電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)一，實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握雙閉環(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(zhuān)用集成電路 SG3525 的組成、功能與工作原理。3. 掌握雙閉環(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)整定。二，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. PWM 控制器 SG3525 的性能測(cè)試。2. 控制單元調(diào)試。3. 測(cè)定開(kāi)環(huán)和閉環(huán)機(jī)械特性 n=f(Id) 。4. 閉環(huán)控制特性 n=f(Ug) 的測(cè)定。三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成和工作原理GM*U 0*1U 0ASRACRUPWDLDGDPWMU-Ui圖 6 10雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的原理圖在中小容

2、量的直流傳動(dòng)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6 10 所示。圖中可逆PWM 變換器主電路系采用MOSFET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(shí)環(huán)節(jié)， GD 為 MOS 管的柵極驅(qū)動(dòng)電路， FA為瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)流保護(hù)。脈寬調(diào)制器 UPW 采用美國(guó)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(qiáng)的單片集成 PWM 控制器。由于它簡(jiǎn)單、 可靠及使用方便靈活，大大簡(jiǎn)化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試，故獲得廣泛使用。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀

3、器1MCL 系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2MCL 18 組件（適合MCL )或 MCL 31 組件（適合MCL）。3MCL 10 組件或 MCL 10A 組件。4MEL-11 掛箱5MEL 03 三相可調(diào)電阻（或自配滑線變阻器）。6電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)、直流發(fā)電機(jī)M01 （或電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、MEL 13 組件。7直流電動(dòng)機(jī)M03 。8雙蹤示波器。五注意事項(xiàng)1直流電動(dòng)機(jī)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(shí)， 為了防止振蕩， 可預(yù)先把 ASR的 RP3電位器逆時(shí)針旋到底，使調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)最小，同時(shí)， ASR的“ 5”、“ 6”端接入可調(diào)電容（預(yù)置 7 F）。3測(cè)取靜特性時(shí)，須注

4、意主電路電流不許超過(guò)電機(jī)的額定值（1A）。4系統(tǒng)開(kāi)環(huán)連接時(shí)，不允許突加給定信號(hào)Ug 起動(dòng)電機(jī)。5起動(dòng)電機(jī)時(shí)，需把MEL-13 的測(cè)功機(jī)加載旋鈕逆時(shí)針旋到底，以免帶負(fù)載起動(dòng)。6改變接線時(shí)，必須先按下主控制屏總電源開(kāi)關(guān)的“斷開(kāi)”紅色按鈕，同時(shí)使系統(tǒng)的給定為零。7雙蹤示波器的兩個(gè)探頭地線通過(guò)示波器外殼短接，故在使用時(shí)，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。8實(shí)驗(yàn)時(shí)需要特別注意起動(dòng)限流電路的繼電器有否吸合，如該繼電器未吸合，進(jìn)行過(guò)流保護(hù)電路調(diào)試或進(jìn)行加負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，就會(huì)燒壞起動(dòng)限流電阻。六實(shí)驗(yàn)方法采用 MCL10 組件1SG3525 性能測(cè)試分別連接“ 3”和“ 5”、“ 4

5、”和“ 6”、“ 7”和“ 27”、“ 31”和“ 22”、“ 32”和“ 23”，然后2打開(kāi)面板右下角的電源開(kāi)關(guān)。（ 1）用示波器觀察 “ 25”端的電壓波形， 記錄波形的周期， 幅度（需記錄 S1 開(kāi)關(guān)撥向 “通”和“斷”兩種情況）（2） S5 開(kāi)關(guān)打向“ OV”, 用示波器觀察“ 30”端電壓波形，調(diào)節(jié) RP2 電位器，使方波的占空比為 50。S5 開(kāi)關(guān)打向“給定”分別調(diào)節(jié) RP3、 RP4，記錄“ 30”端輸出波形的最大占空比和最小占空比。（分別記錄 S2 打向“通”和“斷”兩種情況）2控制電路的測(cè)試（ 1）邏輯延時(shí)時(shí)間的測(cè)試S5 開(kāi)關(guān)打向“ 0V ”，用示波器觀察“33”和“ 34”

6、端的輸出波形。并記錄延時(shí)時(shí)間。t d=（ 2）同一橋臂上下管子驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間測(cè)試分別連接“ 7”和“ 8”、“ 10”和“ 11”，“ 12”和“ 13”、“ 14”和“ 15”、“ 16”和“ 17”、“ 18” 和“ 19”，用雙蹤示波器分別測(cè)量 VVT1。 GS和 VVT2。 GS以及 VVT3。 GS 和 VVT4。 GS的死區(qū)時(shí)間。t d.VT1.VT2=t d.VT3.VT4=注意，測(cè)試完畢后，需拆掉“7 ”和“ 8”以及“ 10”和“ 11”的連線。3開(kāi)環(huán)系統(tǒng)調(diào)試（1）速度反饋系數(shù)的調(diào)試斷開(kāi)主電源，并逆時(shí)針調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕到底，斷開(kāi)“ 9”、“ 10”所接的電阻，接入直流電動(dòng)機(jī)

7、M03 ，電機(jī)加上勵(lì)磁。S4 開(kāi)關(guān)扳向上，同時(shí)逆時(shí)針調(diào)節(jié)RP3 電位器到底，合上主電源，調(diào)節(jié)交流電壓輸出至220V左右。調(diào)節(jié)RP3 電位器使電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高，并達(dá)到1400r min ，調(diào)節(jié) FBS的反饋電位器RP，使速度反饋電壓為2V。注：如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，無(wú)三相調(diào)壓器，直接合上主電源。以下均同。（2）系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性測(cè)定參照速度反饋系數(shù)調(diào)試的方法，使電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)1400r/min ，改變測(cè)功機(jī)加載旋鈕（或直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻Rd ），在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)測(cè)取7 8 個(gè)點(diǎn)，記錄相應(yīng)的轉(zhuǎn)速n 和轉(zhuǎn)矩 M（或直流發(fā)電機(jī)電流id）1. SG3525 性能測(cè)試測(cè)試示波器觀察25 端電壓波形，開(kāi)

8、通時(shí)，T=105.5us， V=2.22v；關(guān)斷時(shí)， T=52.5us， V=2.22v。S5 開(kāi)關(guān)打向給定，30 端輸出波形，開(kāi)通時(shí)，最大占空比0.5，最小 0；關(guān)斷時(shí)最大0.618，最小 0。2. 控制電路測(cè)試邏輯延時(shí)時(shí)間td=2.9us ，VT1VT2 死區(qū)時(shí)間2.9us， VT3VT4 死區(qū)時(shí)間2.9us。3. 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性測(cè)定正給定n（ r/min ）140012841235119511541105Id(A)0.210.410.560.700.850.99n（ r/min ）800713767642618575Id(A)0.250.410.570.720.820.99

9、3負(fù)給定n（ r/min ）-1400-1357-1350-1337-1306-1274Id(A)0.680.500.350.220.120.02n（ r/min ）-800-767-758-724-702-684Id(A)0.730.540.360.250.120.024閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)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)。按圖 6 11 接線（1）速度調(diào)節(jié)器的調(diào)試（a）反饋電位器 RP3 逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最??；（b ）“5”、“ 6”端接入 MEL 11 電容器，預(yù)置 5 7 F；（c）調(diào)節(jié) RP1、 RP2使輸出限幅為± 2V。（ 2）電流調(diào)

10、節(jié)器的調(diào)試（ a）反饋電位器 RP3 逆時(shí)針旋到底，使放大倍數(shù)最??；（ b ）“5”、“ 6”端接入 MEL 11 電容器，預(yù)置 5 7 F；（ c）S5 開(kāi)關(guān)打向“給定” ，S4 開(kāi)關(guān)扳向上，調(diào)節(jié) MCL-10 的 RP3 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 “ 30”的脈沖，不可移出范圍。S5 開(kāi)關(guān)打向“給定” ， S4 開(kāi)關(guān)打向下至“負(fù)給定” ，調(diào)節(jié) MCL-10 的 RP4 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 “ 30”的脈沖，不可移出范圍。4. 系統(tǒng)靜特性測(cè)試 ,機(jī)械特性正給定n（ r/min

11、）140013991394139313911388Id(A)0.200.360.490.710.861.01n（ r/min ）800800799799798797Id(A)0.220.370.510.690.871.00負(fù)給定n（ r/min ）-1400-14001398139613951394Id(A)-0.28-0.40-0.56-0.71-0.86-1.01n（ r/min ）-800-800-798-797-796-795Id(A)-0.22-0.36-0.51-0.73-0.85-1.00閉環(huán)控制特性正給定n（ r/min ）14001156943719524195Ug（ v）4

12、.864.043.312.541.860.74負(fù)給定n（ r/min ）-1400-1130-949-724-542-2864Id(A)-4.73-3.80-3.18-2.41-1,79-0.91思考題1. 為了防墜上下橋臂直通，有人把上下橋臂驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間調(diào)的很大，這樣做行不行，為什么？你認(rèn)為死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)短由哪些參數(shù)決定？答：不行，死區(qū)長(zhǎng)會(huì)影響輸出波形失真， 諧波成分增多。 死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)短與功率管自身的開(kāi)通、關(guān)斷時(shí)間以及對(duì)輸出波形要求有關(guān)2.與采用晶閘管的移相控制直流調(diào)速系統(tǒng)相對(duì)比， 試歸納采用自關(guān)斷器件的脈寬調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)。答： 1.功率因素高，諧波污染??； 2.主電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 3 開(kāi)關(guān)頻率

13、高，頻帶寬，響應(yīng)速度和穩(wěn)速精度好，電樞電流容易連續(xù)； 4 調(diào)速范圍寬實(shí)驗(yàn)心得與體會(huì)：通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們學(xué)習(xí)了掌握雙閉環(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。熟悉直流 PWM 專(zhuān)用集成電路 SG3525 的組成、功能與工作原理。掌握雙閉環(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)整定。還學(xué)習(xí)了死區(qū)時(shí)間的調(diào)節(jié)長(zhǎng)短對(duì)輸出波形的影響。以及不同晶閘管和器件之間的區(qū)別等。對(duì)雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的原理圖有了更形象的理解，只要做到了理論聯(lián)系實(shí)際，把課堂上的東西運(yùn)用到做實(shí)驗(yàn)中來(lái)。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中使理論實(shí)踐化，提高了我們的動(dòng)手能力，而且能初步分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題并解決他們。在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中還

14、有一些的不足，但堅(jiān)信，通過(guò)不斷的積累才會(huì)越來(lái)月熟悉。5實(shí)驗(yàn)二 雙閉三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉相位控制交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的組成與工作。2了解并熟悉雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)原理。3了解繞線試異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)在調(diào)節(jié)定子電壓調(diào)速似的機(jī)械特性。4通過(guò)測(cè)定系統(tǒng)的靜特性和動(dòng)特性進(jìn)一步了解交流調(diào)壓系統(tǒng)中電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的作用二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測(cè)定繞線試異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性。2測(cè)定雙閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。3.測(cè)定雙閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表1教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。2 NMCL 31 組件。3 NMCL 33 組件4 NMEL 03 三相可調(diào)電阻。5

15、 NMCL 18 組件6 NMCL 09 組件2求取調(diào)速系統(tǒng)在無(wú)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時(shí)的開(kāi)環(huán)工作機(jī)械特性。a斷開(kāi) ASR的“ 3”至 Uct 的連接線， G（給定）直接加至 Uct，且 Ug 調(diào)至零，直流電機(jī)勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)閉合。b合上主控制屏的綠色按鈕開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器的輸出，使 Uuv、Uvw、Uwu=200V 。注：如您選購(gòu)的產(chǎn)品為MCL、，無(wú)三相調(diào)壓器，直接合上主電源。以下均同。c調(diào)節(jié)給定電壓Ug，使直流電機(jī)空載轉(zhuǎn)速n0=1500 轉(zhuǎn) / 分，調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)加載旋鈕（或直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻） ，在空載至額定負(fù)載的范圍內(nèi)測(cè)取7 8 點(diǎn)，讀取整流裝置輸出電壓Ud，輸出電流 id 以及被測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n。Ud（

16、 V）210.1214.4215.5217.3217.1212.3id（ A）0.5660.5220.5070.4950.4901.544n（ r/min ）1295132513401348135313113帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差工作的系統(tǒng)靜特性a斷開(kāi) G（給定）和Uct 的連接線， ASR的輸出接至Uct ，把 ASR的“ 5”、“6”點(diǎn)短接。b合上主控制屏的綠色按鈕開(kāi)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(cè)電動(dòng)機(jī)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(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。6調(diào)節(jié)測(cè)功

17、機(jī)加載旋鈕（或直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻），在空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)測(cè)取7 8點(diǎn)，讀取 Ud、 i d、 n。d （ A）0.5290.6000.6560.7100.7750.657iUd（ V）179170163156147103n（ r/min ）126612301203117311319224測(cè)取調(diào)速系統(tǒng)在帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋時(shí)的無(wú)靜差閉環(huán)工作的靜特性a斷開(kāi) ASR的“ 5”、“6 ”短接線，“5”、“ 6”端接 MEL11 電容器，可預(yù)置7 F，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(jī)空載轉(zhuǎn)速n0=1500 轉(zhuǎn) / 分。在額定至空載范圍內(nèi)測(cè)取7 8個(gè)點(diǎn)。d （ A）0.5100

18、.5890.6630.7240.7810.958iUd（ V）173163153143135102n（ r/min ）12351190124311001056901四實(shí)驗(yàn)心得通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們學(xué)習(xí)了相位控制交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的組成與工作。對(duì)雙閉環(huán)三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)原理有了一定的了解。了解繞線試異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)在調(diào)節(jié)定子電壓調(diào)速似的機(jī)械特性。還通過(guò)測(cè)定系統(tǒng)的靜特性和動(dòng)特性進(jìn)一步了解交流調(diào)壓系統(tǒng)中電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的作用實(shí)驗(yàn)使我熟悉了相位控制交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的組成與工作；了解并熟悉了雙閉環(huán)三相7異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)原理和繞線試異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻時(shí)在調(diào)節(jié)定子電壓調(diào)速似的機(jī)械特性；以及通過(guò)

19、測(cè)定系統(tǒng)的靜特性和動(dòng)特性進(jìn)一步了解交流調(diào)壓系統(tǒng)中電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)還了解了電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)不是想象中的那樣簡(jiǎn)單，只有掌握好其中的知識(shí)，才能在將來(lái)的工作提高中有基礎(chǔ)可以拿出來(lái)，收益頗多。實(shí)驗(yàn)三 異步電動(dòng)機(jī) SPWM與電壓空間矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握異步電動(dòng)機(jī)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(jī)通過(guò)軟件生成SPWM 波形的工作原理與特點(diǎn)。以及不同調(diào)制方式對(duì)系統(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(diǎn)。4掌握異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1連接有關(guān)線路，構(gòu)成一個(gè)實(shí)用的異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)。2過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)環(huán)

20、節(jié)測(cè)試。3采用SPWM 數(shù)字控制時(shí)，不同輸出頻率、不同調(diào)制方式（同步、異步、混合調(diào)制）時(shí)的磁通分量、磁通軌跡、定子電流與電壓、IGBT兩端電壓波形測(cè)試。4采用電壓空間矢量控制時(shí)，不同輸出頻率、 不同調(diào)制方式時(shí)的磁通分量、磁通軌跡、定子電流與電壓、IGBT兩端電壓波形測(cè)試。5低頻補(bǔ)償特性測(cè)試。三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理變頻調(diào)速系統(tǒng)原理框圖如圖7 3 所示。它由交-直 -交電壓源型變頻器，16 位單片機(jī)80C196MC 所構(gòu)成的數(shù)字控制器，控制鍵盤(pán)與運(yùn)行指示、磁通測(cè)量與保護(hù)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 （ IntelLigent PowerModules ），型號(hào)為PM10C

21、SJ060（ 10A/600V ）。IPM 是一種由六個(gè)高速、低功耗的IGBT，優(yōu)化的門(mén)極驅(qū)動(dòng)和各種保護(hù)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(cè)電流的有傳感功能的IGBT 芯片，從而實(shí)現(xiàn)高效的過(guò)流和短路保護(hù)，同時(shí)IPM 還集成了欠壓鎖定和過(guò)流保護(hù)電路。該器件的使用，使變頻系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)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(zhuān)為電機(jī)高速控制而設(shè)計(jì)的通用性16 位單片機(jī)80C196MC。它由一個(gè)C196 核心、一個(gè)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8定時(shí)器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制單元與事件處理陣列等。在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中80C196MC 的硬件資源分配

22、如下：1 P3、 P4 口：用于構(gòu)成外部程序存儲(chǔ)器的16 bit 數(shù)據(jù)和地址總線。2 WG1WG3 和 WG1WG3：用于輸出三相 PWM 波形，控制構(gòu)成逆變器的 IPM。3 EXTINT：用于過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)。4通過(guò)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(bǔ)償） 。5利用 P0 和 P1 口的 P0.4 P0.7和 P1.0 P1.3，外接按鈕開(kāi)關(guān)，用于起動(dòng)、停止、故障復(fù)位兩種調(diào)制方法，三種調(diào)制模式的選擇。6利用 P2、 P5、 P6 口的 P2.4 P2.7， P5.4 與 P6.6， P6.7，外接指示燈，用于指示系統(tǒng)所處狀態(tài)。7磁通觀測(cè)器用于電

23、機(jī)氣隙磁通測(cè)量。其前半部分為3/2 變換電路，將三相電壓VA、VB、 VC 從三相靜止坐標(biāo)系 A、 B、 C 變換到二相靜止坐標(biāo)系 、 上，成為 V 、 V。電路的后半部分則分別對(duì) V、V 積分。在忽略定子漏磁和定子電阻壓降的前提下，兩個(gè)積分器的輸出分別是二相靜止坐標(biāo)系中電機(jī)氣隙磁通在 、 軸上的分量 與 ；它們的波形形狀相似，相位差90°。將兩個(gè)積分的輸出分別接入示波器的X 軸輸入和Y 軸輸入，即可得到電機(jī)氣隙磁通的圓形軌跡。四實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1 MCL I 型電機(jī)控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)2 MCL 09 變頻調(diào)速系統(tǒng)組件3電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)速發(fā)電機(jī)4慢掃描示波器5雙蹤示波器五實(shí)驗(yàn)方法按圖 7 4

24、連接線路， 經(jīng)檢查無(wú)誤后，合上電源，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)缺省設(shè)置為SPWM控制，同步調(diào)制方式， 對(duì)應(yīng)指示燈亮。 若指示燈與上述不符，可按復(fù)位按鈕， 使系統(tǒng)處于上述缺省狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。若系統(tǒng)采用 SPWM控制并工作在同步調(diào)制方式，即可按起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)即可起動(dòng)，起動(dòng)后可調(diào)節(jié)頻率設(shè)定電位器，即可改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，如按了空間矢量、異步調(diào)制，混合調(diào)制等按鈕，系統(tǒng)將不會(huì)響應(yīng)，必須先按停止按鈕，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，才能轉(zhuǎn)到空間矢量控制以及其它調(diào)制方式。低頻補(bǔ)償電位器在電機(jī)運(yùn)行時(shí)，可按需要任意調(diào)節(jié)。系統(tǒng)出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，可在拆除故障條件下，按故障復(fù)位按鈕，使紅色故障指示燈滅，系統(tǒng)即可按要求繼續(xù)運(yùn)行

25、。1過(guò)壓與過(guò)流保護(hù)環(huán)節(jié)測(cè)試。 （這時(shí)只需合上控制電源，主回路電源不加。）（ 1）斷開(kāi)過(guò)壓保護(hù)檢測(cè)線，紅色故障指示燈發(fā)亮，同時(shí)微機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)脈沖被封鎖，表示過(guò)壓保護(hù)環(huán)節(jié)工作正常。測(cè)試完畢后， 按一下故障復(fù)位按鈕，故障指示燈滅。（ 2）斷開(kāi)過(guò)流檢測(cè)線， 紅色故障指示燈發(fā)亮， 同時(shí)驅(qū)動(dòng)脈沖被封鎖， 表示過(guò)流保護(hù)環(huán)節(jié)工作正常。測(cè)試完畢后，按一下復(fù)位按鈕，故障指示燈滅。2采用 SPWM控制 ，分別在輸出頻率為50Hz、30Hz 條件下，測(cè)量與描繪不同調(diào)制方9式時(shí)的電機(jī)氣隙磁通分量、電機(jī)氣隙磁通軌跡、定子電流、IGBT 兩端波形（輸出U、 V、 W與 N 端之間）與定子端電壓等波形，以及觀察電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)與

26、噪聲大小。（ 1）同步調(diào)制：系統(tǒng)設(shè)定的載波比N=12。（ 2）異步調(diào)制：系統(tǒng)設(shè)定的載波頻率ft=600Hz。（ 3）混合調(diào)制：分三段執(zhí)行。 第一段 0Hz 12.5Hz，載波比 N1=100；第二段 12.5 Hz25 Hz，載波比 N2=80；第三段，25 Hz 50 Hz，載波比 N3 =60。當(dāng)在低頻 2Hz 時(shí)，若電機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可調(diào)節(jié)低頻補(bǔ)償電位器 （順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)， 低頻補(bǔ)償電壓增大），直到電動(dòng)機(jī)能旋轉(zhuǎn)時(shí)止。3采用電壓空間矢量控制實(shí)驗(yàn)條件及觀察與描繪的波形同方法2。4低頻補(bǔ)償性能測(cè)試低頻時(shí)定子壓降的補(bǔ)償度可通過(guò)電位器連續(xù)調(diào)節(jié)，在輸出頻率為1 2Hz 時(shí)，調(diào)節(jié)補(bǔ)償度直到電動(dòng)機(jī)能均勻旋轉(zhuǎn)

27、時(shí)止，同時(shí)觀察與記錄直流母線電流的變化。六實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析SPWM 控制，同步調(diào)制SPWM 控制，異步調(diào)制頻率轉(zhuǎn)速（r/min ） 電流 (A)頻率轉(zhuǎn)速電流 (A)（HZ）（HZ）（r/min ）5014500.0855015040.0874513010.084513360.084011550.0774011920.0783510120.0753510320.073308680.073309030.072257250.072257540.071205820.07206050.069154370.065154550.06310293010287051470515101026302820SPWM 控

28、制，混合步調(diào)制空間矢量控制，同步調(diào)制頻率轉(zhuǎn)速（r/min ） 電流 (A)頻率轉(zhuǎn)速電流 (A)（HZ）（HZ）（r/min ）5014480.0875014470.0834513010.0844513030.084011570.0754011560.0753510130.0803510100.074308660.071308600.073257260.07257200.072205800.069205790.069154370.067154370.062102930102930514705147025802590空間矢量控制，異步調(diào)制空間矢量控制，混合調(diào)制頻率轉(zhuǎn)速（r/min ） 電流 (A)

29、頻率轉(zhuǎn)速電流 (A)（HZ）（HZ）（r/min ）5015060.0855014470.0864513540.084513000.084114011980.0794011580.0773510480.0783510150.073309030.072308700.072257540.074257200.072206040.068205810.069154540.066154380.063103200102930514105147027302580低頻補(bǔ)償性能測(cè)試：電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)初始電流為1.5mA ，頻率為 1.6HZ ，我們調(diào)節(jié)補(bǔ)償度直到電動(dòng)機(jī)能均勻旋轉(zhuǎn)時(shí)止，電流上升為2.6mA 。實(shí)驗(yàn)心得：

30、通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)， 我們學(xué)習(xí)了異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成及工作原理。對(duì)用單片機(jī)通過(guò)軟件生成 SPWM 波形的工作原理與特點(diǎn)有了更深刻的理解。對(duì)不同調(diào)制方式對(duì)系統(tǒng)性能的影響有了更好的認(rèn)識(shí)更加熟悉電壓空間矢量控制（磁鏈跟蹤控制）的工作原理與特點(diǎn)。掌握異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法。此次實(shí)驗(yàn)涉及到晶閘管， 磁通軌跡， 輸出頻率等， 變頻調(diào)速系統(tǒng)， 數(shù)字控制器等一系列的知識(shí)，把以前用到的知識(shí)再拿回來(lái)用。 以前的書(shū)本知識(shí)有很好的幫助。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)保護(hù)功能的研討和分析， 是有助于提高本門(mén)學(xué)科的知識(shí)掌握水平， 以及自己的分析能力。實(shí)驗(yàn)四 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性測(cè)試12一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)組成及各主要單元部件的原理。2掌握晶閘管可控整流電路和觸發(fā)電路的調(diào)試方法。3掌握直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的測(cè)試方法二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1觸發(fā)電路觸發(fā)脈沖的測(cè)試2觸發(fā)電路初始相位a0 的調(diào)試3三相橋式全控整流電路的調(diào)試4晶閘管主電路輸出波形的測(cè)試5直流電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性曲線的測(cè)試三實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及工作原理1）主電路：三相電源，晶閘管橋式是可控整流調(diào)速裝置，平波電抗器、電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組，可調(diào)電阻負(fù)載等組成。2