摘要:爲了(le)提高勵磁頻率(lü)和減少發熱，使(shǐ)電磁流量計 能(neng)夠更好地用于(yu)漿液流量測量(liàng)和灌裝流量測(cè)量，并長期穩定(ding)、可靠地工作，研(yan)究了基于PWM控制(zhi)的脈沖🔞勵磁方(fāng)案，分析其工作(zuo)原理，計算各種(zhong)參數，研制實際(ji)系統，進行測🔴試(shi)和實驗。結果表(biao)明，該系統能實(shí)現更高的勵磁(ci)頻率，産♻️生穩定(ding)的勵磁電流💋，極(jí)大地減💘小了勵(li)磁系統的功耗(hao)，能去除微分幹(gàn)擾對流量信号(hao)測量的影響，水(shuǐ)流量檢定精度(dù)優于0.5級。
引言
　　電(diàn)磁流量計是基(ji)于電磁感應原(yuán)理工作的儀表(biǎo),其💔中🌍的勵💔磁系(xì)⚽統爲一次儀表(biǎo)中的勵磁線圈(quan)提供所需的🥵勵(lì)磁電流,以形成(chéng)磁場"。勵磁系統(tǒng)是該類流量計(jì)的重要組成部(bu)分，也❄️是功耗最(zui)大的部分口。當(dāng)測量通常的導(dao)電液體時,電磁(cí)流量計往往采(cai)用低頻方波勵(li)磁的方式産生(shēng)磁🚶‍♀️場,例如,采用(yong)2.5Hz或者5Hz的勵磁✔️頻(pin)率,以便輸出信(xìn)号有足夠長、穩(wen)定的時間段4.,保(bǎo)證較高的測量(liàng)精度🙇‍♀️;當測量💔漿(jiang)液流量或者進(jìn)行灌裝測🌍量時(shi),必須采用高頻(pin)勵磁,例如,12.5Hz和25Hz或(huo)⛱️者更高頻率，以(yǐ)克服具有11f特性(xing)的漿液噪聲影(ying)響和加快儀表(biao)的響應速度。爲(wèi)此,人們研究了(le)2種高頻勵磁系(xì)統:一種是基于(yú)線性電源工作(zuò)原🥰理的,即高低(dī)壓電源切換✌️的(de)勵磁系統[5~]);另外(wai)一種是基于🔴開(kāi)關電源工作原(yuan)理的，即脈沖🔞勵(li)磁系統l8-10]。前一種(zhǒng)勵磁系統的特(te)點是在勵磁電(diàn)流穩态階段勵(li)磁電流值不🆚變(biàn),這樣磁場🈚就非(fēi)常穩定,保證了(le)測量精度",但♌是(shi),恒流控制電路(lu)的功耗較大,容(rong)易導緻勵磁系(xì)統發熱，影響使(shi)用壽命🐆。後一種(zhong)勵磁系統根據(ju)開關管的開關(guan)頻率是否受勵(lì)磁線圈電抗的(de)影響，分爲基于(yu)電流✊幅值控制(zhì)的勵磁系統和(hé)基于電流誤差(chà)控制的勵磁♌系(xì)統(又稱🈲基于PWM控(kong)制的脈沖勵磁(cí)系統)。基于電流(liú)幅值控制的🍉勵(li)磁系統采用遲(chi)滞比較器來控(kòng)制勵磁電流18.9]。該(gāi)勵磁系統依靠(kao)遲滞比較器的(de)上下門限将勵(lì)磁電流維持🐇在(zai)一個小範圍内(nèi)波動,既保持勵(lì)磁電流在穩态(tai)過程相對穩定(dìng),又使能量主要(yao)消耗在勵磁線(xian)圈🈲上,避免電路(lu)發熱。但是,這種(zhong)勵磁系統沒有(you)考慮:當勵磁線(xiàn)圈的電抗不同(tóng)時,勵磁電流上(shang)升的曲線是不(bu)同的,這樣勵磁(cí)電流上🏃‍♀️升至💜上(shang)門限值或者下(xià)降至下門限值(zhi)的時🤞間.就不同(tong),即當勵磁線圈(quān)不同時,勵磁電(diàn)流波動的頻率(lǜ)就不同;勵磁電(dian)流的波動會引(yǐn)入遠大于流量(liàng)信号的微分幹(gàn)擾,影響🏃🏻‍♂️流量的(de)測量,而波動的(de)頻率因勵磁👣線(xian)圈不同而存在(zai)差異,需要逐台(tái)對電磁流量計(ji)進行❄️處理,才能(neng)有效地抑制勵(lì)磁電流波動的(de)影響,這在實際(ji)生産中很難實(shí)現。基于PWM(pulsewidthmodulation)控制的(de)勵磁系統的開(kāi)關頻率是固定(dìng)的9.10。勵磁電流在(zai)穩态階段以固(gu)定的頻率波動(dòng),不會随勵磁線(xiàn)圈的不同而變(biàn)化,使我們可以(yi)采用👌相應的處(chu)理方法來消除(chú)勵磁電流波動(dòng)的影響。.但是,文(wen)獻[9,10]沒有🚩披露關(guan)鍵的技術細節(jiē),也沒有給出深(shen)人的分析和🔞具(ju)體的計算。
　　基于(yu)PWM控制的脈沖勵(lì)磁系統的工作(zuo)原理和穩流控(kong)制方案,定☔量計(ji)算其勵.磁頻率(lǜ)、開關管的開關(guan)頻率、勵磁系統(tong)功耗和勵磁線(xiàn)圈阻抗,并給出(chū)具體的設計參(cān)數;研制了基于(yú)PWM控制的脈沖勵(li)磁⭐系統的電磁(cí)流量計,進🔞行了(le)實驗🏃‍♀️驗證。
2基于(yú)PWM控制的脈沖勵(li)磁系統
2.1工作原(yuán)理
　　針對勵磁線(xian)圈是感性負載(zai)、流過其電流不(bú)能突變的特點(dian),PWM控制電路控制(zhi)開關管将勵磁(ci)電源間斷地♋施(shi)加在勵磁線圈(quān)上🥰,實現勵磁電(dian)流的變化和穩(wen)定,其工作原理(lǐ)如圖1所示。

　　取樣(yàng)電阻與勵磁線(xian)圈串聯,其上的(de)壓降反映流過(guo)勵磁線💁圈的電(diàn)流值。PWM控制電路(lu)根據勵磁電流(liú)值輸出控制信(xin)号,由驅動電路(lù)完成電平轉換(huàn)後導通和關斷(duàn)開關管,以控制(zhi)勵磁電流。在勵(li)磁電流上升時(shí),始終導通開關(guan)管,将勵磁電壓(ya)一直加在🛀勵磁(ci)線圈💛.上,以加速(sù)勵磁電流的上(shang)升;在勵磁電♈流(liú)達到穩态🛀🏻值時(shi),控制開關管頻(pin)繁通斷,将勵磁(ci)電源電壓以固(gù)定的頻率加在(zài)勵磁線圈上,維(wéi)持勵磁電流的(de)基本穩定，即以(yi)固定的頻率進(jìn)行很小幅度的(de)波動。在勵磁電(dian)流.上升到穩态(tài)階段的過程中(zhōng),加在勵磁線圈(quan)👈。上的電壓E和勵(li)磁電流i随時間(jian)t變化的波👉形如(ru)圖2所示,其中,實(shí)線爲加在勵磁(cí)👉線圈上的電壓(ya)變化情況,虛線(xiàn)爲勵磁電流變(biàn)化情況,Enx表示最(zui)大勵磁電壓,1表(biao)🐕示勵磁電流的(de)穩态平均值。

　　該(gāi)勵磁方式的特(tè)點是:在勵磁電(dian)流穩态階段,開(kai)關管不停地通(tong)斷,使勵磁電流(liu)做小幅度的穩(wen)定波動，将勵磁(ci)電壓盡可能降(jiàng)在勵磁線圈上(shàng),避免勵磁系📱統(tǒng)發熱💛,同時,勵磁(cí)電流固定的波(bo)動頻率便于消(xiāo)除其引人的✉️幹(gan)擾。
2.2勵磁頻率
　　基(jī)于PWM控制的脈沖(chòng)勵磁系統可以(yǐ)實現更高的勵(li)磁🔴頻💞率,以滿足(zú)漿液流量測量(liàng)和灌裝流量測(cè)量。在勵磁的開(kai)始階段,勵磁電(dian)流在勵磁電源(yuán)的作用下快♈速(su)上升至穩态階(jie)段。勵磁電流i與(yǔ)勵磁線圈上所(suo)加電壓E之間的(de)關系爲:

　　可見，勵(li)磁電流值變化(hua)量相同,其所需(xū)的時間與勵🧑🏽‍🤝‍🧑🏻磁(ci)線圈兩端施加(jiā)的電壓成反比(bi)。所以，基于PWM控制(zhì)的脈沖勵磁系(xì)統可通過提供(gong)更高的勵磁電(diàn)壓來減♻️小勵磁(ci)電流上升到穩(wěn)态值的時間,實(shi)現更高的勵磁(cí)頻率。勵磁電流(liu)的穩态平均值(zhí)1。在穩态階段的(de)時🍉間需至少保(bao)持t,以保證電🏒磁(ci)流量計的測量(liang)。勵磁電流上升(sheng)的時間🔞爲:

　　式中(zhong)tg爲勵磁時序的(de)死區時間。以DN40 電(dian)磁流量計 爲例(li),基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統中(zhōng)勵磁電壓爲80V,勵(lì)磁電流爲240mA,勵磁(ci)線圈電感值爲(wèi)200mH、電阻值爲56Q,則勵(li)磁電流上升時(shi)間t。爲❄️650μs。若電磁流(liú)量計實現準确(que)測量需要👅勵磁(cí)電流保持🙇🏻2ms的穩(wen)态時間,其勵磁(cí)時🏃序的死區時(shí)🤞間爲150μs,則該勵磁(ci)系統能實現的(de)最高勵磁頻率(lǜ)可以🤩達到約178Hz。如(ru)果進一步提高(gao)勵磁電源的🈲電(diàn)壓，.則可以實現(xian)更高的勵👅磁頻(pín)率,而普通勵磁(ci)系統的勵磁頻(pín)率僅爲5Hz和6.25Hz。
2.3開關(guan)管的開關頻率(lü)
　　基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統會(hui)在電磁流量計(ji)測量時引人微(wēi)分💛幹擾,而微分(fen)幹擾是由勵磁(cí)電流波動而造(zào)成的周期信号(hao),其頻率與開關(guān)管的開關頻率(lǜ)相等,便于采用(yòng)相應的方法來(lai)抑制甚至消除(chú);電磁流量計輸(shū)出的流量信号(hào)也是周期信号(hào),其頻率與😄勵磁(cí)頻率相等。因此(ci),可以把開關管(guǎn)的開關頻率控(kong)制在遠遠高于(yú)流量信号頻率(lü)的頻段,并采用(yòng)硬件低通濾波(bo)器對微🚩分幹擾(rǎo)進行衰減。
電磁(ci)流量計輸出流(liú)量信号頻段主(zhu)要在200Hz.以下。爲此(ci):設🤩置硬件低通(tōng)濾波器的截止(zhǐ)頻率爲流量信(xìn)号頻率的5~10倍,即(ji)大約爲幾千Hz;設(shè)置開關管的開(kai)關頻率爲硬件(jiàn)低♋通濾波器截(jié)止頻率的10倍左(zuo)右❤️，即大約爲幾(jǐ)十kHz。這樣硬件低(dī)通濾波器不僅(jin)🔞可以消除輸出(chu)信号💯中噪聲的(de)幹擾，還可以極(ji)大地抑制電流(liú)波動所帶🔆來的(de)微分幹擾。
2.4勵磁(cí)功耗分析.
　　在基(jī)于PWM控制的脈沖(chong)勵磁系統中,開(kāi)關管位于勵磁(cí)電源和勵磁線(xian)圈之間，以維持(chí)勵磁電流的穩(wěn)定,爲✂️勵磁❗系統(tǒng)⭕中功耗最大的(de)電路單元。開關(guan)管的損耗主要(yao)表📧現爲導通損(sun)耗🌂和開關損耗(hao)。導😄通損耗是開(kai)關管在導通狀(zhuang)态下,開關管的(de)♉導通電阻的功(gōng)率。由于勵磁電(diàn)流爲數百mA,開關(guan)管的導通電💘阻(zǔ)爲數十mI,所以，開(kāi)關管的導通損(sun)耗非常小。開關(guān)損耗爲開關管(guǎn)從導通(關斷)轉(zhuan)換爲關斷📞(導通(tong))時的🌈所有損耗(hao)。開關頻👅率越高(gao),開關損耗♊就越(yue)大,所以,開關管(guan)的開關損耗反(fan)映了勵磁系統(tǒng)的☁️功耗。當開關(guan)管接勵磁線圈(quan)🛀時,開關損耗爲(wei)[12]:

　　式中:Idmax爲流過開(kai)關管的最大電(dian)流;tc爲開關管由(yóu)關斷(導通)到導(dao)通(關斷)的轉換(huàn)時間;f.sw爲開關管(guǎn)的開關頻㊙️率。
以(yi)DN40電磁流量計爲(wèi)例,基于PWM控制的(de)脈沖勵磁系統(tǒng)的勵磁電壓爲(wei)80V，勵磁電流爲240mA,開(kai)關管的開關頻(pín)率爲20kHz,開🔴關管開(kāi)關🌏的轉換時間(jian)爲100ns,則開關管的(de)開關損耗約爲(wei)38.4mW。
2.5勵磁線圈阻抗(kang)
　　合理地設計勵(li)磁線圈的直流(liú)電阻值和電感(gan)值，有助于減小(xiǎo)⛹🏻‍♀️勵磁電流的波(bo)動幅值,使基于(yu)PWM控制的脈沖勵(lì)磁系統工作在(zài)最佳♉狀态。
　　由式(shì)(1)和式(2)可知,當勵(lì)磁電壓固定時(shí),勵磁電流的變(bian)化過程取決于(yu)勵磁線圈的電(dian)感值和直流電(diàn)阻值。電感值由(you)💞勵磁線圈的匝(za)數決定。當勵磁(ci)線圈通人一--定(dìng)的電流時👈,測量(liang)管☀️内的磁場與(yu)勵磁線圈.的匝(zā)數成正比☁️。爲了(le)保證電磁流量(liàng)計正常測量所(suǒ)需要💘的磁場強(qiáng)度,勵磁線圈的(de)匝數一般不宜(yí)變化,此時,可以(yi)通過改變🍉勵磁(cí)線圈的線徑來(lái)調整直流電阻(zǔ)。
忽略開關管上(shang)的壓降,那麽,勵(lì)磁線圈兩端的(de)電壓就等💞于☁️勵(li)磁電壓:


式中Rmax爲(wèi)勵磁線圈的直(zhi)流電阻值的最(zuì)大值。
　　勵磁電流(liú)在穩态階段的(de)波形示意圖如(ru)圖3所示，其中，勵(lì)磁電流穩态階(jiē)段的Is波動周期(qi)爲Tf，波動幅值爲(wei)Ic，設允許勵磁電(dian)流最大波動幅(fú)值爲Imax，則Ic＜Imax。近似認(ren)爲在穩态階段(duàn)勵磁電流上升(sheng)的斜率是固定(dìng)值，等于勵磁電(diàn)流在穩态值處(chù)的斜率(圖3中a點(dian)處的👅斜率)。由于(yu)在勵磁電流穩(wen)态階段，在開關(guan)管的一🥰個開關(guan)周期内，勵磁電(dian)流的變化量爲(wei)0，因此👄，僅研究勵(lì)磁電流在穩态(tai)階段的上升♻️過(guo)程。

　　所以，爲了使(shi)基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統在(zai)設定的⛷️開關⭐頻(pin)率下正常工作(zuo)，且勵磁電流值(zhi)在穩态階段的(de)波動幅值小于(yú)Imax，勵磁線圈的直(zhí)流電阻值需要(yao)滿足式(7)和🔞式(13)所(suǒ)決定的範圍。
　　考(kao)慮到勵磁線圈(quan)的直流電阻值(zhi)受溫度影響較(jiào)大和🐉電磁📱流量(liang)📧計的整機功耗(hào)，勵磁線圈的直(zhí)流電阻值一般(ban)直接取🔴下限🌈值(zhi)。以DN40電磁流量計(ji)爲例，勵磁電壓(yā)爲80V，勵磁電流在(zài)穩态階段的🐪平(ping)均值爲240mA，開關管(guan)的開關頻率爲(wèi)20kHz，勵磁線圈的電(dian)感❗值爲0.2H，勵磁電(diàn)流在穩态階段(duàn)的波🍓動幅值要(yao)小☔于5mA，勵磁線圈(quan)的直流電阻值(zhí)的取值範圍爲(wei)167Ω至333Ω。通過調整❗勵(lì)磁線圈的線徑(jìng)把直流電阻💞值(zhi)設置🧑🏾‍🤝‍🧑🏼成167Ω，這樣🚶‍♀️既(jì)可以最大限度(dù)地克服溫升帶(dài)來的影響，又可(ke)以使電磁流量(liàng)計的整機功耗(hao)最小。
3PWM控制的脈(mo)沖勵磁系統研(yan)制
3.1系統框圖
　　研(yan)制的基于PWM控制(zhi)的脈沖勵磁系(xi)統主要由勵磁(ci)電🌈源、能量回饋(kuì)電路、勵磁線圈(quān)驅動電路、檢流(liú)電路、邏輯電路(lù)、PWM控制電路和勵(lì)磁時序産生電(diàn)路組成，如圖4所(suo)示。其中，能量回(huí)饋電路

　　在開關(guān)管關斷時回收(shōu)勵磁線圈中的(de)能量，并在開♌關(guān)管導通時把收(shou)集的能量回饋(kuì)給勵磁線圈，提(tí)高能量利用率(lǜ);勵磁線圈驅動(dong)電路改變勵磁(cí)線圈中電流的(de)方向，實現方波(bō)勵磁，抑👨‍❤️‍👨制電極(jí)極化，也維持勵(lì)磁電流穩定，爲(wei)勵磁線圈提供(gòng)續流回路;檢流(liú)電路獲取流過(guo)勵磁線圈的電(diàn)流值;邏輯🌈電路(lu)爲勵磁線圈驅(qū)動電路⭕提供控(kong)制信号;PWM控制電(dian)路維持流過勵(lì)磁線圈的電流(liú)值，在電流值上(shang)升時，産生占空(kong)比爲1的方波，加(jiā)快勵磁電流的(de)上升，在電流值(zhí)達到穩态值時(shi)産生頻率固定(dìng)、占空比🙇‍♀️自可調(diào)的PWM波形，以在勵(lì)磁線圈中産生(sheng)穩定的電流值(zhí);勵磁時🎯序産生(sheng)電路用來設定(dìng)電磁流量計的(de)勵磁頻率。
3.2勵磁(ci)線圈驅動電路(lù)
　　勵磁線圈驅動(dòng)電路主要由H橋(qiáo)開關電路和H橋(qiáo)驅動電路組成(chéng)，如圖5所示。H橋開(kāi)關電路由4個NMOS管(guǎn)組成，受H橋驅動(dòng)電路控制，其中(zhōng)，Q3和Q4爲控制勵磁(cí)電流穩定的開(kāi)關管，實🈲現脈沖(chong)🏃🏻勵磁，Q1和Q2用來改(gǎi)變勵磁電流方(fāng)向的✂️開關管;H橋(qiáo)👉驅動電路主要(yào)由電平轉換電(dian)路和光耦🧡組成(cheng)，其中，P1和P2是光耦(ou)，T1和T2是電平轉換(huan)電路。CT_1，CT_2，CT_3和CT_4分别是(shì)🏃Q1，Q2，Q3和Q4的控制信号(hao);VFB是由單刀雙擲(zhi)開關S1輸出的檢(jian)流電阻上的電(diàn)壓信号。在H橋開(kāi)關電路的低端(duan)和地之間接入(ru)兩個檢流電阻(zu)，這2個檢流電阻(zǔ)通🐇過開關進行(háng)選擇，以保證在(zài)勵磁電流方向(xiang)切換時，單刀雙(shuang)擲開關輸出的(de)勵磁電流值總(zǒng)爲正，實現對勵(li)磁電流的😍準确(què)控制。

3.3PWM控制電路(lù)
　　PWM控制電路主要(yào)由誤差放大器(qi)和PWM電路組成，如(rú)圖6所示💃🏻。誤差放(fang)大器對基準值(zhi)和電流值進行(háng)比較并放大誤(wu)差。PWM電路根據放(fang)大後的誤差信(xìn)号産生控制開(kai)關管所💋需要的(de)信号。PWM控制電路(lu)實時檢測勵磁(cí)電流值，并根據(ju)勵磁電流的大(da)小輸出頻率固(gu)定、占空比自可(ke)調的PWM波形，以在(zài)勵磁線圈中産(chǎn)生波動較小、穩(wen)定的電流值📱。

4性(xìng)能測試和檢定(ding)實驗
　　爲了考核(hé)基于PWM控制的脈(mò)沖勵磁系統的(de)性能，将其與國(guo)内💔某公司生産(chǎn)的口徑爲40mm的電(diàn)磁流量計一次(ci)儀表相配🍉合，測(cè)試其能夠實現(xiàn)的最高勵磁頻(pín)率、勵磁電流在(zài)穩态段的波動(dong)情況和流量💁信(xin)号的穩定性，對(duì)比不同勵磁系(xi)統的功耗🈚，進行(hang)水流量檢定實(shi)驗。
4.1勵磁頻率測(ce)試
　　在80V勵磁電壓(ya)下，做160Hz勵磁頻率(lǜ)的實驗測試。當(dāng)勵磁電流爲240mA時(shí)，約經0.8ms就進入了(le)穩态。而采用基(ji)于高低壓電源(yuán)切換的勵磁方(fang)式，當高壓爲80V、維(wei)持電流穩定的(de)低壓爲17V、勵🎯磁電(diàn)流爲180mA時，由于電(diàn)源💁的切換導緻(zhi)勵磁系統需要(yào)從一個工作狀(zhuang)态轉移到另一(yi)個工作狀态，這(zhe)個轉移過程所(suǒ)需要的時間要(yao)大于勵磁電流(liu)的上升時間，因(yin)此，勵磁電流無(wu)法進入穩态。
4.2勵(lì)磁電流和PWM控制(zhì)電路輸出電壓(yā)測試
　　分别用示(shì)波器的普通探(tàn)頭和電流探頭(tou)測試PWM控制電⁉️路(lù)輸出的信号和(he)流過勵磁線圈(quān)的電流值。測試(shì)結果表明:在勵(li)磁電流上升時(shí)，PWM控制電路輸出(chu)占空🔴比爲1的信(xìn)号;在☂️勵磁電♌流(liu)進入穩态時，發(fa)出頻率固定的(de)脈沖控制信号(hao)。在勵磁電流穩(wen)态段，開關管的(de)頻率約爲20kHz。勵磁(cí)電流經過截止(zhǐ)頻率爲2kHz的四階(jiē)巴特沃斯濾波(bo)後，在穩态段的(de)最大🏃🏻‍♂️波動值僅(jǐn)約爲3.7mA，比較穩定(ding)。
4.3基于PWM控制的脈(mo)沖勵磁系統功(gong)耗測試
　　由于勵(li)磁電源輸入的(de)功率主要由基(jī)于PWM控制的脈沖(chòng)勵磁系🤞統和勵(lì)磁線圈承擔，所(suo)以，隻要測出勵(lì)磁電源的輸入(ru)功率和勵磁💞線(xiàn)圈的功率，就可(ke)以得到基于PWM控(kong)制的脈沖勵磁(ci)💜系統的📧功率。根(gēn)據勵磁電源的(de)輸入電壓和輸(shu)入電流可以計(ji)算出輸入功率(lǜ)，根☀️據勵磁電流(liú)和勵磁線圈的(de)等效直流電阻(zu)可以計算出勵(li)磁線圈的功率(lǜ)。基于高低壓電(dian)源切換勵磁系(xi)統的功率計算(suàn)方法相同。
勵磁(ci)頻率設爲12.5Hz、所配(pèi)DN40一次儀表的勵(lì)磁線圈直流電(dian)🚩阻爲56Ω時，比較🐪基(jī)于高低壓電源(yuán)切換的勵磁系(xì)統與🌐基于PWM控制(zhi)⭕的脈沖勵⛱️磁系(xì)統的功耗。基于(yu)高低壓電源切(qie)換勵磁系統所(suo)用的勵磁⭐電源(yuán)的高壓爲80V，相應(ying)的輸入電流爲(wei)12mA;低壓爲24V，相應的(de)輸入電流爲176.8mA。根(gen)據一個勵磁周(zhou)期🔞内高壓和低(di)壓各自工作的(de)時間，計算出勵(li)磁電源輸入功(gong)率約爲5.20W。流⁉️過勵(li)磁線圈的🙇‍♀️勵磁(cí)電流爲178mA，根據勵(lì)磁線圈的直流(liú)電阻，計算出勵(lì)磁線圈消耗的(de)功率約爲1.77W。因此(ci)，得出勵磁系統(tong)💃🏻承擔的功率約(yue)爲3.43W。基于PWM控制的(de)脈沖勵磁系統(tong)的勵磁電壓爲(wei)76V，輸入電流爲66.7mA，勵(lì)磁電流爲240mA，所以(yǐ)，勵磁電源輸入(ru)功率約爲5.07W，勵磁(ci)線圈消耗的功(gōng)♉率約爲3.23W，消耗在(zài)該勵磁系統上(shang)的功率約爲1.84W。
　　可(ke)見，基于PWM控制的(de)脈沖勵磁系統(tǒng)的勵磁電流比(bǐ)基🌐于♈高低壓電(dian)源切換勵磁系(xi)統的大了34.83%，而前(qian)者承擔的功率(lǜ)僅爲後者的53.64%。這(zhè)說明基于PWM控制(zhì)的脈沖勵磁系(xi)統消耗的功率(lü)主要集中在🔴一(yī)次儀表的勵磁(cí)線圈，所以，可有(you)效地解決勵磁(ci)系🛀🏻統的發熱問(wen)題。
4.4水流量檢定(dìng)實驗
　　基于PWM控制(zhi)的脈沖勵磁系(xì)統可以實現更(gèng)高的勵磁頻率(lǜ)，有效地💛抑制漿(jiāng)液噪聲，但是，能(néng)否保證水流量(liang)測量的精✉️度和(hé)💋穩定性，需要實(shi)驗驗證。爲此，利(li)用精度等級爲(wei)0.2的水😘流量檢定(ding)裝置，采用容積(jī)法，對研制的基(jī)于PWM控制的脈沖(chong)勵磁系統進行(háng)水流量檢定實(shí)驗。水流量檢定(ding)的最小流速爲(wei)0.49m/s，最大流速爲7.13m/s，共(gong)檢定🧑🏾‍🤝‍🧑🏼了12個流量(liang)點，每點重複檢(jiǎn)定3次。實驗結果(guǒ)表明:最大測量(liang)誤差小于0.34%，重複(fu)性誤差小于0.04%，精(jīng)度優于0.5級。
5結論(lùn)
(1)設計了基于PWM控(kòng)制的脈沖勵磁(ci)系統方案，分析(xi)了工作💞原理，計(jì)算✊了勵磁頻率(lǜ)、勵磁電流穩态(tai)階段的調制頻(pín)率、勵磁功耗和(he)阻抗🌈。
(2)研制基于(yu)PWM控制的脈沖勵(lì)磁系統，實現了(le)更高的勵磁頻(pin)率。當勵磁供電(dian)電源升高至80V時(shi)，勵磁電流進入(ru)✔️穩态的時間僅(jin)爲0.8ms，可以實現160Hz的(de)勵磁頻率。勵磁(cí)系統能産生比(bi)較穩💋定的勵🧑🏽‍🤝‍🧑🏻磁(ci)電流值，在勵磁(cí)電流穩定時，勵(lì)磁電流的波動(dong)小于5mA。
(3)基于PWM控制(zhi)的脈沖勵磁系(xì)統的勵磁電流(liú)更大，而消耗的(de)🌈功率僅爲基于(yú)高低壓電源切(qie)換的53.64%，有效地解(jie)決了勵磁✍️系統(tong)的發熱問🔞題。
(4)水(shuǐ)流量檢定結果(guo)表明，基于PWM控制(zhì)的脈沖勵磁系(xi)統的電磁流量(liàng)計的測量精度(dù)優于0.5級，這說明(míng)研制的勵磁系(xi)統🤞能爲電磁流(liú)量計的精度高(gāo)測量提供保證(zhèng)。

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