【正文】 別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串級(jí)連接，即以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出作為 PWM 的控制電壓。主電路部分采用了以 GTR 為可控開關(guān)元件、 H 橋電路為功率放大電路所構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)。核心部分是脈沖功率放大器和脈寬調(diào)制器。在應(yīng)用實(shí)例中，磁極旋轉(zhuǎn)，電樞靜止，電樞繞組里的電流換向借助于位置傳感器和電子開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)。開關(guān)電路采用三相橋式接線方式。 圖 2 PWM 控制示意圖 電壓平均值 Uas 可用下式表示： Uas= ton如 圖 3 所示。欲使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，則使控制電壓 kU 為負(fù)即可。 雙極式 PWM 變換器的優(yōu)點(diǎn)： 電流一定連續(xù)； 可使電機(jī)在四象限中運(yùn)行； 電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除正、反向時(shí)的靜摩擦死區(qū)； 低速時(shí)，每個(gè)晶體管的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證晶體管可靠導(dǎo)通； 低速平穩(wěn)性好，低速范圍可達(dá) 20xx0 左右。該芯片內(nèi)有三角波發(fā)生器、偏差信號(hào)放大器、比較器和橋式功放等電路。由 RS 觸發(fā)器、比較器 A4 與 A 500uA 的雙向恒流源和外接電容 CT 組成三角波振蕩器。若改變 偏差放大器輸入的誤差信號(hào)，即可改變其脈寬，也即輸出脈寬與誤差信號(hào)成正比。這種功能可用對(duì) （ 1） +Vs 與 Vs 的差值不能小于 但也不得超過 30V。用不同類別的主開關(guān)其功率驅(qū)動(dòng)電路也不同 ， 本系統(tǒng)采用 GTR 功率晶體管的光電耦合驅(qū)動(dòng)電路。 （ 3） 光電耦合器可起到很好的安全保障作用，即使當(dāng)外部設(shè)備出現(xiàn)故障，甚至輸入信號(hào)線短接時(shí)，也不會(huì)損壞儀表。（ 2）當(dāng)用光電耦合器來隔離輸入輸出通道時(shí)，必須對(duì)所有的信號(hào)全部隔離，使得被隔離的兩邊沒有任何電氣上的聯(lián)系，否則這種隔離是沒有意義的。 UAA4002 可為晶體管提供一個(gè)最大 的正向基極驅(qū)動(dòng)電流，且電路自身的設(shè)計(jì)保證了這一電流值可以通過增加一個(gè)或幾個(gè)外部晶體管加以放大。在晶體管導(dǎo)通過程中， 13 該處理器 監(jiān)控晶體管的集射結(jié)飽和降壓和晶體管的集電極電流，同時(shí)也監(jiān)控本集成塊工作的正負(fù)電源電壓和芯片的工作溫度。 圖 8 UAA4002 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理簡(jiǎn)圖 用于實(shí)現(xiàn) 8A/400V 開關(guān)電源原理接線圖 如圖 9 所示 14 圖 9 UAA4002 應(yīng)用接線圖 橋式 PWM 降壓斬波電路 在圖 10 所示 中，晶體管 V V4 是同時(shí)導(dǎo)通同時(shí)關(guān)斷的， V V3 也是同時(shí)導(dǎo)通同時(shí)關(guān)斷的，但 V與 V V3與 V4 都不允許同時(shí)導(dǎo)通，否則電源 Ud 直通短路。 在 wt=0 時(shí)，二極管 VD6和 VD1開始同時(shí)導(dǎo)通，直流側(cè)電壓等于 Uab；下一次同時(shí)導(dǎo)通的一對(duì)管子是 VD1 和 VD2，直流側(cè)電壓等于 Uac。 電流調(diào)節(jié)器在里面稱作內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器在外 面稱作外環(huán)，這樣就形成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 PI 調(diào)節(jié)器的輸出由兩部分組成，第一部分是比例部分，第二部分是積分部分。 電流調(diào)節(jié)器使電流緊緊跟隨其給定電壓變化，對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用，在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中能夠獲得電動(dòng)機(jī)允許的最大電流 ，從而加快動(dòng)態(tài)過程， 當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié) 如圖 13 所示 利用直流測(cè)速發(fā)電機(jī) 測(cè)量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n，并將其轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓 Uf，與給定電位器的輸出電壓 Ug 進(jìn)行比較，得到的偏差信號(hào)△ U 經(jīng)放大裝置放大后控制電動(dòng)機(jī)的工作電壓 Ud,而電壓 Uf 即代表了系統(tǒng)所要 求的轉(zhuǎn)速。該器件由一個(gè)精確、低偏移的線性霍爾傳感器電路組成，且其銅制的電流路徑靠近晶片。 獨(dú)有的集成屏幕技術(shù)提供的對(duì)電流導(dǎo)體 dV/dt 信號(hào)和雜散電場(chǎng)的高耐受力，確保高端、高電壓應(yīng)用中的低輸出電壓紋波和低偏置漂移。 ? 通過專利放大器和濾波器設(shè)計(jì)工藝實(shí)現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的噪音性能 ? 集成屏蔽可大幅減少因 dV/dt 信號(hào)導(dǎo)致電流導(dǎo)體至晶片的電容耦合，并可防止高端、高電壓應(yīng)用中的偏置漂移。其中 1腳和 3腳中間接入一個(gè)電 容， 2 腳和3腳串聯(lián)電感電容接入電流反饋環(huán)節(jié)的輸入端 ，將反饋回來的電流信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)化輸入進(jìn)行比較計(jì)算繼而輸入到給定信號(hào)端進(jìn)行調(diào)節(jié)， 完成直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。 （ 1） 確定時(shí)間常數(shù) 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) 1 2 2 0 . 0 0 3 7 0 . 0 0 7 4iI T s sK ?? ? ? ? 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)本設(shè)計(jì)初始條件已給，即 ? 轉(zhuǎn)速環(huán)時(shí)間常數(shù) 1 0 . 0 0 7 4 0 . 0 0 2 5 0 . 0 0 9 9n o nIT T s s sK? ? ? ? ? ? 選用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 n n n nn 2n e m n n e m n( 1 ) ( 1 )()( 1 ) ( 1 )RK s K R sWss C T s T s C T s T s?? ? ??? ? ?????? ? ??? (2)計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù) 按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取 5h? ，則 ASR 的超前時(shí)間常數(shù)為 5 s s? ?? ? ? ? 轉(zhuǎn)速開環(huán)增益 22N 2 2 2 2n1 5 1 1 2 2 4 . 42 2 5 0 . 0 0 9 9hK s shT ?????? ? ??? ASR 的比例系數(shù)為 emn n( 1 ) ( 5 1 ) 0 . 2 3 0 . 1 3 2 7 0 . 3 6 5 0 . 7 92 2 5 0 . 5 7 1 . 5 0 . 0 0 9 9h C TK h R T?? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 22 （ 3)計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容 取 0 40Rk??，則 0 40 K R k k? ? ? ? ? ?，取 33k? 30 .0 4 9 5 1 .53 3 1 0nn nC F u FR?? ? ??，取 304 4 0 . 0 0 2 5 0 . 2 54 0 1 0onon TC F u FR ?? ? ??，取 過載倍數(shù) : 21??? IdnI bIdnI m? %8% 0 0 9 5 0 01 3 2 2%))(m a x(2 ?????????????? TTnMNNnZCbC ?? 由上參數(shù)的 ? =%10%，符合要求。通過親身體驗(yàn)做 課程 設(shè)計(jì)的 目的，在于通過理論與實(shí)際的結(jié)合 ， 進(jìn)一步提 高我們 觀察、分析和解決問題的實(shí)際工作能力 。機(jī)械工業(yè)出版社， 25 附錄一 26 總電路圖 致謝 從開始 寫作至論 文最終 定稿， 總共花 費(fèi)了一個(gè) 月以來 所有的 的業(yè)余 時(shí)間，雖說在繁忙的工作之余要完成這樣一篇論文不是一件很輕松的事情，但我內(nèi)心深處卻滿含深深的感激之情。這也對(duì)我今后的生活及工作上積累了一定的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，與實(shí)踐的寶貴財(cái)富，但也有很多缺點(diǎn)，由于理論水平有限，論文中的有些觀點(diǎn)以及制作的產(chǎn)品有一些疏漏與不足，歡迎專家糾正，并給予指導(dǎo)，在此本人至此感謝。 教師評(píng)語(yǔ)與成績(jī) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師簽名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表現(xiàn)成績(jī)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯： 1. 答辯組成員簽名： 2. 答 辯 日 期： 年 月 日 28 3．答 辯 評(píng) 語(yǔ)： 4． 答 辯 成 績(jī)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績(jī)： 。 同時(shí)本篇論文也得到了多位同學(xué)的指導(dǎo)和熱情的幫助，感謝在整個(gè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予幫助的合作伙伴們，我再一次真誠(chéng)地向幫過我的老師和同學(xué)至此感