实验三：双闭环PWM调速系统（谢敬鱼）

简介：
本实验由谢敬鱼设计，旨在通过构建双闭环PWM调速系统，研究电压与电流反馈对直流电机调速性能的影响。参与者将掌握PWM技术及其在电机控制中的应用。 【实验三：双闭环PWM调速系统】 双闭环可逆直流脉宽调速系统是一种广泛应用在中小容量直流传动中的先进调速技术。该系统具备自关断器件，相较于相控系统，它拥有更高的效率和更优的性能。本实验旨在让学生理解和掌握系统的组成、工作原理以及关键组件的功能。 **一、系统组成与工作原理** 1. **双闭环结构**：由速度环和电流环构成，形成速度调节器ASR和电流调节器ACR的双闭环控制系统。这种结构可以确保对速度和电流的精确控制，并提供良好的动态响应性能。 2. **PWM控制器SG3525**：该系统的核心组件是美国硅通用公司的SG3525集成电路，这是一款高性能、多功能单片集成PWM控制器。通过RC移相网络，SG3525可以生成两组互为倒相的脉冲信号来驱动H桥中的MOSFET，并且其频率可以通过充放电时间进行调整。 3. **H型结构主电路**：由四个MOSFET组成的H桥电路可以根据PWM控制器输出的信号改变电机旋转方向和速度。占空比α决定了电机的平均电压和转速。 4. **电流采样与反馈**：在每个MOSFET源极回路中设置取样电阻，通过差动放大器获取电流反馈信号，并将其用于电流环调节以保证电机电流稳定。 5. **保护电路**：系统内设有过流保护机制，在检测到超过设定值的电流时会切断脉冲输出以防止MOSFET受损。 **二、实验内容** 1. **SG3525性能测试**：评估SG3525控制器在不同条件下的表现，包括其占空比范围和频率调节能力。 2. **控制单元调试**：调整控制系统确保脉冲信号的正确生成与传输。 3. **开环及闭环机械特性测试**：测量电机在无反馈（开环）及有反馈（闭环）情况下速度与电枢电流之间的关系。 4. **闭环控制性能验证**：研究电机速度和输入电压间的关系，检验闭环系统的效果。 **三、实验设备** 本实验所需器材包括MCL-Ⅱ主控屏及其配套组件如MCL-10、03模块及MEL-11挂箱等硬件设施，以及用于实际操作与数据采集的电机导轨和其他测量工具。 通过此实验，学生不仅能深入了解双闭环调速系统的结构组成和基本原理，还能掌握SG3525的应用方法，并学会如何调试优化系统性能。此外，在进行电气实验时还需注意安全保护措施以避免设备损坏或人身伤害的发生。