摘要:爲了提(tí)高勵磁頻率和減(jian)少發熱，使電磁流(liú)量計 能夠更好地(dì)用于漿液流量測(ce)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(hé)實驗。結果表明，該(gāi)系統能實現更高(gāo)的勵磁頻率，産生(sheng)穩定的勵磁電流(liú)，極大地減☎️小了勵(li)磁系統的功耗，能(neng)去除微分幹擾對(duì)流量信号測量的(de)影響，水流量檢定(dìng)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(lǐ)工作的儀表,其中(zhong)的勵磁系統爲一(yī)次儀表中的勵磁(cí)線圈提供所需的(de)勵磁電流,以形成(chéng)磁場"。勵磁系統是(shì)該類流量計的重(zhong)🔴要組成部分，也是(shì)功耗最大的部分(fen)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(li)磁頻率,以便輸出(chu)信号有足夠長、穩(wěn)定的時間段4.,保證(zheng)較高的測量精度(dù);當測量漿液流量(liàng)或者進行灌裝❤️測(ce)量時,必須采用高(gāo)頻勵磁,例如,12.5Hz和25Hz或(huo)者更高頻率，以克(kè)服具有11f特性的漿(jiang)液噪聲影響和加(jiā)快儀表的響應速(sù)度。爲此,人們研究(jiu)了2種高頻勵磁系(xi)統:一種⛷️是基于線(xiàn)性🈲電源工作原理(li)的,即高低壓電源(yuan)切換的勵磁系統(tong)[5~]);另外一種是基于(yu)😄開關電源工作原(yuán)理的，即脈沖勵磁(cí)系統l8-10]。前一種勵磁(cí)系統的特點是在(zài)勵磁電流穩态階(jie)段勵磁電流值不(bú)✍️變,這樣磁場就非(fēi)常穩定,保證了測(ce)量精度",但是,恒流(liu)控制電路的功耗(hào)🐅較大,容易導緻勵(li)磁系統發熱，影響(xiǎng)🌏使用壽命。後一種(zhong)勵磁系統根據開(kai)關管的開關頻率(lǜ)😍是否受勵磁線圈(quan)電抗的影響，分爲(wèi)基于電流幅值控(kòng)制的勵磁系統和(hé)基于電流誤差控(kòng)制的勵磁系統(又(you)稱基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統)。基于(yu)電流幅值控制的(de)🐕勵磁系統采用遲(chí)滞比較器來控制(zhì)勵磁電流18.9]。該勵🐉磁(ci)💘系統依靠遲滞比(bi)較器的上下門限(xian)将⚽勵磁電流維持(chi)在一個小範圍内(nèi)波動,既保持勵🧑🏾‍🤝‍🧑🏼磁(cí)電流在穩🧑🏾‍🤝‍🧑🏼态過程(cheng)相對穩定,又使能(néng)量主要消耗在勵(lì)磁線圈👨‍❤️‍👨上,避免電(diàn)路發熱。但是,這種(zhǒng)勵磁系統沒有考(kǎo)慮:當⭐勵磁線圈的(de)電抗不同時,勵磁(cí)電流上升的曲線(xiàn)是不同的,這樣勵(lì)磁電流上升至上(shang)門限值或者下降(jiang)至下門限值的時(shi)間.就不同,即當勵(li)磁線💜圈不同時,勵(lì)磁電流波動的頻(pin)㊙️率就不同;勵磁💞電(diàn)流的波⭐動會引入(rù)遠大于流量信号(hao)的微分幹擾,影響(xiang)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(duì)電磁流量計進行(háng)處理,才能有效地(di)抑制勵磁電流波(bō)動的影響,這在實(shi)際生産中很難實(shi)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(yong)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(ji)算。
　　基于PWM控制的脈(mo)沖勵磁系統的工(gong)作原理和穩流控(kong)制方案,定量📧計算(suan)其勵.磁頻率、開關(guān)管的開關頻率、勵(lì)磁♋系統功耗和勵(li)磁線圈阻抗,并給(gei)出具體的設計參(can)數;研制了基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁🔴系(xì)統的電磁流量計(jì),進💰行了實驗驗證(zhèng)。
2基于PWM控制的脈沖(chong)勵磁系統
2.1工作原(yuán)理
　　針對勵磁線圈(quān)是感性負載、流過(guò)其電流不能突變(bian)的🌍特點,PWM控制電路(lù)控制開關管将勵(lì)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(cí)線圈串聯,其上的(de)壓降反映流過🔱勵(li)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(dian)路完成電平轉換(huan)後導通和關斷開(kāi)關管,以控制勵磁(ci)電流。在勵磁電流(liu)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(wen)态值時,控制開‼️關(guan)🌈管頻繁通斷,将㊙️勵(li)磁電源電壓以固(gù)定的頻率加在勵(li)磁線圈上,維持勵(li)磁電流的基本穩(wěn)定，即以固定的頻(pin)率進行很小幅度(du)的💋波動。在勵磁電(diàn)流.上升到穩态階(jie)段的過程中,加在(zài)勵磁線圈♊。上的電(diàn)壓E和勵磁📞電流i随(sui)時間t變化的波形(xíng)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(biao)示最大勵磁電壓(yā),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(tài)階段,開關管不停(tíng)👈地通斷,使勵磁電(diàn)流做小幅度的穩(wen)定波動，将勵磁電(diàn)🌂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(xiao)除其引人的幹擾(rǎo)。
2.2勵磁頻率
　　基于PWM控(kong)制的脈沖勵磁系(xi)統可以實現更高(gāo)的勵磁♈頻率,以✉️滿(mǎn)足漿液流量測量(liang)和灌裝流量測量(liang)。在勵🔞磁的開始階(jiē)段,勵磁電流在勵(lì)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(jiā)電壓E之間的關系(xi)爲:

　　可見，勵磁電流(liu)值變化量相同,其(qi)所需的時間與勵(lì)磁線圈兩端施加(jia)的電壓成反比。所(suǒ)以，基于PWM控制的🔆脈(mò)沖勵磁系統可通(tong)過提供更高的勵(lì)磁電壓來減小勵(lì)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(tài)平均值1。在穩态階(jiē)段的時間需至少(shǎo)保持t,以保證電❗磁(ci)流量計的測量。勵(lì)磁電流上升的時(shí)⁉️間爲:

　　式中tg爲勵磁(ci)時序的死區時間(jian)。以DN40 電磁流量計 爲(wèi)例,基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統中勵(lì)磁電壓爲80V,勵磁電(diàn)流爲240mA,勵磁線圈電(diàn)感值爲200mH、電阻值爲(wei)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(ke)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(lü)僅爲5Hz和6.25Hz。
2.3開關管的(de)開關頻率
　　基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁系(xi)統會在電磁流量(liang)計測量時引人微(wei)分幹擾,而微分幹(gan)擾是由勵磁電流(liu)波動而造成的周(zhou)期信号,其頻率與(yǔ)開關管的開關頻(pin)率相等,便于采用(yong)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(qi)信号,其頻率與勵(li)磁頻率相等。因此(ci),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(lü)波器對微分幹擾(rǎo)♍進行衰減❄️。
電磁流(liu)量計輸出流量信(xìn)号頻段主要在200Hz.以(yǐ)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(kāi)關管的開關頻率(lǜ)爲硬件低🌈通濾波(bo)器截止頻率的10倍(bèi)左右，即大約爲幾(ji)十kHz。這樣硬⭕件低通(tong)濾波器不僅可以(yǐ)消除輸出信号🈲中(zhōng)噪聲的幹擾，還可(ke)以極大地抑制電(dian)✨流波動所帶來的(de)微分幹擾。
2.4勵磁功(gong)耗分析.
　　在基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁系(xi)統中,開關管位于(yú)勵磁💋電源和勵磁(ci)👨‍❤️‍👨線圈之間，以維持(chi)勵磁電流的穩定(dìng),爲🤞勵磁系統☔中功(gōng)🥵耗最大的電路單(dan)元。開關管的損耗(hào)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(xia),開關管的導通電(diàn)阻的功率。由于勵(li)磁電流爲數百mA,開(kai)關管的導通電🌈阻(zu)爲數十mI,所🐕以，開關(guān)管的導通損耗非(fēi)常小。開關損耗爲(wei)開🤟關管從導通(關(guān)斷)轉換爲關斷✏️(導(dao)通)時的❤️所有損耗(hào)。開關頻率越高,開(kai)關損耗就越大,所(suo)以,開關管的開關(guan)損耗反映了勵磁(ci)系統的功耗。當㊙️開(kai)關管接勵磁線圈(quan)🌈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(kai)關管由關斷(導❤️通(tong))到導通🍉(關斷)的轉(zhuǎn)換時間;f.sw爲開關管(guǎn)的開關頻率。
以DN40電(diàn)磁流量計爲例,基(jī)于PWM控制的脈沖勵(li)磁系統的勵磁電(diàn)壓爲80V，勵磁電流爲(wei)240mA,開關管的開關頻(pin)率爲20kHz,開關管♉開關(guan)的轉換時間爲100ns,則(ze)開關管的開關損(sun)耗約👣爲38.4mW。
2.5勵磁線圈(quan)阻抗
　　合理地設計(jì)勵磁線圈的直流(liu)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(shì)(1)和式(2)可知,當勵磁(cí)電壓固定時,勵磁(ci)電流的變化過💘程(cheng)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(shù)決定。當勵磁線圈(quān)通人一--定的電流(liú)時,測量管内的磁(ci)🈚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(yao)♋的磁場強度,勵磁(cí)線圈的匝數一般(ban)不‼️宜變化,此時,可(ke)以通過改變勵磁(ci)線圈的線徑來調(diao)整直流電阻。
忽略(luè)開關管上的壓降(jiàng),那麽,勵磁線圈兩(liǎng)端的電壓📞就等于(yú)勵磁電壓:


式中Rmax爲(wèi)勵磁線圈的直流(liu)電阻值的最大值(zhí)。
　　勵磁電流在穩态(tai)階段的波形示意(yi)圖如圖3所示，其中(zhong)，勵磁電流穩态階(jiē)段的Is波動周期爲(wei)Tf，波動幅值爲Ic，設允(yun)☁️許勵磁電流最大(da)波動幅值爲Imax，則Ic＜Imax。近(jin)似認爲在穩态階(jie)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(lü)(圖3中a點處的斜率(lǜ))。由于😍在勵磁電流(liú)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(jin)研究勵磁電流在(zài)穩态階段⭕的上升(sheng)過程。

　　所以，爲了使(shǐ)基于PWM控制的脈沖(chòng)勵磁系統在設定(ding)的開關頻率下正(zhèng)常工作，且勵磁電(diàn)流值在穩态階段(duan)的波🏃動幅♋值小于(yu)Imax，勵磁線圈的直流(liu)電阻值需要滿💯足(zu)式(7)和💋式(13)所決定的(de)範圍。
　　考慮到勵磁(cí)線圈的直流電阻(zǔ)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(zǔ)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(zhi)爲240mA，開關管的開關(guan)頻率爲20kHz，勵磁線圈(quan)的電感值爲0.2H，勵磁(ci)🙇‍♀️電流在穩🐕态階段(duan)的波動幅值要小(xiao)⚽于5mA，勵磁線圈的直(zhí)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(ke)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(gong)耗最小。
3PWM控制的脈(mo)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(chòng)勵磁系統主要由(yóu)勵磁電源📱、能量回(hui)㊙️饋⚽電路、勵磁線圈(quān)驅動電路、檢流電(diàn)路、邏輯電路、PWM控制(zhi)電🌈路和💃勵磁時序(xù)産生電路組成，如(ru)圖4所示。其📐中，能量(liàng)回饋電路

　　在開關(guan)管關斷時回收勵(li)磁線圈中的能量(liàng)，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(lǜ);勵磁線圈驅動電(diàn)路改變勵磁線圈(quan)中電流的方向，實(shi)現方波📞勵磁，抑制(zhì)電極極化，也維持(chí)勵磁電流穩定，爲(wèi)勵磁線圈提供續(xu)流回路;檢流電路(lu)獲取流過❤️勵磁線(xian)圈的🈚電流值;邏輯(jí)電路爲勵磁💘線圈(quān)驅動電⛷️路提供控(kòng)制信号;PWM控制電路(lù)維持流過勵磁線(xiàn)圈的電流值，在電(dian)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(bǐ)自可調的PWM波形，以(yi)在勵磁線圈中産(chǎn)生💜穩定的電流值(zhi);勵磁時序産生電(diàn)路用來設定電磁(ci)流量計的勵磁頻(pín)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(tú)5所示。H橋開關電路(lù)由4個NMOS管組成，受H橋(qiao)驅動電路㊙️控制，其(qi)中，Q3和Q4爲控制勵磁(cí)電流穩定的開關(guan)管，實現脈沖勵磁(ci)，Q1和Q2用來改🏃🏻變勵磁(ci)電流方向的🌏開關(guān)管;H橋驅動電路主(zhǔ)要由電平轉換電(diàn)路和光耦✔️組成，其(qí)中，P1和P2是光耦，T1和T2是(shi)電平轉換電路。CT_1，CT_2，CT_3和(he)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(zhi)間接🍉入兩個檢流(liu)電阻，這2個檢流電(dian)阻通🏃🏻‍♂️過開關進行(hang)選擇，以保證在勵(lì)磁電流方向切換(huàn)時，單刀雙擲開關(guān)輸出的勵磁電流(liú)值總爲正，實現對(dui)勵磁電流的準确(què)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(lu)組成，如圖6所示。誤(wu)⛱️差放大器對基準(zhǔn)值和電流值進行(hang)比較并放大誤差(chà)。PWM電路根據放大後(hòu)的誤差信号産生(shēng)控制開關管所需(xu)要的信号。PWM控制電(diàn)路☎️實時檢測勵磁(ci)電流值，并根據勵(li)磁電流的大小輸(shū)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(neng)測試和檢定實驗(yàn)
　　爲了考核基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁系(xi)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(bu)同勵磁系統的功(gong)耗，進行水流量檢(jiǎn)定實驗。
4.1勵磁頻率(lü)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(cí)電流⚽爲240mA時，約🈲經🥰0.8ms就(jiù)進入了穩态。而采(cai)用基于高低壓電(diàn)源切換的勵磁方(fang)式，當高壓爲80V、維持(chi)電流穩定的低壓(ya)爲17V、勵磁電流爲180mA時(shi)，由于電源🥰的切換(huàn)導緻勵磁系統需(xū)要從一個工作狀(zhuàng)态轉移到另一個(ge)工作狀态，這個轉(zhuan)移過☁️程所需要的(de)🈲時間要大于勵磁(ci)電流的上升時間(jian)，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(fèn)别用示波器的普(pǔ)通探頭和電流探(tan)頭測試PWM控制電路(lù)輸🤞出的信号和流(liú)過勵磁線圈的電(diàn)流值。測試結果🐆表(biao)明💯:在勵🔅磁電流上(shang)升時，PWM控制電路輸(shu)出占空比爲1的❌信(xìn)号;在勵磁電流進(jìn)入穩态時，發出頻(pín)率固定的脈沖控(kong)制信号。在勵磁電(dian)📧流穩态段，開關管(guǎn)的頻率約爲20kHz。勵磁(cí)電流經過😘截止頻(pín)率爲2kHz的四階巴特(te)沃斯濾波後，在穩(wěn)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(hao)測試
　　由于勵磁電(dian)源輸入的功率主(zhǔ)要由基于PWM控制的(de)脈沖勵磁系統和(hé)勵磁線圈承擔，所(suo)以，隻要測出勵磁(ci)電源的輸入功💰率(lǜ)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(gēn)據勵磁電源的輸(shu)入電壓和輸入電(diàn)流可以計算出輸(shū)入功率，根👈據勵磁(cí)電流和勵磁線圈(quān)✨的等效直流電阻(zǔ)可以計🏃🏻‍♂️算出勵磁(ci)線圈的功率。基于(yu)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(pèi)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(di)壓電源切換的勵(li)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(li)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(zì)工作的時間，計算(suan)出勵磁電源輸入(rù)功率約爲5.20W。流過勵(lì)磁線圈的勵磁電(dian)流爲178mA，根👅據勵磁線(xian)圈的直流電阻，計(ji)算出勵磁線圈✉️消(xiāo)耗的功率約爲1.77W。因(yin)此，得出勵磁系統(tong)承擔的功率約爲(wèi)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(xian)圈消耗的功率約(yue)爲3.23W，消耗在該勵磁(ci)系統上的功率約(yuē)爲1.84W。
　　可見，基于PWM控制(zhi)的脈沖勵磁系統(tong)的勵磁電流比基(ji)于💔高低壓❤️電☂️源切(qie)換勵磁系統的大(dà)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(zhi)的脈沖勵磁系統(tǒng)消☂️耗的功率主要(yao)集中在一次儀☀️表(biǎo)的勵磁線圈，所以(yǐ)，可有效地解決勵(li)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(cí)頻率，有💛效地抑制(zhi)漿液噪聲，但是，能(néng)否保證水流量測(cè)量的精度和穩定(dìng)性，需要實驗驗證(zhèng)。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(yú)PWM控制的脈沖勵磁(cí)系統進行水流🌈量(liang)檢定實驗。水流量(liang)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(ci)。實驗結果表明📱:最(zui)大測量誤差小于(yu)0.34%，重✨複性誤差小于(yú)0.04%，精度優于0.5級。
5結論(lùn)
(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(cí)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(tong)，實現了更高的勵(li)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(ke)✉️以實現160Hz的勵磁頻(pin)率。勵磁系統能産(chǎn)生比較穩🔴定的勵(lì)磁電流值，在勵💜磁(cí)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(cí)電流更大，而消耗(hào)✂️的功率僅爲基于(yú)高低壓電源切換(huàn)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(dìng)結果表明，基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁系(xì)統的電磁🍓流量計(ji)的測量精度優于(yú)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(dù)高測量提供保🈚證(zheng)。

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