基于pwm控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)正文-免費(fèi)閱讀
【正文】 但由于理論水平有限，仍有許多不足之處有待解決。 轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)器、電流反饋調(diào)節(jié)器的整定把電機(jī)、220V直流電源接入系統(tǒng)，系統(tǒng)接成開(kāi)環(huán)。為了獲得良好的動(dòng)、靜態(tài)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)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。這樣通過(guò)改變給定電壓就可以對(duì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速了。min/r =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(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如111（a）所示?？呻娏鳝h(huán)還有另一個(gè)對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)及時(shí)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)。它代表轉(zhuǎn)速環(huán)輸出量對(duì)電流環(huán)的影響。綜上所述，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用:①使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓變化，保證穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。上述關(guān)系表明，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速n是由給定電壓和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)決定的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓即電流環(huán)給定電壓是由負(fù)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(shí)取決于轉(zhuǎn)速n和電流，或者說(shuō)同時(shí)取決于和。此時(shí)只剩下電流環(huán)起作用，雙閉環(huán)調(diào)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速無(wú)靜差系統(tǒng)變成一個(gè)電流無(wú)靜差的單閉環(huán)恒流調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和， ，所以。圖17 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖實(shí)際上，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的，對(duì)于靜特性來(lái)說(shuō)，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器存在飽和與不飽和兩種情況。在圖17中，標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)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(biāo)出的，而且考慮運(yùn)算放大器的反相作用。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)圖17轉(zhuǎn)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(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串聯(lián)連接。 外接關(guān)斷信號(hào)對(duì)輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路都起作用。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動(dòng)電路，因此只需要一個(gè)外接定時(shí)電容。調(diào)節(jié)Ur的大小，在A、B兩端可輸出兩個(gè)幅度相等、頻率相等、相位相互錯(cuò)開(kāi)180度、占空比可調(diào)的矩形波（即PWM信號(hào)）。過(guò)高的泵升電壓會(huì)損壞元器件，因此必須采取預(yù)防措施，防止過(guò)高的泵升電壓出現(xiàn)。若仍以來(lái)定義PWM電壓的占空比，則雙極式PWM變換器的電壓占空比為。這里并未反映出“可逆”的作用。閉環(huán)系統(tǒng)：具有抑制干擾能力，對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)響應(yīng)特性。4）相反，近幾年交流變頻調(diào)速在控制精度的提高上遇到了瓶頸，于是直流調(diào)速的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)了出來(lái)。應(yīng)用于直流電機(jī)的調(diào)速方式很多，其中以PWM變頻調(diào)速方式應(yīng)用最為廣泛，而PWM變頻器中，H型PWM變頻器性能尤為突出，作為本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，本文將對(duì)PWM的理論進(jìn)行詳細(xì)論述。開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。由此可見(jiàn)，變頻調(diào)速是非常值得自動(dòng)化工作者去研究的。而且，和，相位相反，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)VT1，VT4和VT2，VT3兩組晶體管交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，變換器輸出電壓在一個(gè)周期內(nèi)有正負(fù)極性變化，這是雙極式PWM變換器的特征。有關(guān)參量波形圖示于圖12（a）。當(dāng)時(shí)，VT1和VT4才導(dǎo)通，電流又沿回路1流通。但是這個(gè)交變電流使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生高頻微振，可以消除電動(dòng)機(jī)正、反向切換時(shí)的靜摩擦死區(qū)，起著所謂“動(dòng)力潤(rùn)滑”的作用，有利于快速切換。通過(guò)改變電力晶體管基極控制電壓的占空比，而達(dá)到調(diào)速的目的。 V士1%，工作電壓范圍很寬，為8V到35V. SG3525的工作原理 ，微調(diào)至 %，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無(wú)須外接分壓電組。由于實(shí)際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。如果輸入電壓過(guò)低，在SG3525的輸出被關(guān)斷同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開(kāi)始放電。飽和時(shí)輸出達(dá)到限幅值；不飽和時(shí)輸出未達(dá)到限幅值，這樣的穩(wěn)態(tài)特征是分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵。（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和：當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到之后，ASR飽和，ACR起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無(wú)靜差，得到過(guò)電流的自動(dòng)保護(hù)。③當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起到快速的安全保護(hù)作用。最后，Ts和Toi一般比Tl小的多，可以當(dāng)作小慣性環(huán)節(jié)處理，看作一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，取T∑i=Ts+Toi?！娏髡{(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。2) ST飽和時(shí)，速度環(huán)退飽和超調(diào)量不大。SG3525 是一種專用脈寬調(diào)制器控制電路，通過(guò)改變外接電阻和電容的數(shù)值，可以產(chǎn)生不同頻率的方波信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用,在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器,分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流,再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制PWM變換器的觸發(fā)裝置。把給定加到另一路進(jìn)行同樣的操作。以SG3525為核心實(shí)現(xiàn)PWM脈寬調(diào)速，形成無(wú)靜差的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制。同時(shí)，在本次設(shè)計(jì)中不僅使我們深入了解了很多關(guān)于PWM控制技術(shù)和直流調(diào)速系統(tǒng)的知識(shí)，同時(shí)也提高了我們的實(shí)際動(dòng)手能力，再次對(duì)關(guān)心幫助我們的老師同學(xué)給予衷心的感謝。結(jié)束語(yǔ) “PWM雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)” 的設(shè)計(jì) ，是在DJDK－1型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行的。③零速度封鎖器（DZS）觀測(cè)首先把零速封鎖器的輸入懸空，開(kāi)關(guān)S1撥至“封鎖”狀態(tài)，輸出接速度或者電流調(diào)節(jié)器的零速封鎖端6，無(wú)論調(diào)節(jié)器的輸入如何調(diào)節(jié)，輸出7始終為零。DZS 為零速封鎖器，其輸出控制 ASR 和 ACR，當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)給定電壓為零時(shí)確保電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零，避免運(yùn)算放大器因零點(diǎn)漂移造成電動(dòng)機(jī)不能停車(chē)。的PWM波，用于控制兩組臂。 τn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。本設(shè)計(jì)因?yàn)?δi% ≥5%且TL/T∑I =10。這樣，在設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化的動(dòng)態(tài)作用，而將電動(dòng)勢(shì)反饋?zhàn)饔脭嚅_(kāi)，從而得到忽略電動(dòng)勢(shì)影響的電流環(huán)近似結(jié)構(gòu)圖。（2）電流調(diào)節(jié)器的作用:①對(duì)電網(wǎng)電壓擾動(dòng)起及時(shí)抗擾作用。綜合以上分析結(jié)果可以看出，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，系統(tǒng)變量之間存在如下關(guān)系： 這時(shí)的靜特性為圖35中的AB段，呈現(xiàn)很陡的下垂特性。圖18 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性（2）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和： 根據(jù)圖16的原理圖，可以很容易
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