雙閉環(huán)可逆直流脈寬pwm調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 到反轉(zhuǎn)運(yùn)行過程中，圖 16 表示的轉(zhuǎn)速和電樞電流對轉(zhuǎn)速給定 Un*的響應(yīng)波形。圖 17 中電流調(diào)節(jié)器輸出信號(hào) Ucd 的波動(dòng)反映了電流調(diào)節(jié)器的作用，不同的電流調(diào)節(jié)器參數(shù)其 Ucd 的波動(dòng)情況不同，Ucd 的變化使變流器的脈寬隨之調(diào)整，輸出電壓值也隨之變化，使電流保持不變。在正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值 1000r/min 后，電流絕對值下降為 6A 左右。 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)空載啟動(dòng)并在 加載情況下的仿真圖如圖 所示，仿真波形如圖 所示。? 電流檢測單元本系統(tǒng)要求電流檢測不但要反映電樞電流的大小而且還要反映電流極性，所以選用霍爾電流傳感器。 校驗(yàn)過渡過程時(shí)間空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程時(shí)間 sRI???????可見能滿足設(shè)計(jì)要求。 計(jì)算 ACR 的電阻和電容取 =40k ，則0R? ，????30iRk? ?? ????按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為 ，%5i???要求。于是開關(guān)周期 ??脈寬調(diào)制器和 PWM 變換器的放大系數(shù)為 *10dPWMiUK?于是可得脈寬調(diào)制器和 PWM 變換器的傳遞函數(shù)為().231PPSTss??（2）電流濾波時(shí)間常數(shù) 取 （3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù) ???? 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求， ，而且%5i??/??因此可以按典型 I 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器選用 PI 型，其傳遞函數(shù)為 *1()iACRsWK??? 選擇電流調(diào)節(jié)器參數(shù) ?要求 時(shí)，應(yīng)取 ，因此%???? ????又 *????于是 ???? 檢驗(yàn)近似條件 ???（1）要求 ，現(xiàn) 。m，電樞電阻 Ra= ，電樞回路總電感 L=，額定?電流 =6A，額定電壓 =110V。設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是：從內(nèi)環(huán)開始，一環(huán)一環(huán)地逐步向外擴(kuò)展。、主電路參數(shù)計(jì)算和元件選擇主電路參數(shù)計(jì)算包括整流二極管計(jì)算，濾波電容計(jì)算、功率開關(guān)管 IGBT 的選擇及各種保護(hù)裝置的計(jì)算和選擇等。一般直流電源由不可控的整流器供電，不可能回饋電能，只好對濾波電容器充電而使電源電壓升高，稱作“泵升電壓”。 相當(dāng)于一般負(fù)載的情況，1id脈動(dòng)電流的方向始終為正； 相當(dāng)于輕載情況，電流可在正負(fù)方向之間脈動(dòng)，2id但平均值仍為正，等于負(fù)載電流?？赡?PWM 變換器主電路有多種形式，最常用的是橋式（亦稱 H 形）電路，如圖 7 為橋式可逆 PWM 變換器。系統(tǒng)的特點(diǎn)：雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測。因此，對于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。一般存在兩種狀況：飽和——輸出達(dá)到限幅值；不飽和——輸出未達(dá)到限幅值。3）電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微震電流，能消除靜摩擦死區(qū)。這個(gè)交變電流的平均值等于零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增大電動(dòng)機(jī)的損耗這是雙極式控制的缺點(diǎn)。當(dāng)正脈沖較寬時(shí)， ，則 的平均值為正，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)正onTt?ABU脈沖較窄時(shí)，則反轉(zhuǎn)；如果正負(fù)脈沖相等， ，平均輸出電壓為零，則電2onTt?動(dòng)機(jī)停止。在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng) 時(shí)，1423ggUU??0ont??晶體管 、 飽和導(dǎo)通而 、 截止，這時(shí) 。橋式可逆 PWM 變換器電路如圖 2 所示。βR1/Ce166。、設(shè)計(jì)任務(wù)（1）總體方案的確定；（2）主電路原理及波形分析、元件選擇、參數(shù)計(jì)算；（3）系統(tǒng)原理圖、穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖；（4）電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)的參數(shù)的設(shè)計(jì)；（5）根據(jù)電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)的參數(shù)構(gòu)建仿真模型；（6）進(jìn)行 MATLAB 仿真；課程設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告、方案確定 方案選定直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器串極聯(lián)結(jié)，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)器的輸出去控制PWM 裝置。（2）、電樞回路總電阻 R=2Ω,調(diào)速系統(tǒng)的最小負(fù)載電流 =1A。、技術(shù)數(shù)據(jù)（1）、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)：電樞電阻 Ra
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