個實用的異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)。2過壓保護、過流保護環(huán)節(jié)測試。3采用SPWM數(shù)字控制時，不同輸出頻率、不同調(diào)制方式（同步、異步、混合調(diào)制）時的磁通分量、磁通軌跡、定子電流與電壓、IGBT兩端電壓波形測試。4采用電壓空間矢量控制時，不同輸出頻率、不同調(diào)制方式時的磁通分量、磁通軌跡、定子電流與電壓、IGBT兩端電壓波形測試。5低頻補償特性測試。三實驗系統(tǒng)組成及工作原理變頻調(diào)速系統(tǒng)原理框圖如圖23所示。它由交-直-交電壓源型變頻器，16位單片機80C196M

50、C所構(gòu)成的數(shù)字控制器，控制鍵盤與運行指示、磁通測量與保護環(huán)節(jié)等部分組成。逆變器功率器件采用智能功率模塊IPM（Intel Ligent Power Modules），型號為PM10CSJ060（10A/600V）。IPM是一種由六個高速、低功耗的IGBT，優(yōu)化的門極驅(qū)動和各種保護電路集成為一體的混合電路器件。由于采用了能連續(xù)監(jiān)測電流的有傳感功能的IGBT芯片，從而實現(xiàn)高效的過流和短路保護，同時IPM還集成了欠壓鎖定和過流保護電路。該器件的使用，使變頻系統(tǒng)硬件簡單緊湊，并提高了系統(tǒng)的可靠性。數(shù)字控制器采用Intel公司專為電機高速控制而設(shè)計的通用性16位單片機80C196MC。它由一個C196核心、一個三相波形發(fā)生器以及其它片內(nèi)外設(shè)構(gòu)成。其它片內(nèi)外設(shè)中包含有定時器、A/D轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制單元與事件處理陣列等。在實驗系統(tǒng)中80C196MC的硬件資源分配如下：1P3、P4口：用于構(gòu)成外部程序存儲器的16 bit 數(shù)據(jù)和地址總線。2WG1WG3和WG1WG3：用于輸出三相PWM波形，控制構(gòu)成逆變器的IPM。3EXTINT：用于過流、過壓保護。4通過接于A/D轉(zhuǎn)換器輸入端ACH2和ACH1設(shè)之輸入頻率和改變u/f（低頻補償）。5利用P0和P1口的P0.4P0.7和P1