若水盈盈实验一 直流电机调速系统的数学模型
一、实验目的
1．通过实验掌握直流电机PWM开环调速控制方法。 2．掌握PWM功率放大H桥芯片LMD18200T的应用方法。
3．掌握开关电源PWM控制芯片SG3525A在直流调速系统中的应用。 4．掌握直流调速系统的数字模型的建立方法。
二、实验线路
实验线路如图1所示，所发的元件按图1所示焊接好，检查核对无误后，接上30V电源，在U4的2脚处断开与运放U3的连接，U4的2脚接一10K的电位器，称为PR1（图1中没画），电位器电源电压为5V，电位器的滑动端接U4的2脚，即Uc接电位器PR1的中点，调节该电位器PR1即可改变Uc的大小，实现直流电机的开环速度控制。
图1 实验电路
三、实验内容
1 PWM环节数学模型测定 调节PR使SG3525A的13脚输出的PWM波形占空比为50%，测量SG3525A 2脚的输入电压及PWM环节的输出电压，填入表1。改变PR，按不同的占空比测量2脚的电压和PWM环节输出电压，填入表1。
表1 PWM环节数学模型测试表 空比比 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Vc(2pin) V 2电机参数的测量
1） 电势常数CEΦ的测定 用另一台电动机牵引被测电机运在额定转速，测出电机的电势Ea，则
电势常数：CEΦ=
Ea。 （1） nN302）电机转矩常数CmΦ 转矩常数可由CEΦ求出：Cm??3）飞轮矩GD2的测定 已知电机的运动方程为：
?CE?。 （2）
GD2dnTe?Tl? （3）
375dt电机接可调稳压电源，测速发电机接数字示波器的Y轴输入，调节稳压电源电压使电机运行在额定转速附近，测量此时的空载电流IO。断开电源使电机自由行使，测出电机的下降时间?t(若为指数下降曲线，则按其初始斜率求下降时间?t)，则电机的飞轮矩可由下式求出：
GD2 =
375Cm?Io （4）
?n?t4）电枢电阻的测定 电机电枢接可调稳压电源，卡住电机轴不让转动，调节稳压电源使电机电流为额定电流，测出一组V 1，I1 。电机轴转动一定位置，重复测量得另一组数据，V 2，I2 。
测出4、5组数据。则电枢电阻Ra为： Ra=
R1?R2??Rn （5）
n5）电源内阻的测定 在H桥输出端接电压表，电流表和可调负载电阻，
1调节控制电压UC使PWM电路输出为额定电压的，调节负载电阻使电流为额定
2电流IN，保持控制电压不变，调节负载电阻，使负载约为额定电流的0.8倍，测出电流I1，测出电压为V2，则按下式可算出电源的等效内阻：
Rpwm=
V2?V1 （6） I1?I26）电枢电感的测定 自耦变压器输出与电机联接在如图所示。交流电流应大于额定值，测得电压，电流分别为U和I，则电枢电感La为：
?U????Ra?I? La=
2?f
22 （7）
7）电磁时间常数Tl的确定 电磁时间常数Tl的表达式为： Tl= R：为回路的总电阻
8）机电时间常数Tm的确定 机电时间常数Tm的表达式为：
L （8） RGD2R Tm= （9）
375CeCm?23 开环静差率测量 PWM变换器输出端按上电机，改变控制电压Uc,使电机在额定转速下运行，保持Uc不变，电机带额定负载时，测出电机转速，由下式计算开环静差率。
Sop=
?nN （10） n04 PWM变换器环节的传递函数
1）以Uc为横轴，UM为纵坐标，描出各点。并将各点用直线相连，求出该直线的斜率kPWM=
?UD，即为PWM环节的比例系数。用频率计或示波器测出?UCPWM的频率f，求出周期T。则PWM环节的传递函数可用图2表示：
UC kPWM TS?12UD
图2 PWM变换器环节的传递函数
2）根据测出的控制系统传递函数，画出速度控制系统开环传递函数结构图。
5实验感想
通过实验我们了解了什么？掌握了哪些？
