《运动控制系统》实验指导书
注：在此过程中，若电机转速不稳定，可调节各环节的比例、微分、积分参数值。 （四）系统动态波形的观察
用慢扫描示波器观察动态波形。在不同的调节器参数下，观察并勾画出下列动态波形： 1. 突加给定起动时，电动机电枢电流波形和转速波形。 2. 突加额定负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。 3. 突减负载时，电动机电枢电流波形和转速波形。
注：电动机电枢电流波形的观察可通过“FBC+FA”的“2”端，转速波形的观察可通过RTDL05中ASR的第“2”端。 六、实验报告
1. 根据实验数据，列出TL494的各项性能参数、逻辑延时时间、同一桥臂驱动信号死区
时间等。
2. 列出开环机械特性数据和特性曲线，并计算出满足S=0.05时的开环系统调速范围。 3. 根据实验数据，计算出电流反馈系数β与速度反馈系数α。
4. 列出闭环机械特性数据和特性曲线，计算出满足S=0.05时的闭环系统调速范围，并与
开环系统调速范围相比较。
5. 列出闭环控制特性n=f（Ug）数据和特性曲线。 6. 画出下列动态波形
?? 突加给定起动时的电动机电枢电流波形和转速波形，并在图上标出超调量等参数。 ?? 突加与突减负载时的电动机电枢电流波形和转速波形。 7. 对实验中感兴趣现象的分析、实验的收获、体会与改进意见。
8. 预习报告（含原始记录数据）作为实验报告的附件材料（占实验报告成绩50%）。 八、 思考题
PWM变换器在双极性调制时会不会产生电流断续现象？为什么？
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实验三 异步电机变频调速的实验
第一部分：三相SPWM、SVPWM变频调速原理实验 一、实验目的
（1）掌握SPWM、SVPWM的基本原理和实现方法。 （2）熟悉与SPWM、SVPWM控制有关的信号波形。
（3）通过实验观测旋转磁通的轨迹、转速和转向，加深对电机恒磁通运行的认识。 二、实验所需挂件及附件
1 2 3
电力电子实验台 RTDL14-2A 双踪示波器(自备)
三、实验内容
（1）正弦波脉宽调制（SPWM）变频原理实验 （2）空间电压矢量（SVPWM）变频原理实验 （3）观测不同变频模式下的磁通轨迹。 四、实验方法
1、SPWM
（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。
2、SVPWM
（1）接通挂件电源，关闭电机开关，并将调制方式设定在空间电压矢量方式下（将控制部分S、V两端用导线短接，P端悬空），然后打开电源开关。
（2）点动“增速”按键，将频率设定在0.5Hz，用示波器观测SVPWM部分的三相矢
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量信号（在测试点“10、11、12”），三角载波信号（在测试点“14”），PWM信号（在测试点“13”），三相SVPWM调制信号（在测试点“15、16、17”）；再点动“转向”按键，改变转动方向，再观测上述各信号的相位关系的变化。
（3）逐步升高频率，直至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“13”中观测占空比与频率的关系（在V/F函数不变的情况下）。
3、磁通轨迹的观测
（1）接通挂件电源，关闭电机开关，并将设定在SPWM方式下（将S、V、P三端子悬空），然后打开电源开关，将示波器的X、Y输入端分别接磁通轨迹观测的X、Y测试孔，并将示波器置于X-Y方式。点动“增速”键将频率设定在0.5Hz，观察示波器中显示的磁通形状，再点动“转向”按键，改变转向，观察磁通轨迹的变化，再逐渐升高频率，观察磁通轨迹的变化。
（2）设定在电压空间矢量控制方式（用导线短接S、V两端子，P端悬空），重复上述的实验。 五、实验报告
（1）画出与SPWM调制有关信号波形，说明SPWM的基本原理。 （2）分析在0.5Hz~50Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的关系。 （3）分析在50Hz~60Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的关系。 （4）画出与SVPWM调制有关信号波形，说明SVPWM的基本原理。 （5）简述注入“零矢量”的作用。
（6）画出在SPWM控制方式下旋转磁通的轨迹。 （7）画出在空间矢量控制方式下的旋转磁通的轨迹。 （8）对上述轨迹的变化做出分析。
第二部分：三相SPWM、SVPWM变频调速系统实验 一、实验目的
（1）掌握SPWM的调速基本原理和实现方法。 （2）掌握SVPWM的调速基本原理和实现方法。 二、实验所需挂件及附件
1 电力电子实验台
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2 RTDL14-2A+RTDL14-2B 3 RTDJ35（△接法） 4 双踪示波器(自备) 三、实验内容
（1）正弦波脉宽调制（SPWM）变频调速实验 （2）空间电压矢量（SVPWM）变频调速实验
四、实验方法 （预习时应画出本部分的接线图并标注部件名称，应准备数据记录表）
（1）将RTDJ35电机与RTDL14-1或RTDL14-2B逆变输出部分连接，电机接成△形式，关闭电机开关，调制方式设定在SPWM方式下（将S、V、P的三端子都悬空）。打开挂件电源开关，点动“增速”、“减速”和“转向”键，观测挂件工作是否正常，如果工作正常，将运行频率退到零，打开电机开关，增加频率、降低频率以及改变转向观测的电机的转速变化。
（2）将频率退到零，设置为电压空间矢量控制方式（用导线短接S、V两端子，P端悬空），再增加频率、降低频率以及改变转向观测电机的转速变化。在低转速的情况下，观察电机的运行状况，与正弦波脉宽调制下的进行比较。 五、实验报告
1、观察在不同的模式下电机运行状况，并分析原因。
2、预习报告（含原始记录数据）作为实验报告的附件材料（占实验报告成绩50%）。 注：
（1）在频率不等于零的时候，不允许打开电机开关，以免发生危险。 （2）切莫在电机运行中堵转，否则会导致无法修复的后果！
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注意事项
1. 直流电动机工作前，必须先加上直流励磁电压。
2. 接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡可预先把ASR的RP4电位器逆时针旋
转到底，使调节器放大倍数最小，同时ASR的“4”、“5”端接入可调电容（预置7μF）。
3. 测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。
4. 系统开环连接时，单极式控制方式启动时RP1要逆时针转到底，双极式控制方式启动时RP1要调到使“PWM1”、“PWM2”的占空比各为一半。 5. 系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug起动电机。 6. 系统闭环连接时，“极式选择”开关要打在“单极式”。 7. 起动电机时，要空载起动。
8. 改变接线时，实验台必须处于“停止”状态，同时使系统的给定为零。
9. 双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两个探头地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短接事故。
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