基于pwm控制直流調(diào)速系統(tǒng)設計正文-全文預覽
【正文】 構3系統(tǒng)設計PWM系統(tǒng)的優(yōu)越性 ：2）4） 變頻調(diào)速很快為廣大電動機用戶所接受，成為了一種最受歡迎的調(diào)速方法，在一些中小容量的動態(tài)高性能系統(tǒng)中更是已經(jīng)完全取代了其他調(diào)速方式。閉環(huán)系統(tǒng)：具有抑制干擾能力，對元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)響應特性。同一組中兩個電力晶體管的基極驅動電壓波形相同，即，VT1和VT4同時導通和關斷；，VT2和VT3同時導通和關斷。在時，和為負，VT1和VT4截止；和為正，在電樞電感釋放儲能的作用下，電樞電流經(jīng)二極管VD2和VD3續(xù)流，在VD2和VD3上的正向壓降使VT2和VT3的ce極承受反壓而不能導通，電樞電流沿回路2流通，電動機仍處于電動狀態(tài)。在（）時，和變負，VT2和VT3截止，因電樞電感的作用，電流經(jīng)VD1和VD4續(xù)流，使VT1和VT4的ce極承受反壓，雖然和為正，VT1和VT4也不能導通，電流沿回路4流通，電動機工作在制動狀態(tài)。這里并未反映出“可逆”的作用。因為雙極式可逆PWM變換器電動機電樞兩端的平均電壓為 若仍以來定義PWM電壓的占空比，則雙極式PWM變換器的電壓占空比為。這個交變電流的平均值為零，不產(chǎn)生平均轉矩，徒然增加了電動機的損耗，當然是不利的。過高的泵升電壓會損壞元器件，因此必須采取預防措施，防止過高的泵升電壓出現(xiàn)。 PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路設計 PWM信號發(fā)生器PWM信號發(fā)生器以集成可調(diào)脈寬調(diào)制器SG3525為核心構成，他把產(chǎn)生的電壓信號送給H橋中的四個IGBT。調(diào)節(jié)Ur的大小，在A、B兩端可輸出兩個幅度相等、頻率相等、相位相互錯開180度、占空比可調(diào)的矩形波（即PWM信號）。該電路由基準電壓源、震蕩器、誤差放大器、PWM比較器與鎖存器、分相器、欠壓鎖定輸出驅動級，軟軟啟動及關斷電路等組成，可正常工作的溫度范圍是0700C。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動電路，因此只需要一個外接定時電容。只有軟啟動電容充電至其上的電壓使引腳8處于高電平時，SG3525才開始工作。 外接關斷信號對輸出級和軟啟動電路都起作用。 欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級和軟啟動電路。為了實現(xiàn)轉速和電流兩種負圖17轉速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設置了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉速和電流，二者之間實行串聯(lián)連接。在圖17中，標出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性，它們是按照觸發(fā)器GT的控制電壓為正電壓的情況標出的，而且考慮運算放大器的反相作用。其中PI調(diào)節(jié)器用帶限幅的輸出特性表示，這種PI調(diào)節(jié)器在工作中一般存在飽和和不飽和兩種狀況。圖17 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)結構圖實際上，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在正常運行時，電流調(diào)節(jié)器是不會達到飽和狀態(tài)的，對于靜特性來說，只有轉速調(diào)節(jié)器存在飽和與不飽和兩種情況。由于轉速調(diào)節(jié)器不飽和， ，所以。此時只剩下電流環(huán)起作用，雙閉環(huán)調(diào)系統(tǒng)由轉速無靜差系統(tǒng)變成一個電流無靜差的單閉環(huán)恒流調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由以上分析可知，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負載電流時表現(xiàn)為轉速無靜差，這時ASR起主要調(diào)節(jié)作用。上述關系表明，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作點上，轉速n是由給定電壓和轉速反饋系數(shù)決定的，轉速調(diào)節(jié)器的輸出電壓即電流環(huán)給定電壓是由負載電流和電流反饋系數(shù)決定的，而控制電壓即電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓則同時取決于轉速n和電流，或者說同時取決于和。綜上所述，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用可以歸納如下：（1）轉速調(diào)節(jié)器的作用:①使電動機轉速n跟隨給定電壓變化，保證穩(wěn)態(tài)轉速無靜差。②起動時保證獲得恒定的最大允許電流。它代表轉速環(huán)輸出量對電流環(huán)的影響。再把給定濾波和反饋濾波兩個環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)?？呻娏鳝h(huán)還有另一個對電網(wǎng)電壓波動及時調(diào)節(jié)的作用,為了提高其抗擾性能,又希望把電流環(huán)校正成典Ⅱ系統(tǒng)。所以 按典Ⅰ系統(tǒng)設計,選PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： 式中 Ki—電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)。為此，需求出它的等效傳遞函數(shù)： 近似條件: 用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替電流閉環(huán)后，整個轉速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動態(tài)結構圖如111（a）所示。 轉速調(diào)節(jié)環(huán)選用典型Ⅱ型系統(tǒng)的原因：1) 系統(tǒng)在負載擾動作用下，動態(tài)速降要小。min/r =G用以輸出 0～15V 直流給定電壓，UPW（脈寬調(diào)制器）采用 SG3525 芯片和部分外圍電路構成。這樣通過改變給定電壓就可以對電動機調(diào)速了。FA限制主電路瞬時電流，過流時封鎖DLD單元輸出；電流反饋調(diào)節(jié)單元CFR；速度反饋調(diào)節(jié)SFR。為了獲得良好的動、靜態(tài)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，轉速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓是Unmax，它決定了電流調(diào)節(jié)器給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓是Uimax，它限制了PWM變換器輸出電壓的最大值。把面板上的給定輸出接至零速封鎖單元其中一路，另一路懸空，增大給定，測量零速封鎖單元輸出端3：，封鎖端3輸出15V；減小給定，封鎖端3輸出+15V。 轉速反饋調(diào)節(jié)器、電流反饋調(diào)節(jié)器的整定把電機、220V直流電源接入系統(tǒng)，系統(tǒng)接成開環(huán)。測定直流電動機的各項電氣參數(shù)和時間常數(shù)，并應用經(jīng)典控制理論的工程設計方法設計轉速和電流雙閉環(huán)直流調(diào)
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