实验五 双闭环控制可逆直流脉宽调速系统.docx

实验七双闭环控制可逆直流脉宽调速系统（H桥）
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、工作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、实验所需要挂件及附件
1DJK01控制屏2DJK08可调电阻电容箱3DJK09单相调压与可调负载4DJK17双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统5DD03-3电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表6DJ13-1直流并励发电机7DJ15直流并励电动机8D42可调电阻9慢扫描示波器10万用表三、实验线路及原理

图5-13双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统原理框图
速度给定信号G，速度调节器ASR，电流调节器ACR，控制PWM信号产生装置UPM，DLD单元把一组PWM波形分成两组相差180°的PWM波，并产生一定的死区，用于控制两组臂；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；DZS是零速封锁单元；FA限制主电路瞬时电流，过流时封锁DLD单元输出；电流反馈调节单元CFR；速度反馈调节SFR。
四、实验内容
(1)各单元电路的调试。
(2)测定开环机械特性。
(3)测定闭环的静特性。
五、实验方法
(1)系统单元调试
①速度调节器(ASR)和电流调节器(ACR)的调零
把调节器的输入端1、2、3全部接地，4、5之间接50K电阻，调节电位器RP3，使“7”端输出绝对值小于1mv。
②速度调节器(ASR)和电流调节器(ACR)的输出限幅值的整定
在调节器的3个输入中的其中任一个输入接给定，在4.、5之间接50K电阻、1uF电容，调节给定电位器，使调节器的输入为-1V，调节电位器RP1，使调节器的输出7为+4V（输出正限幅值）；同样把给定调节为+1V，调节RP2，把负限幅值调节为-4V。
③零速度封锁器（DZS）观测
首先把零速封锁器的输入悬空，开关S1拨至“封锁”状态，输出接速度或者电流调节器的零速封锁端6，无论调节器的输入如何调节，输出7始终为零。把面板上的给定输出接至零速封锁单元其中一路，另一路悬空，增大给定，测量零速封锁单元输出端3：给定的绝对值大于0.26V左右时，封锁端3输出-15V；减小给定，给定的绝对值小于0.17V左右时，封锁端3输出+15V。把给定加到另一路进行同样的操作。
(2)脉宽发生单元的整定和观测
把电机、直流电源等接入系统，系统接成开环，脉宽发生单元的输入悬空或者接地，调节偏移电压电位器，使电机处于停止状态（若要达到更好的闭环效果，调节偏移电压电位器，使通过电枢的直流电流低于0.02mA）用双踪示波器观测脉宽发生单元的测试点1、2和3、4的波形，此时的1、2（3、4）的占空比接近相同（占空比为50%左右）。观测同一组桥臂（1、2或者3、4）之间的死区。
(3)转速反馈调节器（SFR）、电流反馈调节器（CFR）的整定：
把电机、220V直流电源接入系统，系统接成开环。把正给定接入脉宽发生单元，调节给定，使转速稳定在1600rpm，调节转速反馈调节器中的RP1，使3端输出的电压为-4V。加大负载，使电机的电枢电流稳定在1.3A，调节电流反馈调节器，使电流反馈调节器3端输出的电压为+4V。
(4)开环机械特性测试：
把电机、直流电源，接入系统，电动机、发电机加额定励磁。缓慢增加给定电压Ug,使电机升速,调节给定电压Ug和负载Rg使电动机(DJ15)的电枢电流Id=1.1A,转速达到1200rpm。
在测试过程中逐步增大负载电阻Rg的阻值（即减小负载）就可测出该系统的开环外特性n=f（I2），将其记入下面的表格：
n(rpm)I(A)然后将电机反转，增加给定Ug（负给定）使电机反向升速，调节给定电压Ug和负载Rg使电动机(DJ15)的电枢电流Id=1.1A,转速分别达到-1200rpm。
在测试过程中逐步增大负载电阻Rg的阻值（即减小负载）就可测出该系统的开环外特性n=f（I2），将其记入下面的表格：
n(rpm)I(A)(5)闭环系统调试及闭环静特性测定
①机械特性n=f（Id）的测定
直流电压输入为300V的情况下，发电机输出首先空载，从零开始逐渐调大给定电压Ug，使电动机转速接近1200rpm，然后在发电机的电枢绕组接入负载电阻Rg，逐渐增大电动机负载（即减小负载的电阻值），直至电动机的电枢电流Id=1.1A，即可测出系统静态特性，测定n=f（Id）并记录于下表中：
Id(A)n(rpm)n(rpm)n(rpm)改变电机的转向，重复上述的步骤：
Id(A)n(rpm)n(rpm)n(rpm)再降低给定电压Ug，再测试800rpm的静态特性曲线，记录于下表中：
Id(A)n(r