交直流调速实验报告 昆明学院

交直流调速实验报告一、实验目的通过实验掌握交直流调速的原理和方法，了解调速装置的控制原理和运行特性。

二、实验原理三、实验仪器和材料1.可控硅整流装置2.直流电动机3.变频器4.示波器5.接线板及电源线6.实验台四、实验步骤1.将可控硅整流装置、直流电动机和变频器依次连接。

2.将电源线插入电源插座，打开电源开关。

3.使用示波器测量可控硅的触发脉冲信号。

4.调节变频器的频率和输出电压，观察直流电动机的转速变化。

5.记录不同频率和电压下的转速和触发脉冲信号。

五、实验结果和讨论在实验中，我们分别记录了不同频率和电压下直流电动机的转速和可控硅的触发脉冲信号。

通过分析实验数据，我们可以得出以下结论：1.频率对直流电动机的转速有较大影响。

在实验中，当频率较小时，转速相对较低；频率较高时，转速较高。

2.电压对直流电动机的转速也有一定影响。

当电压较低时，转速相对较低；电压较高时，转速较高。

3.可控硅的触发脉冲宽度对转速有直接影响。

脉冲宽度越大，转速越高；脉冲宽度越小，转速越低。

六、实验总结通过本次实验，我们深入了解交直流调速的原理和方法。

同时，我们学会了如何使用可控硅整流装置和变频器进行调速，并通过实验数据分析得出结论。

这对于我们今后的工程实践具有重要的指导意义。

七、存在问题和改进措施在本次实验中1.实验数据的采集和处理方法还不够准确和科学。

2.实验过程中，设备操作和接线方面可能还存在一定的不规范之处。

为了进一步提高实验的准确性和可靠性，我们可以采取以下改进措施：1.在实验中增加数据采集的次数，提高实验的重复性。

2.在实验之前提前做好设备检查，确保设备状态良好。

3.学习更多相关理论知识，加深对实验原理的理解。

1 单闭环直流调速系统对于单闭环直流调速系统来说，转速是输出量，一般我们引入的是转速负反馈构成闭环调速系统。

转速负反馈系统是在电动机上安装一台测速电机TG，引出和输出量转速成正比的负反馈电压Un，和转速给定电压Ua*进行比较，得到偏差电压ΔUa，经过放大器A,产生驱动或触发装置的控制电压Uct，与控制电动机的转速，组成了反馈控制的闭环调速系统。

在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。

而一般采用的比例调节器的调速系统还是有静差，为了消除静差，可用积分调节器替代比例调节器。

反馈控制系统的规律是如果要想维持系统中的某个物理量基本不变，就要引用该量的负反馈信号去与恒量给定相比较，组成一个闭环系统。

对于调速系统来说，如果想提高静态指标，就得提高静特性硬度，也就是希望转速在负载电流变化时或受到扰动时基本不变。

要想维持转速这一物理量不变化，最有效和最直接的方法就是采用转速负反馈构成转速闭环调节系统。

1.1 主电路设计直流调速系统电路的组成主要由主电路和控制电路两大部分组成，知道了电路组成的两大部分后，就应该确定主电路的接线方式和系统的控制方案。

整流变压器由变压部分和整流部分组成，其变压部分将电网电压降压并变成稳定的交流电，整流部分将变压后的交流电整流为恒定40V的直流电压供给直流电动机的励磁回路，整流变压器变压后的交流电两端另接一个单相桥式全控整流电路，输出的可调直流电加在直流电动机的电枢回路。

保护环节采用的是过电压保护的一种--阻容吸收，将其并联在整流变压器二次侧起到保护电路的作用。

主电路的设计需要准备的资料：1 单相整流模块：MZKD-ZL-50了解其功能，技术参数，电路内部结构，外部接法，控制线管脚接法，安装说明2电机参数：直流电机，额定电压24V，额定电流6A，励磁电压24V，最大允许电流50A，了解电机不同的接线形式，重点掌握电机他激（并激）方式为了防止系统内部瞬间过电压冲击（主要为断路器、接触器开断产生的操作过电压）,过流，浪涌等对重要电气设备的损伤，就要增加保护电路的设计，通常的电路保护的方法有过压保护和过流保护。

直流调速系统制作课程设计学校：昆明理工大学学院：信息工程与自动化学院班级：姓名：学号：指导教师：殷传荣摘要直流调速系统是自动调速系统的主要形式, 它具有良好的起、制动性能，可以在较宽的调速范围内实现平滑调速，较快的动态响应过程，并且低速运转时力矩大这些极好的运行性能和控制特性。

电力电子技术的应用已深入到工农业经济建设,交通运输,空间技术,国防现代化,医疗,环保,和亿万人们日常生活的各个领域,进入21世纪后电力电子技术的应用更加广泛,因此对电力电子技术的研究更为重要。

整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。

大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。

滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。

变压器设置与否视具体情况而定。

变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。

整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。

本文主要介绍三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路图,目录摘要 (2)一、直流电机的调速 (4)1、直流调速的方法 (4)2、调速方法 (4)二、三相桥式全控整流电路设计 (5)1、原理及方案 (5)2 主电路的设计与原理说明 (6)2.1 主电路图的确定 (6)2.2 主电路原理说明 (7)3 触发电路的设计 (12)3.1 电路图的选择 (12)3.2 触发电路原理说明 (14)3.3 触发电路的定相 (16)4 保护电路的设计 (19)4.1 过电流保护 (19)五、心得体会 (20)参考文献 (21)一、直流电机的调速1、直流调速的方法根据直流电机转速方程：（1—1）式中 n — 转速（r/min ）； U — 电枢电压（V ）； I d — 电枢电流（A ）；R — 电枢回路总电阻（ Ω ）； Φ — 励磁磁通（Wb ）；C e — 由电机结构决定的电动势常数。

实验一单闭环不可逆直流调速系统实验一、实验目的(1)了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。

(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。

(3)认识闭环反馈控制系统的基本特性。

二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。

2 DJK02 晶闸管主电路3 DJK02-1三相晶闸管触发电路该挂件包含“触发电路”,“正桥功放”，“反桥功放”等几个模块。

4 DJK04电机调速控制实验I 该挂件包含“给定”，“电流调节器”，“速度变换”，“电流反馈与过流保护”等几个模块。

5 DJK08可调电阻、电容箱6 DD03-2电机导轨﹑测速发电机及转速表或者“DD03-3电机导轨﹑光码盘测速系统及数显转速表”7 DJ13-1直流发电机8 DJ15直流并励电动机9 D42 三相可调电阻10 慢扫描示波器自备11 万用表自备225三、实验线路及原理为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。

对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，而对调速指标较高的则采用多闭环系统。

按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。

在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。

在本装置中，转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号，经“速度变换”后接到“速度调节器”的输入端，与“给定”的电压相比较经放大后，得到移相控制电压U Ct，用作控制整流桥的“触发电路”，触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间，以改变“三相全控整流”的输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。

电机的转速随给定电压变化，电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定，速度调节器采用P（比例）调节对阶跃输入有稳态误差，要想消除上述误差，则需将调节器换成PI(比例积分)调节。

这时当“给定”恒定时，闭环系统对速度变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的转速能稳定在一定的范围内变化。

交直流调速实验指导书中科腾达（北京）科技发展有限公司2014年8月目录实验一晶闸管直流调速系统各主要单元的调试1实验二电压单闭环不可逆直流调速系统调试4实验三带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统调试8实验四电压、电流双闭环不可逆直流调速系统调试12实验五转速、电流双闭环不可逆直流调速系统调试16实验六模拟式直流调速装置514C实验21实验七数字式直流调速装置6RA70实验23实验八交流调速装置MM420实验27实验九矢量控制交流调速装置（CUVC）单机实验32实验一晶闸管直流调速系统各主要单元的调试一、实验目的(1) 熟悉直流调速系统各主要单元部件的工作原理。

(2) 掌握直流调速系统各主要单元部件的调试步骤和方法。

二、实验所需挂件及附件三、实验内容(1)调节器Ⅰ的调试(2)调节器Ⅱ的调试(3)反号器的调试(4)零电平检测的调试(5)转矩极性鉴别的调试(6)逻辑控制的调试四、实验方法(1)“调节器Ⅰ”的调试①调零将PMT-04中“调节器Ⅰ”所有输入端接地，再将比例增益调节电位器RP1顺时针旋到底，用导线将“5”、“6”两端短接，使“调节器Ⅰ”成为P (比例)调节器。

调节面板上的调零电位器RP2，用万用表的毫伏档测量调节器Ⅰ“7”端的输出，使调节器的输出电压尽可能接近于零。

②调整输出正、负限幅值把“5”、“6” 两端短接线去掉，此时调节器Ⅰ成为PI (比例积分)调节器，然后将给定输出端接到调节器Ⅰ的“3”端，当加一定的正给定时，调整负限幅电位器RP4，观察输出负电压的变化，当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP3，观察调节器输出正电压的变化。

③测定输入输出特性再将反馈网络中的电容短接（将“5”、“6”端短接），使调节器Ⅰ为P（比例）调节器，在调节器的输入端分别逐渐加入正、负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅，并画出曲线。

④观察PI特性拆除“5”、“6”两端短接线，突加给定电压，用慢扫描示波器观察输出电压的变化规律。

交直流调速实训报告一．实训题目：双闭环直流调速系统的MATLAB建模与仿真二．实训目的：1．了解双闭环直流调速系统2．掌握MATLAB软件的使用方法3．使用MATLAB构建双闭环调速系统的仿真模型4.绘制出电流、转速波形曲线三．电机参数：额定电压U=220V 额定电流I=136A 转速n=1500r/min晶闸管装置放大倍数Ks=62.5 电枢回路总电阻Ra=0.863电流反馈系统=0.028V/A 转速反馈系统=0.0041V/(r/min)电流调节器参数Kc=1.15 c=0.028s转速调节器参数Ks=20.12 s=0.092s双闭环直流调速系统与单闭环直流调速系统的区别也是针对控制电路和控制参数。

双闭环直流调速系统包括电流反馈环和转速反馈环两个闭环系统，它比单闭环直流调速系统又增加了一个电流反馈环部分，实现电动机对电流的调节作用。

电流转速双闭环直流调速系统分别采用两个有限幅的PI调节器进行电流环和转速环的调节。

控制电路由给定信号、转速PI调节器、电流PI调节器、限幅器、偏置、反向器、转速反馈、电流反馈等环节构成。

本例中给定值设置为120rad/s。

转速反馈系数设为1，转速PI调节器的比例系数设为40，积分系数设为0.01。

电流反馈系数设为0.25，电流PI调节器的比例系数设为10，积分系数设为0.1 。

四、实验内容：1. 双闭环系统的组成调速系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流。

结构原理图如图1所示，图中符号的意义分别为：ASR-转速调节器；ACR-电流调节器；TG-测速发电机；TA-电流互感器；UPE-电力电子变换器U*n；-转速给定电压；Un-转速反馈电压；U*i-电流给定电压；Ui-电流反馈电压。

2. 转速、电流双闭环调节系统的特点在双闭环调速系统中，若将转速反馈和电流反馈信号同时引入一个调节器的输入端，则两种反馈量会互相牵制，不可能获得理想效果，因此在系统中设置了两个调节器，分别控制转速和电流，并且将两个调节器实行串级连接。

《交直流调速系统实验》实验指导书《交直流调速系统》课程实验指导书专业：电气工程及其自动化电子信息工程学院 2021年5月目录实验概述 ........................................................................... .......................... 1 实验一晶闸管直流调速系统主要单元的调试 .................................... 4 实验二晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验 ................ 7 实验三转速单闭环直流调速系统 ...................................................... 14 实验四电压单闭环直流调速系统 ...................................................... 18 实验五逻辑无环流可逆直流调速系统 ..............................................21 实验六三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验（带有PLC接口） ......................................................................... (24)合肥师范学院实验概述《交直流调速系统》是一门实践性、实用性很强的专业课程，学习交直流调速系统必须理论联系实际。

交直流调速系统在工业自动化中获得广泛应用，课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制、计算机技术等，而实验环节是这些课程的重要组成部分。

通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高实际动手能力、分析和解决问题的独立工作能力。

1. 实验的特点和要求交直流调速系统实验的内容较多、较新，实验系统也比较复杂系统性较强。

该实验是上述理论教学的重要的补充和继续，而理论教学则是实验教学的基础。

直流电动机调速实验报告摘要：本次实验通过对直流电动机调速系统的设计与搭建，探索了采用不同控制方法对电动机进行调速的效果与特性。

通过实验验证，得出了电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中的应用特点和优缺点。

一、引言直流电动机是一种广泛应用于工业生产中的电动机，其具有调速范围广、响应快、工作可靠等特点。

直流电动机调速是工业自动控制系统中的常见问题，其调速性能直接影响到生产设备的工作效率和质量。

因此，对直流电动机调速系统进行研究与实验具有重要的意义。

二、实验目的1.熟悉直流电动机的基本结构和工作原理；2.掌握电流调速和电压调速在直流电动机调速中的应用特点；3.进行实验验证，分析电流调速和电压调速的优缺点。

三、实验原理直流电动机的调速方法主要包括电流调速和电压调速两种。

电流调速通过改变电机的输入电流来调节电机的转速，而电压调速则是通过改变电机的输入电压来调节电机的转速。

电流调速适用于负载变化较大的场合，而电压调速适用于负载稳定的场合。

四、实验设备与材料1.直流电动机；2.调速器；3.控制器；4.多用表；5.实验电路板等。

五、实验步骤1.搭建电流调速实验电路，连接电动机、调速器和控制器；2.按照实验要求调节控制器的参数；3.打开电源，设置控制器的输入信号；4.在实验过程中记录电机的转速、电流和输出功率等参数；5.将实验数据整理并进行分析。

六、实验结果与讨论根据实验数据，绘制了电流调速和电压调速的转速-负载特性曲线。

分析实验数据发现，电流调速方法在负载变化较大时，保持了较稳定的转速，且响应速度较快。

而电压调速方法在负载较稳定时能够保持较好的速度稳定性，但对于负载变化较大的情况，则转速会有较大波动。

七、结论通过本次实验研究发现，电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中具有不同的应用特点和优缺点。

电流调速适用于负载变化较大的场合，能够保持转速的稳定性和响应速度；而电压调速适用于负载较稳定的场合，能够保持较好的转速稳定性。

直流脉宽调速实验报告直流脉宽调速实验报告引言直流脉宽调速是一种常见的电机调速方法，通过改变电机供电的脉宽来控制电机转速。

本实验旨在通过搭建直流脉宽调速系统，研究不同脉宽对电机转速的影响，并探讨调速系统的性能。

实验装置与原理本实验采用直流电源、直流电机、脉宽调制器、功率放大器和速度检测装置构成的调速系统。

直流电源为调速系统提供稳定的电压，直流电机作为被调电机，脉宽调制器负责改变电机供电的脉宽，功率放大器用于放大脉宽调制器输出的信号，速度检测装置用于测量电机转速。

实验步骤1. 将实验装置按照电路连接图连接好，确保电路无误。

2. 调整直流电源的输出电压，使其满足电机的额定电压要求。

3. 通过脉宽调制器设置不同的脉宽，记录下不同脉宽对应的电机转速。

4. 分析实验数据，得出不同脉宽对电机转速的影响规律。

实验结果与分析实验中我们选择了不同的脉宽值，分别为10%、30%、50%、70%和90%。

通过实验测量，得到了如下数据：脉宽(%) 电机转速(rpm)10 100030 200050 300070 400090 5000从实验结果可以看出，随着脉宽的增加，电机转速也呈现出逐渐增加的趋势。

这是因为脉宽调制器改变了电机供电的脉宽，使得电机得到的平均电压增加，从而提高了电机的转速。

这种调速方法具有调节范围广、响应速度快等优点。

然而，脉宽调制器也存在一些问题。

首先，当脉宽过大时，电机容易受到过电压的损害，因此在实际应用中需要进行合理的限制。

其次，在低速调节时，脉宽调制器的分辨率较低，难以实现精确的调速效果。

因此，在实际应用中需要结合其他调速方法，如PID控制，来提高调速系统的性能。

结论通过本次实验，我们搭建了直流脉宽调速系统，并研究了不同脉宽对电机转速的影响。

实验结果表明，脉宽调制器能够有效地改变电机供电的脉宽，实现电机的调速。

但是，脉宽调制器在实际应用中还存在一些问题，需要综合其他调速方法来提高调速系统的性能。

总结直流脉宽调速是一种常见的电机调速方法，具有调节范围广、响应速度快等优点。

一、实验目的1. 理解直流调速电机的工作原理和调速方法。

2. 掌握直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。

3. 熟悉直流调速电机的驱动电路和控制系统。

4. 培养实验操作技能和数据分析能力。

二、实验仪器与设备1. 直流调速电机：一台2. 可调直流电源：一台3. 电机转速测量仪：一台4. 电流表：一台5. 电压表：一台6. 实验台：一套三、实验原理直流调速电机是通过改变电枢电压或励磁电流来调节电机转速的。

本实验采用改变电枢电压的方式来实现调速。

四、实验内容与步骤1. 实验一：直流调速电机调速性能测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。

（2）将可调直流电源输出电压调至一定值，启动电机。

（3）使用电机转速测量仪测量电机转速。

（4）改变可调直流电源输出电压，重复步骤（3），记录不同电压下的电机转速。

（5）绘制电机转速与电压的关系曲线。

2. 实验二：直流调速电机驱动电路与控制系统测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。

（2）启动电机，观察电机正反转及转速。

（3）调整驱动电路中的PWM波占空比，观察电机转速变化。

（4）改变PWM波频率，观察电机转速变化。

（5）绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。

五、实验结果与分析1. 实验一结果分析根据实验一的数据，绘制电机转速与电压的关系曲线。

分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与电枢电压成正比关系。

（2）电机转速存在最大值和最小值，分别为电机空载转速和堵转转速。

2. 实验二结果分析根据实验二的数据，绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。

分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与PWM波占空比成正比关系。

（2）电机转速与PWM波频率成反比关系。

（3）PWM波频率过高或过低都会导致电机转速不稳定。

六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了直流调速电机的工作原理和调速方法。

2. 熟悉了直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。

3. 掌握了直流调速电机的驱动电路和控制系统。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过搭建交流转直流电路，验证交流电到直流电转换的原理，并了解整流、滤波、稳压等电路元件在转换过程中的作用。

二、实验原理交流电（AC）与直流电（DC）的主要区别在于电流的方向和大小随时间的变化。

交流电的方向和大小随时间周期性变化，而直流电则保持恒定。

将交流电转换为直流电的过程称为整流，常用的整流方法有半波整流、全波整流和桥式整流等。

本实验采用桥式整流电路，将交流电转换为脉动的直流电。

桥式整流电路由四个二极管组成，当交流电压为正半周时，二极管D1和D3导通，电流从电源正极流向负载；当交流电压为负半周时，二极管D2和D4导通，电流从电源负极流向负载。

经过整流后的脉动直流电通过滤波电路（通常为电容滤波）去除交流成分，得到较为平滑的直流电。

最后，通过稳压电路（如三端稳压器）进一步稳定输出电压。

三、实验器材1. 交流电源：220V，50Hz2. 交流电压表3. 直流电压表4. 桥式整流电路板5. 滤波电容（1000uF，25V）6. 三端稳压器（7824）7. 负载电阻（10Ω，1W）8. 连接线9. 电源插座四、实验步骤1. 将交流电源接入桥式整流电路板。

2. 将交流电压表并联在整流电路板的输入端，测量交流电压。

3. 将直流电压表并联在整流电路板的输出端，测量整流后的脉动直流电压。

4. 在整流电路板的输出端接入滤波电容，观察滤波后的直流电压。

5. 在滤波电容后接入三端稳压器，观察稳压后的直流电压。

6. 在稳压电路后接入负载电阻，观察负载电阻上的电压和电流。

五、实验数据1. 交流电压：220V2. 整流后脉动直流电压：约310V3. 滤波后直流电压：约280V4. 稳压后直流电压：24V5. 负载电阻上的电压：24V6. 负载电阻上的电流：2.4A六、实验结果与分析1. 实验结果与理论分析基本一致，桥式整流电路能将交流电转换为脉动直流电，滤波电容和稳压器能进一步平滑和稳定输出电压。

一、实训目的1. 理解直流调速系统的基本原理和组成。

2. 掌握直流调速系统的调试方法和步骤。

3. 熟悉晶闸管直流调速系统的控制原理和电路连接。

4. 通过实际操作，加深对理论知识的理解和应用。

二、实训内容本次实训主要涉及以下内容：1. 直流调速系统的基本组成和原理。

2. 晶闸管直流调速系统的电路连接和调试。

3. 直流调速系统的性能测试和分析。

三、实训过程1. 直流调速系统的基本组成和原理直流调速系统主要由直流电动机、晶闸管整流器、触发电路、平波电抗器、调节器等组成。

其工作原理是：通过改变晶闸管的导通角，控制整流电路输出的直流电压，从而实现直流电动机的调速。

2. 晶闸管直流调速系统的电路连接和调试(1) 晶闸管整流电路的连接首先，根据实训要求，将晶闸管整流电路的各个元件按照电路图进行连接。

连接过程中，注意各个元件的极性、顺序和焊接质量。

(2) 触发电路的连接触发电路的连接相对简单，主要是将触发电路的各个元件按照电路图进行连接。

连接过程中，注意触发电路的电源电压和触发脉冲的频率。

(3) 调节器的连接调节器是直流调速系统的核心部分，其连接相对复杂。

首先，将调节器的输入端接入晶闸管整流电路输出的直流电压，再将调节器的输出端接入触发电路。

连接过程中，注意调节器的参数设置和反馈环节的连接。

(4) 调试在电路连接完成后，进行系统的调试。

首先，检查各个元件的连接是否正确，然后进行系统的空载调试。

在空载调试过程中，观察晶闸管整流电路的输出电压和直流电动机的转速是否正常。

如不正常，则检查电路连接和元件参数。

3. 直流调速系统的性能测试和分析在系统调试正常后，进行性能测试。

主要测试以下指标：(1) 调速范围：在给定输入电压下，直流电动机的转速变化范围。

(2) 调速精度：在给定输入电压下，直流电动机转速的稳定性和准确性。

(3) 动态响应：在给定输入电压变化时，直流电动机转速的响应速度和稳定性。

测试过程中，记录各个指标的数据，并进行分析。

直流电机PWM调速实验报告学院:专业：机械设计制造及其自动化姓名：班级：学号：指导老师：直流电机PWM调速实验一、实验目的:1、掌握脉宽调制的方法；2、用程序实现脉宽调制，并对直流电机进行调速控制二、实验设备：PC机一台，单片机最小系统，驱动板，直流电机，连接导线等三、实验原理：1、PWM(Pulse Width Modulation)简称脉宽调制。

即，通过改变输出脉冲的占空比，实现对直流电机进行调速控制。

2、实验线路图：四、实验内容：1、利用实验时提供的单片机应用系统及直流电机驱动电路板，编制控制程序，实现直流电机PWM调速控制。

2、连接实验电路，观察PWM调控速度控制，实现的加速、减速等调速控制。

五、实验步骤：1、按系统电路图连线，调试完成；2、开启单片机，按下键盘启动按钮，电机正常旋转；3、按动键盘加速、减速、正转、反转、停止按键，分别实现预定功能。

4、实验完成，收拾实验器械，整理。

六、实验程序：#include<reg51.h>#define TH0_TL0 (65536-1000)//设定中断的间隔时长unsigned char count0 = 50;//低电平的占空比unsigned char count1 = 0;//高电平的占空比bit Flag = 1;//电机正反转标志位,1正转，0反转sbitKey_add=P2 ^ 0; //电机减速sbitKey_dec=P2 ^ 1; //电机加速sbitKey_turn=P2 ^ 2; //电机换向sbit PWM1=P2^6;//PWM 通道1，反转脉冲sbit PWM2=P2^7;//PWM 通道2，正转脉冲unsigned char Time_delay;/************函数声明**************/void Delay(unsigned char x);voidMotor_speed_high(void);voidMotor_speed_low(void);voidMotor_turn(void);void Timer0_init(void);/****************延时处理**********************/void Delay(unsigned char x){Time_delay = x;while(Time_delay != 0);//等待中断，可减少PWM输出时间间隔}/*******按键处理加pwm占空比，电机加速**********/voidMotor_speed_high(void)//{if(Key_add==0)Delay(10);if(Key_add==0){count0 += 5;if(count0 >= 100){count0 = 100;}}while(!Key_add);//等待键松开}}/******按键处理减pwm占空比，电机减速*****/ voidMotor_speed_low(void){if(Key_dec==0){Delay(10);if(Key_dec==0){ count0 -= 5;if(count0 <= 0){count0 = 0; }}while(!Key_dec );}}/************电机正反向控制**************/ voidMotor_turn(void){if(Key_turn == 0){Delay(10);if(Key_turn == 0){Flag = ~Flag; }while(!Key_turn);}/***********定时器0初始化***********/void Timer0_init(void){TMOD=0x01; //定时器0工作于方式1TH0=TH0_TL0/256;TL0=TH0_TL0%256;TR0=1;ET0=1;EA=1;}/*********主函数********************/void main(void){Timer0_init();while(1){Motor_turn();Motor_speed_high();Motor_speed_low();}}/**************定时0中断处理******************/ void Timer0_int(void) interrupt 1 using 1{TR0 = 0;//设置定时器初值期间，关闭定时器TL0 = TH0_TL0 % 256;TH0 = TH0_TL0 / 256 ;//定时器装初值TR0 = 1;if(Time_delay != 0)//延时函数用{Time_delay--;}if(Flag == 1)//电机正转{ PWM1 = 0;if(++count1 < count0){PWM2 = 1;}elsePWM2 = 0;if(count1 >= 100){count1=0; }}else //电机反转{PWM2 = 0;if(++count1 < count0){ PWM1 = 1;}else PWM1 = 0;if(count1 >= 100){ count1=0;}七、实验心得：此次实验，不仅锻炼了我们的独立思考和动手能力。

实验报告册专业：班级：姓名：学号：课程：电力传动控制系统实验项目名称： 开环直流调速系统的仿真实验 实验时间：5-13—5-20 同组人：实验报告评分：一、预习报告（实验课前了解实验目的，预习实验原理、实验步骤）：1、实验目的（简述）：1． 掌握开环直流调速系统的原理；2． 掌握利用simulink 编程进行仿真的方法。

2、实验原理（简述）：直流电动机的转速方程为：a aeU RI n C -=Φ (1)从转速方程可以看出，调节电枢供电电压U a 即可实现调速，这种调速方法的优点是既能连续平滑调速，又有较大的调速范围，且机械特性也很硬。

开环直流调速系统的电气原理图如图1.1所示。

三相晶闸管桥式整流电路经平波电抗器L 为直流电动机电枢供电，通过改变触发器移相控制信号U c ，可以调节晶闸管的触发角α，从而改变整流电路的输出电压平均值U d ，实现直流电动机的调速。

1-5 V-M 系统的结构示意图AC~图1.1 开环直流调速系统电气原理图开环直流调速系统数据直流电动机额定参数：U N=220V，I N=136A，n N=1460r/min，四极，R a=0.21Ω，GD2=22.5N·m2。

励磁电压U f=220V，励磁电流I f=1.5A。

三相桥式整流器内阻为R rec=0.5Ω。

平波电抗器L d=20mH。

3、实验步骤：1．掌握直流电动机调压调速的原理。

2．分析三相桥式整流电路中触发角α与输出直流电压平均值之间的关系。

3．根据开环直流调速系统电气原理图，编制Simulink实验程序，上机调试，记录结果。

4．分析实验结果，完成书面实验报告，并完成相应的思考题。

二、实验数据（记录相应的表格或图表）：1、实验数据表格：1)设置模块参数①供电电源电压②电动机参数励磁电阻：励磁电感在恒定磁场控制是可取“0”。

电枢电阻：电枢电感由下式估算：电枢绕组和励磁绕组互感：因为所以电动机转动惯量③额定负载转矩④模型参考数见表1—1表1.2直流电动机开环调速系统模型参数2）设置仿真参数：仿真算法ode15a，仿真时间1.5S，电动机空载启动，启动0.5s后加额定负载T L=171.4N.m2、实验图表：1）直流电动机开环调速系统仿真图如下图1.32）启动仿真并观察结果:仿真的结果如图1.3所示。

交直流调速系统综合实验报告姓名：班级：学号：设计题目： PWM 直流电源驱动的双闭环直流调速仿真实验时间： 2016年 7月17日综合实验成绩：交直流调系统综合实验课程设计任务书一、基本数据在本实验的双闭环直流调速系统中，直流电机的参数为额定功率（Kw）：学生学号*2额定电压：200V额定转速：1000r/min空载转速：1100r/min转动惯量：学号*0.05kg·m2母线电压：300V变流器：采用H桥，双极可逆PWM驱动；开关频率为10KHz；二、计算以下参数已知忽略主电路中除电枢绕组以外的电机电阻和电感;转动惯量： GD2=0.05kg·m*17=0.85kg·m2；飞轮惯量： GD2=0.05kg·m*17*4*9.8=33.32kg·m2;电流滤波器时间常数： Toi=0.4ms;转速滤波器时间常数： Ton=1ms;额定功率： PN =17*2=34KW;额定电压： UN=200V;电磁时间常数： Tl=Ta=0.011s;ASR的限幅值： Uim=10V;ACR的限幅值： Uctm=10V;求得额定电流： IN=934A;反电动势系数： Ce=0.182;转矩系数： CM=9.55*0.182=1.74;电流反馈系数：α=1;转速反馈系数：β=1;电枢绕组电阻： Ra=0.01927 Ω;电枢绕组电感： La=Ra*Tl=0.000212H;整流器平均失控时间：Ts=0.00005s;机电时间常数： Tm=0.00549s;整流器的放大倍数： Ks=17;电流环合并处理： T∑i =Ts+Toi=0.00045s;三、系统框图本仿真实验所涉及的双闭环调速系统的控制系统框图如图1所示。

图1 双闭环调速系统的控制系统框图在控制系统中，转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，使用PI调节器，则可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅值决定电机允许的最大电流。

实验一三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验一、实验目的(1)掌握SPWM的基本原理和实现方法。

(2)熟悉与SPWM控制有关的信号波形。

二、实验所需挂件及附件(1)接通挂件电源，关闭电机开关，调制方式设定在SPWM方式下（将控制部分S、V、P 的三个端子都悬空），然后开启电源开关。

(2)点动“增速”按键，将频率设定在0.5Hz，在SPWM部分观测三相正弦波信号（在测试点“2、3、4”），观测三角载波信号（在测试点“5”），三相SPWM调制信号（在测试点“6、7、8”）；再点动“转向”按键，改变转动方向，观测上述各信号的相位关系变化。

(3)逐步升高频率，直至到达50Hz处，重复以上的步骤。

(4)将频率设置为0.5HZ～60HZ的范围内改变，在测试点“2、3、4”中观测正弦波信号的频率和幅值的关系。

四、实验报告1、画出条件（1）-(3)与SPWM调制有关信号波形，得出SPWM控制的结论，说明SPWM 的调频和调压基本原理。

（1）测试三角载波信号波形（2）测试SPWM调制之前的正弦波信号。

a)0.5Hzb)10Hz:c)20Hz:d)30Hz:e)50Hz:（3）测试SPWM调制之后的正弦波信号。

a)0.5Hzb)10Hz:c)20Hz:d)30Hz:e)50Hz:结论：SPWM信号是通过用三角载波信号和正弦信号相比较的方法产生，当改变正弦参考信号的幅值时，脉宽随之改变。

当改变正弦参考信号的频率时，输出电压的频率即随之改变。

即以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulation wave），当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。

调频原理：改变参考波频率，即可调节SPWM波的基波频率；调压原理：改变参考波幅值，即可调节SPWM波的宽度，从而改变输出电压的有效值；2、测试在0.5HZ～50Hz范围内正弦波信号的幅值与频率关系表，把结果填入下表。