摘要:爲了提(ti)高勵磁頻率和減(jiǎn)少發熱，使電磁流(liú)量計 能夠更好地(di)用于漿液流量測(cè)量和灌裝流量測(cè)量，并長期穩定、可(kě)靠地工作，研究了(le)基于PWM控制的脈沖(chong)勵磁✨方案，分析其(qí)工作原理，計算各(ge)種參數，研制實🐅際(jì)系統，進行測試和(he)實驗。結果表明，該(gāi)系統能實現更高(gao)的勵磁頻率，産生(shēng)穩定的勵磁電流(liú)，極大地減小了勵(lì)磁系😍統的功耗，能(néng)🌈去除微分幹擾對(duì)流量信号測量的(de)影🔴響，水流量檢定(ding)精度優于0.5級。
引言(yan)
　　電磁流量計是基(ji)于電磁感應原理(li)工作的儀表,其中(zhong)的勵㊙️磁系統爲一(yi)次儀表中的勵磁(ci)線圈提供所需的(de)❄️勵磁電流,以形成(cheng)磁⛱️場"。勵磁系統是(shi)該類流量計的重(zhong)要組成部分，也是(shì)功耗最大的部分(fèn)口。當測量通常的(de)💋導電液體時,電磁(cí)流🏃‍♀️量計往往采用(yòng)低頻🤩方波勵磁的(de)方式産生磁場,例(li)如,采用2.5Hz或者5Hz的勵(lì)磁頻率,以便輸🏃🏻‍♂️出(chu)信号有足夠長、穩(wen)定的時間段4.,保證(zhèng)較高的測量精度(du);當測量漿液流量(liàng)或者進行灌裝🆚測(ce)量時,必須采用高(gao)🌈頻勵磁,例如,12.5Hz和25Hz或(huo)者更高頻率，以克(ke)服具有11f特性的漿(jiāng)液噪聲影響和加(jiā)快儀表的✏️響應速(su)度。爲此,人們研究(jiu)了2種高頻勵磁系(xi)統:一種是基于線(xian)性電源工作原理(lǐ)的,即高低壓電源(yuán)切換👌的勵❤️磁系統(tong)[5~]);另外一種是🏃‍♂️基于(yu)開關電源工作原(yuan)理的，即脈沖♍勵磁(ci)系統l8-10]。前一種勵磁(ci)系統的特點是在(zài)勵磁電流穩态♈階(jie)段勵磁電流值不(bu)變,這樣磁場就非(fēi)常穩定,保證了測(ce)量精度",但是,恒流(liú)控制電路的功耗(hao)較大,容易導緻勵(lì)磁系統發熱，影響(xiǎng)🔅使用壽命。後一種(zhǒng)勵磁系統根據開(kāi)關管的開關頻率(lǜ)是否受勵磁線圈(quan)電抗的影響，分爲(wei)基于電流幅值控(kong)制的勵磁系統💁和(hé)基于電流誤差控(kong)制的勵磁系統(又(yòu)稱✂️基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統)。基于(yú)電流幅值控制的(de)勵磁系統采😍用遲(chi)滞比較器來控制(zhì)勵磁電流18.9]。該勵磁(cí)系統依靠遲滞比(bi)較器的上下門限(xian)将勵磁電流🙇‍♀️維持(chí)在一個小範圍内(nei)波動,既保持勵磁(ci)電流在穩🔴态過程(chéng)相對穩定,又使能(néng)量主要消耗在勵(lì)磁線圈上,避免電(dian)⁉️路發熱。但是,這種(zhong)勵磁系統沒有考(kǎo)慮:當勵磁線圈的(de)電抗不同時,勵磁(ci)電流上升的曲線(xian)是不同的,這樣勵(lì)磁電流上🍓升至上(shàng)門限值或者下降(jiang)至下門限值的時(shí)間.就不同,即當勵(lì)磁線圈不同時,勵(li)磁電流波動的頻(pin)率就不同;勵磁電(diàn)流的波♈動會引入(ru)遠大于流量信号(hao)的微分幹擾,影響(xiǎng)👄流量的測量,而波(bō)動的頻率因勵磁(cí)線圈不同而存在(zài)差異,需要逐台對(dui)電磁流量計進行(hang)處理,才能有效地(di)抑制✨勵磁電流波(bo)動的♌影響,這在實(shi)👅際生産中很難實(shí)現。基于PWM(pulsewidthmodulation)控制的勵(lì)磁系統的開關頻(pin)率是固定的9.10。勵磁(cí)🛀🏻電流在穩态階段(duàn)以固定的頻率波(bō)動,不會随勵磁線(xian)圈的不同而變化(huà),使我們可以采用(yòng)相應的處理方法(fa)來消♊除勵磁電⁉️流(liu)波動的影響。.但是(shi),文獻[9,10]沒有披露關(guan)鍵的技術細節,也(ye)沒有給出深人的(de)‼️分析和🚶‍♀️具體的計(jì)算。
　　基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統的工(gōng)作原理和穩流控(kòng)制😘方案,定🍉量🈲計算(suan)其勵.磁頻率、開關(guan)管的開關頻率、勵(lì)磁系統功耗和勵(lì)磁線圈阻抗,并給(gěi)出具體的設計參(cān)數✔️;研制了基于PWM控(kong)制的脈沖勵磁系(xì)統的電磁流量計(ji),進行了實驗驗證(zheng)。
2基于PWM控制的脈沖(chòng)勵磁系統
2.1工作原(yuán)理
　　針對勵磁線圈(quan)是感性負載、流過(guò)其電流不能突變(bian)的特🛀點,PWM控制電路(lu)控制開關管将勵(li)磁電源間斷地施(shī)加在勵磁線圈上(shàng),實現🔞勵磁電流的(de)變化和穩定💋,其工(gong)作原理如圖1所示(shi)。

　　取樣電阻與勵磁(ci)線圈串聯,其上的(de)壓降反映流過勵(lì)磁線圈的電流值(zhí)。PWM控制電路根據勵(lì)磁電流值輸出控(kòng)🌈制信号,由驅動電(diàn)路完成電平轉換(huàn)後導通和關斷開(kai)關管,以控制勵磁(cí)電流。在勵磁電流(liú)上升時,始終導通(tōng)🏃‍♀️開關管,将勵磁電(diàn)壓一直加在勵磁(ci)線圈.上,以加速勵(li)磁電流的上🚩升;在(zai)勵磁電流達到穩(wěn)态值時,控制開關(guan)管頻繁通斷,将勵(lì)磁電源電壓❓以固(gu)☔定的頻率加在勵(li)磁線圈上,維持勵(lì)磁電流的基本穩(wen)定，即以固定的頻(pin)率進行很小幅度(dù)🌍的波動。在勵磁電(dian)流.上升到穩态階(jie)段的過💘程中,加在(zai)勵磁線圈。上的電(dian)壓E和勵磁電流i随(sui)時間t變化的波形(xing)如圖2所示,其中,實(shí)線爲加在勵磁線(xian)圈上的電壓變化(huà)情況,虛線⭕爲勵磁(ci)電流變化情況,Enx表(biǎo)示🔞最大勵磁電壓(ya),1表示勵磁電流的(de)穩态平均值。

　　該勵(li)磁方式的特點是(shi):在勵磁電流穩态(tai)階段,開關管🔴不👨‍❤️‍👨停(ting)👌地通斷,使勵磁電(dian)流做小幅度的穩(wěn)定波動，将勵磁電(dian)壓盡👅可能🌈降在勵(li)磁線圈上,避免勵(li)磁系統發熱,同時(shi),勵磁電流固定的(de)♋波動頻率便于消(xiāo)除其引人的🌈幹擾(rao)。
2.2勵磁頻率
　　基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁系(xì)統可以實現更高(gao)的勵磁頻🏃🏻率💋,以滿(mǎn)足漿液流量測量(liàng)和灌裝流量測量(liàng)。在勵磁的開始階(jiē)段,勵磁電流在勵(li)磁電源的作用下(xià)快速上升至穩态(tai)階段。勵🈲磁電流i與(yu)勵磁🈲線圈上所加(jia)🌐電壓E之間的關系(xì)爲:

　　可見，勵磁電流(liú)值變化量相同,其(qí)所需的時間與勵(li)磁線圈兩端施加(jia)的電壓成反比。所(suo)以，基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統可通(tōng)過提供更高的勵(lì)磁電壓來減小勵(li)磁電流上♊升到穩(wěn)态值的⛷️時間,實現(xian)更高的勵♌磁頻率(lǜ)。勵⭕磁電流的穩态(tai)平均🔅值1。在穩态階(jie)段的時間需至少(shǎo)保持t,以保證電磁(ci)流量計的測量。勵(li)磁電流上升的時(shi)間爲:

　　式中tg爲勵磁(cí)時序的死區時間(jian)。以DN40 電磁流量計 爲(wei)例,基于PWM控制的脈(mo)沖勵磁系統中勵(li)磁電壓爲80V,勵磁電(diàn)流🔞爲240mA,勵磁線圈電(dian)感值爲200mH、電阻值爲(wèi)56Q,則勵磁電💋流上升(shēng)時間t。爲650μs。若電磁流(liú)量計實現準确測(cè)量需要勵磁電流(liú)保持2ms的穩态♻️時間(jian),其勵磁時🈲序的死(sǐ)區時間爲150μs,則該勵(lì)磁系統能實現的(de)最高勵磁頻率可(kě)以達到約178Hz。如果進(jìn)一步提高勵磁電(diàn)源的電壓，.則可以(yǐ)⚽實現更高的勵磁(ci)頻率,而普通勵磁(ci)系統的勵磁頻率(lǜ)僅爲5Hz和6.25Hz。
2.3開關管的(de)開關頻率
　　基于PWM控(kong)制的脈沖勵磁系(xì)統會在電磁流量(liang)計測量時引💃🏻人微(wēi)分幹擾,而微分幹(gàn)擾是由勵磁電流(liú)波動而造🐇成的周(zhou)期信号,其頻率與(yu)開關管的開關頻(pin)率相等,便于采用(yòng)相應的方法來抑(yì)制甚至消除;電磁(cí)📞流量計輸出的流(liu)量信号也是周期(qī)信号,其頻率與⭕勵(li)磁頻率相等。因此(cǐ),可以把開關管的(de)開關頻率控制在(zai)遠遠高于🔅流量信(xin)号頻率的頻段,并(bing)采用硬件低通濾(lǜ)波器對微分幹擾(rao)進行衰減。
電磁流(liu)量計輸出流量信(xin)号頻段主要在200Hz.以(yi)下。爲此:設置硬件(jian)低通濾波器的截(jie)止頻率爲流量信(xin)号頻率的5~10倍,即大(dà)約爲幾千Hz;設置開(kai)關管的開關頻率(lǜ)爲硬件低💯通濾波(bō)🍉器截止頻率的10倍(bei)左右🤞，即大約爲幾(jǐ)十kHz。這樣硬件低通(tong)濾波器不僅可以(yi)消除輸出信号🐕中(zhōng)噪聲的幹擾，還可(ke)以極大地抑制電(diàn)流波動所帶來的(de)微分幹擾☂️。
2.4勵磁功(gōng)耗分析.
　　在基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁系(xi)統中,開關管位于(yu)勵磁電源和勵磁(cí)線圈之間，以維持(chí)勵磁電流的穩定(ding),爲🔞勵磁系統中功(gōng)耗最大的電路單(dan)元。開關管的損耗(hao)主要表現爲導通(tōng)損耗🙇‍♀️和開關損耗(hào)。導通損耗是開✍️關(guān)管在導通狀态下(xià)💰,開關管的導通電(diàn)阻的功率。由于勵(li)磁電流爲數百mA,開(kāi)關管的導通電🥰阻(zu)爲數十mI,所以，開關(guān)管的導🌈通損耗非(fei)常小🈲。開關損耗爲(wei)開關管從導通(關(guan)斷)轉換爲關斷(導(dǎo)通)時的所有損耗(hào)。開關頻率越高,開(kai)關損耗就越大,所(suǒ)以,開關管的開關(guān)損耗反映了勵磁(ci)系統的功耗。當開(kai)關管接勵磁線圈(quān)🚶時,開關損耗爲[12]:

　　式(shì)中:Idmax爲流過開關管(guǎn)的最大電流;tc爲開(kāi)關管由關斷(導通(tōng)㊙️)到導🈲通👌(關斷)的轉(zhuǎn)換時間;f.sw爲開關管(guan)的開關頻率。
以DN40電(dian)磁流量計爲例,基(ji)于PWM控制的脈沖勵(lì)磁系統的勵磁電(diàn)🌈壓爲80V，勵磁電流爲(wèi)240mA,開關管的開關頻(pin)率爲20kHz,開🥵關管開關(guān)的轉換時間爲🌏100ns,則(ze)開關管的開關損(sǔn)耗約爲38.4mW。
2.5勵磁線圈(quān)阻抗
　　合理地設計(jì)勵磁線圈的直流(liú)電阻值和電感值(zhi)，有助于減小勵磁(cí)電流的波動幅值(zhi),使基于PWM控制的脈(mò)✍️沖勵磁系💯統工作(zuò)在最佳狀态。
　　由式(shi)(1)和式(2)可知,當勵磁(ci)電壓固定時,勵磁(ci)電流的變化✍️過程(chéng)取💃決于勵磁線圈(quān)的電感值和直流(liú)電阻值。電感值由(you)勵磁線圈👈的匝數(shu)決定。當勵磁線圈(quan)通人一--定的電流(liú)時,測量管内的磁(cí)場與勵💛磁線圈.的(de)匝數成正比。爲了(le)保證電磁流量計(jì)正常測量所需要(yào)㊙️的磁場強度,勵磁(cí)線圈的匝數一般(ban)不✍️宜變化,此時💜,可(kě)以通過改🔞變勵磁(cí)線圈的線徑來調(diào)整直流🏃‍♂️電阻。
忽略(lue)開關管上的壓降(jiang),那麽,勵磁線圈兩(liang)端的電壓就等于(yú)勵磁電壓:


式中Rmax爲(wèi)勵磁線圈的直流(liú)電阻值的最大值(zhi)。
　　勵磁電流在穩态(tài)階段的波形示意(yi)圖如圖3所示，其中(zhōng)，勵💋磁電流🔞穩态階(jiē)段的Is波動周期爲(wèi)Tf，波動幅值爲Ic，設允(yǔn)許勵磁電👨‍❤️‍👨流最🚶‍♀️大(dà)波動幅值爲Imax，則Ic＜Imax。近(jìn)似認爲在穩态階(jiē)段勵磁電流上升(shēng)的斜率是固定值(zhi)，等于勵磁電流在(zài)穩态值處的斜率(lǜ)(圖📞3中a點處的✉️斜率(lü))。由于在勵磁電流(liu)穩态階段，在開關(guān)管的一個開關周(zhou)期内，勵磁電流🔱的(de)變化量爲0，因此，僅(jǐn)研究勵磁電流在(zai)穩态階段的上升(sheng)過程。

　　所以，爲了使(shi)基于PWM控制的脈沖(chong)勵磁系統在設定(ding)的🏃‍♂️開關頻率下正(zhèng)常工作，且勵磁電(dian)流值在穩态階段(duàn)⛹🏻‍♀️的波動幅值小于(yú)Imax，勵磁線🚶‍♀️圈的直流(liú)電阻值需要滿足(zú)式(7)和式(13)所決定的(de)範圍。
　　考慮到勵磁(ci)線圈的直流電阻(zu)值受溫度影響較(jiao)大和電磁流📱量計(jì)的整機功耗，勵磁(cí)線圈的直流電阻(zu)🙇🏻值一般直接取下(xia)限值。以♉DN40電磁流量(liàng)計爲例，勵磁電壓(ya)爲80V，勵磁電流在穩(wen)态階段的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻平均值(zhí)🤟爲240mA，開關管的開關(guān)頻率爲20kHz，勵磁線圈(quān)的電感值爲0.2H，勵磁(ci)電流在穩态階段(duàn)的波動幅值要小(xiǎo)于5mA，勵磁線圈的直(zhi)流電阻‼️值的取值(zhí)範圍爲167Ω至333Ω。通過調(diao)整勵磁線圈的線(xian)徑把直流電阻值(zhí)設置成167Ω，這樣既可(kě)以最大限度地克(ke)服溫升帶來的影(yǐng)響，又⛷️可以使電磁(ci)流量計🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的整機功(gōng)耗最小。
3PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統研制(zhi)
3.1系統框圖
　　研制的(de)基于PWM控制的脈沖(chong)勵磁系統主要由(you)勵磁電源、能♋量回(huí)💰饋電路、勵磁線圈(quān)驅動電路、檢流電(dian)路、邏輯電⛷️路、PWM控制(zhì)電🤩路和勵磁時序(xu)産生電路組成，如(rú)圖4所示。其🌈中，能量(liàng)回饋電路

　　在開關(guān)管關斷時回收勵(lì)磁線圈中的能量(liang)，并在開關管導通(tong)時把收集的能量(liang)回饋給勵磁線圈(quan)，提高能量利用率(lü);勵磁線圈驅動電(diàn)路改變勵磁線圈(quān)中電流的方向，實(shí)現方波❌勵磁，抑制(zhì)電極極化，也維持(chi)勵磁電流穩定，爲(wei)勵磁線圈提供續(xu)流回路;檢流電路(lu)獲取流過勵磁線(xiàn)圈的🍓電流值;邏輯(ji)電路爲勵磁線圈(quan)驅動電路提供控(kòng)制信号✍️;PWM控制電路(lu)維持流過勵磁線(xian)圈🍓的電流值，在電(diàn)流值上升🔴時，産生(sheng)占空比爲1的方波(bo)，加快勵磁電流的(de)上升，在電流值達(da)到穩🌈态值時産生(sheng)頻率固定、占空比(bi)自可調的PWM波形，以(yi)在🐉勵磁線圈中産(chan)生穩定的電流值(zhí);勵磁時序産生電(diàn)路用來設定電磁(cí)流量計的勵磁頻(pin)率。
3.2勵磁線圈驅動(dong)電路
　　勵磁線圈驅(qu)動電路主要由H橋(qiáo)開關電路和H橋驅(qū)動📐電路組成，如圖(tu)5所示。H橋開關電路(lu)由4個NMOS管組成，受H橋(qiáo)驅動電路控制❌，其(qí)中，Q3和Q4爲控制勵磁(ci)電流穩定的開關(guān)管，實🐅現脈沖勵磁(cí)，Q1和Q2用來改🏃🏻‍♂️變勵磁(ci)電流方向的開關(guan)管;H橋驅動電路主(zhǔ)要由電平轉換電(diàn)路和光耦組成，其(qi)中，P1和P2是光耦，T1和T2是(shì)電平轉換電路。CT_1，CT_2，CT_3和(hé)CT_4分别是🏃‍♀️Q1，Q2，Q3和Q4的控制(zhi)信号;VFB是由單刀雙(shuāng)擲開關S1輸出的檢(jian)📧流電🈚阻上的電壓(ya)信号。在H橋開關電(dian)路的低端和地之(zhī)間接🆚入兩個檢流(liú)電阻，這2個檢流電(dian)阻通💋過開關進行(hang)選擇，以保證在勵(li)磁電流方向🌏切換(huan)時，單刀雙擲開關(guān)輸出的勵磁電🔞流(liu)值總爲正，實現對(dui)勵磁電流的❄️準确(que)控制。

3.3PWM控制電路
　　PWM控(kòng)制電路主要由誤(wu)差放大器和PWM電路(lù)組成，如圖6所🤩示。誤(wu)差放🎯大器對基準(zhǔn)值和電流值進行(háng)比較并放大誤差(cha)。PWM電路根據放大後(hòu)的誤差信号産生(sheng)控制開關管所需(xū)要的信号。PWM控制電(dian)路實時檢測勵磁(ci)電流值，并根據勵(li)磁電流的大小輸(shu)出頻率固定、占空(kōng)比自可調的PWM波形(xing)，以在勵磁線圈中(zhong)産生波動較小、穩(wěn)定的電流值。

4性能(néng)測試和檢定實驗(yàn)
　　爲了考核基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁系(xì)統的性能，将其與(yǔ)國内👣某公司生産(chan)的口徑爲40mm的電磁(ci)流量計一次🔞儀表(biao)相配合，測試其能(neng)夠實現的最高勵(li)磁頻率、勵📧磁電流(liú)‼️在穩态🏃🏻‍♂️段的波動(dòng)情況和流量信号(hao)的穩定性，對比不(bú)同勵磁系統的功(gōng)耗☔，進行水流量檢(jian)定實驗。
4.1勵磁頻率(lǜ)測試
　　在80V勵磁電壓(yā)下，做160Hz勵磁頻率的(de)實驗測試。當勵磁(ci)電流爲240mA時🈲，約🌈經0.8ms就(jiu)進入了穩态。而采(cai)用基于高低壓電(dian)源切💁換的勵磁方(fang)式，當高壓爲80V、維持(chí)電流穩定的低壓(yā)爲17V、勵磁電流爲180mA時(shi)，由于電源的切換(huan)導緻勵磁系統需(xu)要從一個工作狀(zhuang)态轉移到另一個(ge)工作狀态🌈，這個轉(zhuǎn)移過程所需要的(de)時間要大于勵磁(ci)電流的上升時間(jiān)，因此，勵磁電流無(wu)法進入穩态。
4.2勵磁(cí)電流和PWM控制電路(lù)輸出電壓測試
　　分(fen)别用示波器的普(pǔ)通探頭和電流探(tàn)頭測試PWM控制電路(lu)輸出的信号和流(liu)過勵磁線圈的電(diàn)流值。測試結果表(biao)明:在勵磁電流上(shàng)升時，PWM控制電路輸(shu)出占空比爲1的信(xin)号;在💛勵磁電流進(jìn)入穩态時，發出頻(pín)率固定的脈沖🈲控(kòng)制信号。在勵磁電(diàn)流穩态段，開關管(guǎn)的頻率約爲20kHz。勵♋磁(ci)電流經過截止頻(pin)率爲2kHz的四階巴特(tè)💃🏻沃斯濾波後，在穩(wen)态段的最大波動(dòng)值僅約爲3.7mA，比較🔴穩(wěn)定。
4.3基于PWM控制的脈(mo)沖勵磁系統功耗(hào)測試
　　由于勵磁電(dian)源輸入的功率主(zhu)要由基于PWM控制的(de)脈沖勵磁系統和(he)勵磁線圈承擔，所(suo)以，隻要測出勵磁(ci)電源的輸入功率(lü)和勵磁線圈的功(gōng)率，就可以得到基(jī)于PWM控制的脈沖勵(lì)磁系統的功率。根(gen)據勵磁電源的輸(shū)入電壓和輸入電(dian)流可以計算出輸(shu)入功率，根據勵磁(ci)電流⁉️和勵磁線圈(quan)的等效直流電阻(zu)可以計算出勵磁(ci)線圈的功率。基于(yú)高低壓電源切換(huàn)💜勵磁系統的功率(lǜ)計算方法相同。
勵(li)磁頻率設爲12.5Hz、所配(pei)DN40一次儀表的勵磁(ci)線圈直流電阻爲(wei)56Ω時，比較基于高低(dī)壓電源切換的勵(lì)磁系統與基于PWM控(kong)制😍的脈沖勵磁系(xì)統的功耗。基于高(gāo)低壓電源切換勵(lì)磁系統所用🤩的勵(lì)磁電源的高壓爲(wèi)80V，相應🙇🏻的輸入電流(liú)爲12mA;低壓爲24V，相應的(de)🈲輸入電流爲176.8mA。根據(jù)一個勵磁周期内(nei)高壓和低壓各自(zi)工作的時間，計算(suàn)👣出勵磁電源🐅輸入(rù)功率約爲5.20W。流過勵(li)磁線圈的勵磁電(dian)流爲178mA，根據勵磁線(xiàn)圈的直流電阻，計(ji)算出勵磁線圈消(xiao)耗的功率約爲1.77W。因(yīn)此，得出勵磁系統(tong)👣承擔的功率約爲(wei)3.43W。基于PWM控制的脈☔沖(chong)勵磁系統的勵磁(ci)電壓爲76V，輸入電流(liú)爲66.7mA，勵磁電流爲🤞240mA，所(suo)以，勵磁電源輸入(rù)功率約爲5.07W，勵磁線(xiàn)圈消耗的功率約(yue)爲3.23W，消耗在該勵磁(cí)系💯統上🚩的功率約(yue)爲1.84W。
　　可見，基于PWM控制(zhì)的脈沖勵磁系統(tǒng)的勵磁電流比基(jī)🧡于💃高低壓電源切(qie)換勵磁系統的大(da)了34.83%，而前者承擔的(de)功率僅爲後者的(de)53.64%。這說明基于PWM控制(zhì)的脈沖勵磁系統(tǒng)消耗的功率主要(yào)♌集中在一次儀表(biao)的勵磁線圈，所以(yǐ)，可🤟有效地解決勵(lì)磁系❤️統的發熱問(wen)題。
4.4水流量檢定實(shí)驗
　　基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統可以(yi)實現更高的勵磁(ci)頻率，有效地抑制(zhì)漿液噪聲，但是，能(neng)否保證水流量測(ce)量的精度和穩定(ding)性，需👄要實驗驗證(zheng)。爲此，利用精度等(deng)級爲0.2的水流量檢(jian)🏃🏻定裝置🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，采用容積(ji)法，對研制的基于(yu)PWM控制的脈沖勵磁(cí)系統進行水流量(liàng)檢定實驗。水流量(liàng)檢定的最小流速(su)爲0.49m/s，最大流速爲7.13m/s，共(gòng)檢定了12個流量點(diǎn)，每點重複檢定3次(cì)🔞。實驗結果表明:最(zui)大測量誤差♻️小于(yú)0.34%，重複性誤🔅差小于(yu)0.04%，精度優于0.5級。
5結論(lun)
(1)設計了基于PWM控制(zhì)的脈沖勵磁系統(tǒng)方案，分析了工作(zuo)原理⛱️，計算了勵磁(ci)頻率、勵磁電流穩(wen)态階段的調制頻(pín)率、勵磁功😄耗和阻(zu)抗✨。
(2)研制基于PWM控制(zhi)的脈沖勵磁系統(tǒng)，實現了更高的勵(lì)磁頻🔅率。當🚩勵磁供(gong)電電源升高至80V時(shi)，勵磁電流進入穩(wen)态的時間僅💁爲0.8ms，可(kě)以實現160Hz的勵磁頻(pin)率。勵磁系統能産(chǎn)生比較穩💘定的勵(li)磁電流值，在勵磁(ci)電流穩定🤟時，勵磁(ci)電流的波動🥰小于(yu)5mA。
(3)基于PWM控制的脈沖(chong)勵磁系統的勵磁(ci)電流更大，而消耗(hao)的功💁率僅爲基于(yu)高低壓電源切換(huan)的53.64%，有效地解決了(le)勵磁系統的發熱(re)問題。
(4)水流量檢定(ding)結果表明，基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁系(xi)統的電⁉️磁流量計(ji)的測量精度優于(yu)0.5級，這說明研制的(de)勵磁系統能爲電(diàn)磁流量計的精度(du)高測量提供保證(zheng)。

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