一、概述
高精度脉宽调速装置是专用于力矩测速机组控制的电源，由PID调节，以PWM脉宽调制控制方式输出，用闭环控制保证了转速的精确稳定。
具有自动接口及自动/手动切换功能，自动时，可通过计算机带接口板或用RS232接口进行控制。备有限位开关接口，方便用户使用于需要电气限位的场合。
二、主要技术性能
1. 控制器主要性能指标
1.1 转速范围：慢速：0转/分—10转/分；快速：0转/分—20转/分
（可按照用户要求调整，不能大于电机转速的70～80%）
1.2 控制输出：30V 10A／48V 5A
1.2 手动调速方式：通过高精度电位器实现无级调速
1.3 自动控制信号：-10V～+10V（需限位时要求有正转反转控制信号），／RS232串口
1.4 电气限位接口：上限、下限各一个
1.5 工作温度：-10℃～45℃
1.6 外形尺寸：80×350×310 mm
2. 调速装置技术要求
3.1 控制器面板部件功能
功能键/开关设置 | 功能 |
自动/手动 （方式选择） | 选择控制器自动或手动工作方式： 手动—控制器自主工作； 自动—控制器接受计算机指令工作 |
正转/反转 | 正转：电机逆时针； 反转：电机顺时针； |
启动 | 启动正转/反转 |
停止 | 终止正转/反转 |
*快速 | 配合“正转/反转"及“启动/停止"工作 |
电源开关 | 控制器加电，断电 |
数码显示 | 3 1/2位转速显示 |
* 在PWM-Ⅱa中没有此项
3.2 手动工作方式
A. 输出正转，停止
B. 输出反转，停止
C. 输出快速正转，停止（在PWM-Ⅱa中没有此项）
D. 输出快速反转，停止（在PWM-Ⅱa中没有此项）
3.4 自动控制方式（控制器从动方式）
可按下面一种情况工作
a. 控制器通过接收计算机指令，按计算机给定动作指令及速度进行工作
b. 控制器通过接收计算机指令，按计算机动作指令正转、反转、停止，速度按手动电位器设定工作
3. 控制面板示意图见图2-1
PWM-IIa PWM-IIb
图2-1 控制面板示意图
三、工作原理简介
1. 原理方框图
原理方框图如图3.1所示
图3.1 原理方框图
2. 工作原理简介
2.1 系统组成
系统由直流力矩测速机组、PWM控制装置组成。
电机采用LCX系列稀土永磁直流力矩测速机组，它具有转速低，扭矩大，响应速度快及测速线性优良的特点。
PWM控制装置采用传统的PID调节电路，输出采用脉宽调制方式。控制装置装在具有操作单元及转速显示的机箱内。
2.2 工作原理
如原理方框图所示，PID调节单元、PWM输出单元及力矩测速机组接为负反馈闭环控制系统，正转/反转二种工作方式经选择后，启动命令送设定信号至自动/手动选择单元，手动时，信号送至PID调节单元。自动/手动信号来自按键或是计算机。在PID中，测速信号与设定信号进行比较，如果转速有偏差，则偏差信号经放大改变输出，输出变化后改变电机转速，发电电压跟随设定值变化，使偏差减小并接近于零，转速趋于正常。在高速完成上述过程中，保证了电机转速的精确。
正转/反转、快速工作方式的控制及选择，自动手动的切换，按键控制及联锁功能的实现，由一个专门的单片机来完成。
四. 使用说明
1. 安装
1.1 电源
控制器电源为220V 50Hz，电源插座上的保险丝 3A
1.2 控制器与电机的连接
控制器力矩输出接电机力矩端子，控制器测速输入接电机测速端子。
控制器背面布置及端子接线见图4.1。
图中的限位开关用常闭接点，如供货时提出不用，在内部电路板上已短接。
图4.1 控制器背面布置及端子接线图
1.3 试机
检查接线无误后，将速度控制旋钮调至零，打开电源开关。如果接线形成正反馈，电机以不确定的方向飞转，这种情况下，立即关闭电源开关，调换测速的两根连接线后，重新开机，系统既可正常工作。这时数码管指示为零，轻轻旋动速度调节旋钮，这可以观察到电机开始慢速转动，数码管指示转动方向及速度。如果电机转动方向与要求相反，则先关闭电源，将力矩两根线的连接调换完成后，再调换好测速的两根连接线，工作方向即可正常。
2. 按钮操作说明
2.1 初始状态
开机时,装置进入初始状态。初始状态时，工作状态为手动停止，方向为正转。
2.2 手动状态
手动状态下，正转/反转可选择其中任意一种状态。工作状态可由按键上方的指示灯指示。
A. 手动正转
由初始状态，按下“正转"键后，正转指示灯亮，再按“启动"键，启动指示灯亮，这时工作在手动正转状态。
按“停止"键后，停止指示灯亮，返回初始状态。
B. 手动反转
由初始状态按“反转"键，反转指示灯亮，再按“启动"键，运行指示灯亮，这时工作在手动反转状态。
C. 在手动反转状态时，可按“正转"键直接进入手动正转。
在手动正转状态时，可按“反转"键直接进入手动反转。
D. 快速手动正转及快速手动反转
由初始状态按下“快速"键后，快速指示灯亮，进入快速工作状态。操作方法与手动正转和手动反转相同。完成工作后，再按“快速"键，快速指示灯灭，即可回到初始状态。
2.3 自动状态
自动状态的工作取决于送来的信号，手动不起作用。
3. 按键联锁功能说明
如果对按键错误操作，控制器无反应，这个功能是由联锁功能保证的。
A. 手动状态下，正转、反转可任选其一，都可进行启停操作；
C. 自动状态下，除手动键外，其余键均不起作用；
E. 手动启动后，不能进入自动状态。如需进入，先停止手动，再转换到自动
4. 调试方法
4.1 零点调整
控制装置PG板可调整零点、比例、微分和积分。
调整电位器位置如图4.2。
4.2 调试方法
A. PID参数出厂时基本调好，用户使用时只需微调，方法见常见故障及排除方法一节。
B. 转速范围及快速范围调节参见图4.2
下面举例说明转速范围调节方法
电机参数，发电0.2V/rpm
转速范围要求：
慢速0-10转/小时
快速0-20转/小时
10转/小时=0.1667转/分,根据发电V=0.2V/rpm，
0.2V/rpm×0.1666=0.03333V
20转/小时=0.3333转/分,根据发电V=0.2V/rpm，
0.2V/rpm×0.3333=0.0667V
PID调好的情况下，才可调整转速范围。
首先应调整快速范围，按下“快速"键，前面板上的转速调整电位器调至，调整机箱内的转速工作范围电位器（见图4.2），使测速电压为0.3333V，调整PG板上的转速显示范围电位器，使数显表指示为19.99。
接着调整慢速范围，前面板上的转速调整电位器仍在位置，调整PG板背面的慢速范围调整电位器，使数显表指示为10.00为止，，调节完成后，重新装好机箱上盖。
图4.2 转速范围及快速范围的调节
五、常见故障及排除方法
1. 飞转
飞转的原因是初次安装（或接线变动）测速回路接反或断线造成。解决方法是测速调换接头或找出断点后恢复。
2. 电机不转
A. 检查接线，未接通或接错
B. 电源未接通或无220V AC，保险丝断
C. 电机出现死点
D. 操作不正确，如速度调节电位器在零位，自动∕手动位置不正确。
E. 控制器故障，这种情况需要专门技术人员解决。
3. 转速不稳
系统PID中P参数偏小。
解决方法：增大P参数，出现震荡后，再稍减小P参数即可。
4. 电机震荡
系统PID某参数调节接近临界点或过大。
解决方法：减小P参数或调节D参数。
调节I参数
5. 同一设定值时，正反转速度相差偏大
原因：零点不准，解决方法见下条。
6. 零点不准
解决方法：调整零点电位器。
调整方法：三个步骤
①. 停转时，用数字表接至力矩输出端，调“停机零点调节"电位器， 使输出最小。②使电机正转，调“正转零点调节"， 使输出最小。③使电机反转，调“反转零点调节"， 使输出最小。
六、使用注意事项
1. 安全须知
测速回路开路或接触不良均会引起电机飞转，用户常有用在高转速的场合，用户使用时，电机所带的负载必须有在飞转或转速较高情况下的保护措施，如电机应固定牢靠，加机械限位、选择较低转速的电机等，并有辅助的安全操作规程，以避免飞转或转速高时，负载甚至是贵重物品损坏，或造成对操作人员的伤害。
2. 避免堵转
带有减速机的情况下，负载堵转时，有可能会损坏负载或减速机构。用户必须防止这种情况的出现，以避免不必要的损失。
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