雙閉環(huán)控制的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)-文庫吧
2025-06-22 13:22 本頁面
【正文】 電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖示于下圖。圖中標(biāo)出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性，它們是按照電力電子變換器的控制電壓Uc為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運算放大器的倒相作用。圖（2）雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 圖中表出，兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。下圖是本次設(shè)計的實驗原理圖。 圖（3） 雙閉環(huán)控制的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)原理框圖工作原理：給定值Ug與速度反饋量Ufn疊加后經(jīng)速度調(diào)節(jié)器的比例積分調(diào)節(jié)作為電流環(huán)的給定輸入，它與電流反饋量Ufn疊加后經(jīng)電流調(diào)節(jié)器的比例積分調(diào)節(jié)向脈寬調(diào)制器輸出控制電平Uc,脈寬調(diào)制器產(chǎn)生一個頻率不變的矩形脈沖波，其脈沖寬度即占空比將隨Uc值的變化而變化，其占空比可調(diào)范圍為0ρ1。此脈寬調(diào)制脈沖經(jīng)邏輯延時，功放，隔離等處理后，送到開關(guān)器件的柵極。外加直流電源Us經(jīng)H全橋逆變電路輸出一個與占空比ρ相對應(yīng)的調(diào)制電壓，經(jīng)平坡電抗器Ld驅(qū)動直流電動機M，發(fā)電機G則作為電動機的負載，由同軸上的測速發(fā)電機取得速度反饋信號。電流返回信號取自助電路的取樣電阻Rs兩端。2. 脈寬調(diào)制的原理圖及其生成原理PWM變換器的作用是：用PWM調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓系列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速在圖（3）中，脈寬調(diào)制器用于產(chǎn)生一路脈寬調(diào)制脈沖波，它是由專用芯片TL494產(chǎn)生的，其內(nèi)部原理圖如下圖（4）所示。圖（4） TL494的內(nèi)部結(jié)構(gòu)脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的電流電源電壓調(diào)制成頻率一定，寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。在本實驗中，把脈寬調(diào)制器接成如下圖（5）所示。圖（5）中只利用了TL494的一組輸出脈沖。只要控制TL494的輸入端即“1”腳輸入電平，即可以在輸出端“8”腳相應(yīng)的得到占空比可調(diào)節(jié)的脈寬調(diào)制脈沖。圖（5） 脈寬調(diào)制波形發(fā)生器外圍接線圖3. 兩個調(diào)節(jié)器的作用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用：（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速 n 很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實現(xiàn)無靜差。 （2）對負載變化起抗擾作用。 （3）其輸出限幅值決定電機允許的最大電流。電流調(diào)節(jié)器的作用:（1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。（2）對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。（3）在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程。4. H橋逆變電路結(jié)
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