雙閉環(huán)可逆直流脈寬pwm調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 料課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、題目PWM 控制雙閉環(huán)可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)目的和意義（1）、通過對(duì)電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，了解電力電子、自動(dòng)控制原理及電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程所學(xué)內(nèi)容，初步具備設(shè)計(jì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力，為今后從事技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。勵(lì)磁電壓 110V，勵(lì)磁電流 。 動(dòng)態(tài)指標(biāo)， %5??i（5）、空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量 15%n??（6）、給定電壓最大值為177。總體方案簡化圖如圖 1 所示。在啟動(dòng)過程的主要階段，只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不讓電流負(fù)反饋發(fā)揮主要作用，既能控制轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差調(diào)節(jié)，又能控制電流使系統(tǒng)在充分利用電機(jī)過載能力的條件下獲得最佳過渡過程，很好的滿足了生產(chǎn)需求。MGMOTOR DCVT1VT2VD1VD2VT3VT4VD3VD4Ug1Ug2Ug3Ug4Us圖 2 橋式可逆 PWM 變換器電路雙極式控制可逆 PWM 變換器的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓波形如圖 3 所示。 在一個(gè)周期內(nèi)正負(fù)相間，這是雙極式 PWM 變換器的特征，ABsU??AB其電壓、電流波形如圖 2 所示。當(dāng) 時(shí)， 為正，電動(dòng)?~?12???機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng) 時(shí)， 為負(fù)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng) 時(shí)， ，電動(dòng)機(jī)停止。雙極式控制的橋式可逆 PWM 變換器有以下優(yōu)點(diǎn)：1）電流一定連續(xù)。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性分析由于采用了脈寬調(diào)制，電流波形都是連續(xù)的，因而機(jī)械特性關(guān)系式比較簡單，電壓平衡方程如下 .dsiURiLEt??(0)ont?? dsiit()ontT按電壓平衡方程求一個(gè)周期內(nèi)的平均值，即可導(dǎo)出機(jī)械特性方程式，電樞兩端在一個(gè)周期內(nèi)的電壓都是 ，平均電流用 表示，平均轉(zhuǎn)速 ，dsU??dI/enEC?而電樞電感壓降 的平均值在穩(wěn)態(tài)時(shí)應(yīng)為零。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是為零。所以本文選擇方案二作為設(shè)計(jì)的最終方案。如圖 6 為雙閉環(huán)直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。雙極性控制的橋式可逆 PWM變換器有電流一定連續(xù)、可使電動(dòng)機(jī)在四象限運(yùn)行、電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微振電流可消除靜摩擦死區(qū)、低速平穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)。?的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入相同時(shí)間常數(shù)的給定濾波環(huán)節(jié)。在不希望使用大量電容器（在容量為幾千瓦的調(diào)速系統(tǒng)中，電容至少要幾千微法）從而大大增加調(diào)速裝置的體積和重量時(shí)，可以采用由分流電阻 R 和開關(guān)管 VT 組成的泵升電壓限制電路，用 R 來消耗掉部分動(dòng)能。 絕緣柵雙極晶體管的選擇最大工作電流 Imax≈2Us/R=2*122/2=122(A)集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓 ≥(2～3)Us=244～366v）（ CEOBV）（ CEO、調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)和選擇調(diào)節(jié)器工程設(shè)計(jì)方法的基本思路 先選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)滿足所需要的穩(wěn)態(tài)精度。 電流環(huán)的設(shè)計(jì)H 型單極式 PWM 變換器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)，采用寬調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)。 =1000r/min，電樞回IsU????路總電阻 R=2Ω,電流過載倍數(shù) λ=2。13ciml? sT???（3）要求 ，3ciPWMoi??現(xiàn) 。1ciT??. i s??? ?（2）要求 ，32ion?現(xiàn)111 sT ????????可見均能滿足要求。測速反饋電位器 RP2 的選擇 考慮測速發(fā)電機(jī)輸出最高電壓時(shí)，其電流約為額定值的 20%，這樣，測速發(fā)電機(jī)電樞壓降對(duì)檢測信號(hào)的線性度影響較小。圖 12 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖中 和 分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，為了引()ASRW()ACRS出電流反饋，在電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖中必須把電流 顯露出來。圖 15 電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)仿真圖 圖 16 上圖電流波形，下圖轉(zhuǎn)速波形 圖 17 上：給定電流，中：電流轉(zhuǎn)速，下：電流調(diào)節(jié)器輸出從圖 16 可以看出，帶載啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速到達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)間比空載時(shí)長，系統(tǒng)從正轉(zhuǎn)啟動(dòng)
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