[定稿]实验三十三双闭环控制的直流脉宽调速系统(H桥)

《[定稿]实验三十三双闭环控制的直流脉宽调速系统(H桥)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实验三十三双闭环控制的直流脉宽调速系统(H桥)一、实验目的(1)了解PWM全桥直流调速系统的工作原理。(2)分析电流环与速度环在直流调速系统中的作用。二、实验所需挂件及附件序号编号备注1・DJK01电源控制屏该挂件包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。2.DJK08可调电阻、电容箱3.DJK09单相调压与可调负载4.DJK17双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统5.DD03-2电机导轨、测速发电机及转速表或DD03-2电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表6.DJ13-1直流发电机7.DJ15H流并励电动机8

2、.042三相口J调电阻9.慢扫描示波器口备10.万用表三、实验线路及原理本实验系统原理框图如图5-12所示:ua图5-12双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统原理框图(1)系统组成给定值Ug与速度反馈量Um叠加后经速度调节器ASR的PI调节作为电流环的给定输入，它与电流反馈量Ufi叠加后经电流调节器ACR的PI调节向PWM调节器输出一控制电平Uc,PWM调制器产生一频率不变的矩形脉冲波，其脉冲宽度即占空比将随Uc值的变化而改变，其占空比可调范围0lo此PWM脉冲经逻辑延时，功放、隔离等处理后，送到开关器件(IGBT

3、管)的栅极。外加直流电源Us经H全桥逆变电路输出一与占空比相对应的调制电压,经平波电抗器Ld张动直流电机M,发电机G则作为电动机的负载，由同轴上的测速发电机取得速度反馈信号。电流反馈信号取口主电路的取样电阻Rs两端。(2)PWM的生成原理在图5-12中，PWM调制器用于产生一路PWM脉冲波，它是由专用芯片TL494产生，其内部原理图如图5-13所示:NoinvInputInvInputCompInputDeadtimeControlCtRtGroundClNoinvInputInvInputVrefOutputCo

4、ntrolVccC2E2El图5-13TL494的内部原理图在本实验屮，把PWM调制器接成图5-14所示:图5-14PWM波形发生器外围接线图上图中只利用了TL494的一组输出脉冲。只要控制TL494的输入端即“1”脚输入一电平，即可以在输出端“8”脚相应地得到占空比可调节的PW脉冲,其中PWM脉冲的频率为5.7KHzo(1)H桥逆变电路结构原理II桥DC/DC逆变电路的结构图如图5-15所示。DCU$-220VVT1VT3Vd3VD1ZKVT4VD4VT2UG2—Rs/n9■ZKUg4—ZKZKSIJIC3Ig

5、—CMLLII&nl□I50—图5-15双闭环H桥DC/DC变换直流调速系统功能原理框图本实验系统的主电路采用单极性PWM控制方式，其中主电路由四个IGBT管构成H桥，G1〜G4分别由PWM产生电路产生后经过驱动电路放大，再送到IGBT相应的栅极，用以控制IGBT管的通断。单极性的控制方式是这样进行控制的：在图5-15中，左边两个管子的驱动脉冲Ugi=-Ug2,使VT1和VT2交替导通；而右边两管VT3、VT4因电机的转向施加不同的直流控制信号。在电机正转时，VG4恒为正，VG3恒为负，使VT4常通，VT3截止。在

6、电机反转时,VT4截止而VT3常通。四个快恢复二极管VD1〜VD4用于逆变电路的续流。其屮电流调节器的电流反馈量是由主冋路屮的取样电阻Rs进行取样的。速度反馈量取自测速发电机输出的电压值。本实验系统可设定不同的给定量、速度反馈量及电流反馈量，以完成开环、电流单闭环、速度单闭环及双闭环的调速实验。由于给定量Ug恒为正，因此速度反馈量必须为负值，在需用到速度闭环时必须检测测速发电机提供的输出电压的极性，将正端连接到面板T1端，负值端连接到而板的T2端(而板上左边的接线柱为T1,右边的接线柱为T2端)。面板上的转向选择开

7、关改变，速度信号与Ti、T2端的连线也相应改变。四、实验内容(1)观测并记录在电机正、反转时，H桥四个臂开关器件的不同控制逻辑。(2)观测并记录电枢回路电流Id随给定电压际负载电阻Rg改变的波形。(3)电机的正、反转机械特性n二f(Id)的测定。(4)电机的正、反转控制特性n=f(Ug)的测定。五、预习题(1)在驱动脉冲形成过程中，为什么要加逻辑延时(死区)，延时过长会影响那些指标？(2)H桥变换器的单极式工作模式与双极式工作模式相比有哪些特点？(3)加大传速反馈深度会对调速系统哪些指标产生影响？六、实验方法(1)

8、电机在正、反转时II桥开关器件控制波形的观测:按系统原理图1-1连接线路。此吋测速发电机输出暂不接入控制系统屮。电流反馈量电位器调至零，使系统处于开环状态。闭合本调速系统的控制电源，再闭合捉供的直流电源Us。用示波器观测TL494输出的PWM脉冲，通过调节给定电压量调节电位器使输出脉冲占空比为二100%,用万用表测量此时的UC二Ucmax,并记录之。调节Ug