直流脈寬h橋控制電路設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 湯老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、科學(xué)的治學(xué)方法、淵博的學(xué)識(shí)和誨人不倦的精神令我景仰和敬慕，并將使我終生受益。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，也有了不小的收獲。故占空比=48%負(fù)載電壓平均值為 ==負(fù)載電流平均值為=電機(jī)轉(zhuǎn)速：=電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩：= 0 0 N0 0故電機(jī)反轉(zhuǎn)回饋制動(dòng) 6 總結(jié)本畢業(yè)設(shè)計(jì)為直流脈寬H橋控制電路設(shè)計(jì)，采用PWM脈寬調(diào)速系統(tǒng)，以SG3525控制電路為核心，產(chǎn)生脈沖信號(hào)控制四個(gè)IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷。圖22 占空比=40%時(shí)觸發(fā)脈沖波形圖23 波形圖24 波形根據(jù)設(shè)計(jì)，=4us，T=10us，R=10Ω，=220V，=30V。故占空比=48%負(fù)載電壓平均值為 ==負(fù)載電流平均值為=電機(jī)轉(zhuǎn)速：=電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩：= 0 0 N0 0 故電機(jī)正轉(zhuǎn)回饋制動(dòng) 電機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行圖9可以得出，當(dāng)和完全截止，一直導(dǎo)通，周期性的通、斷轉(zhuǎn)換，則形成一個(gè)降壓斬波電路。為了實(shí)現(xiàn)上述、和的通斷情況，、和的參數(shù)定如圖15。至一個(gè)周期T=10u結(jié)束，再驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生正向脈沖使導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過(guò)程。過(guò)流保護(hù)動(dòng)作過(guò)程是根據(jù)IGBT的CE極間電壓的大學(xué)判定是否過(guò)流而進(jìn)行保護(hù)的，由二極管VD7檢測(cè)。因此，正偏壓要適當(dāng)，通常為+15V。 4）2腳為誤差放大器同向輸入端，2腳接給定基準(zhǔn)電壓，在圖中。或非門(mén)的另兩個(gè)輸入端分別為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和振蕩器鋸齒波。它適用于各開(kāi)關(guān)電源、斬波器的控制。這種器件具有MOS門(mén)極的高速開(kāi)關(guān)性能和雙極動(dòng)作的高耐壓、大電流容量的兩種特點(diǎn)。 2）、被置于斷態(tài)，被置于通態(tài)，周期性的通斷轉(zhuǎn)換，成為一個(gè)升壓壓斬波變換器，能使電機(jī)正轉(zhuǎn)回饋制動(dòng)。采用性能良好的驅(qū)動(dòng)電路，可使是電力電子器件工作在較理想的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，縮短開(kāi)關(guān)時(shí)間，減小開(kāi)關(guān)損耗，對(duì)裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要的意義。這種電路具備電流連續(xù)、電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行、無(wú)摩擦死區(qū)、低速平穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)。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。由于它簡(jiǎn)單、可靠及使用方便靈活，大大簡(jiǎn)化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試，故獲得廣泛使用。近年來(lái)，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)論在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來(lái)看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的作用。目前對(duì)調(diào)速性能要求較高的各類(lèi)生產(chǎn)機(jī)械大多采用直流傳動(dòng),簡(jiǎn)稱(chēng)為直流調(diào)速。如在軋鋼機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)、挖掘機(jī)、海洋鉆機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)、高層電梯等需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。旨在設(shè)計(jì)一個(gè)用于直流脈寬H橋的控制電路，能夠使直流電動(dòng)機(jī)可以工作在四象限，即正轉(zhuǎn)電動(dòng)運(yùn)行、正轉(zhuǎn)回饋制動(dòng)、反轉(zhuǎn)電動(dòng)運(yùn)行，反轉(zhuǎn)回饋制動(dòng)四種工作模式，控制電路應(yīng)能根據(jù)四象限工作的具體要求，產(chǎn)生符合要求的控制波形。最后，用orCAD軟件繪制出總的電路圖，并進(jìn)行仿真，得到能夠使直流電機(jī)工作在四象限的波形。直流電機(jī)調(diào)速運(yùn)用廣泛，但不同的領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)的調(diào)速性能有不同的要求，因此，不同的調(diào)速方法應(yīng)用于不同的行業(yè)。50年代末晶閘管出現(xiàn),晶閘管變流技術(shù)日益成熟,使直流調(diào)速系統(tǒng)更加完善。3）控制電路型號(hào)選擇以及參數(shù)的計(jì)算。 5）功率開(kāi)關(guān)器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。 4）IGBT的輸入阻抗高，其輸入特性與電力MOSFET類(lèi)似。直流脈寬H橋電路由電源，主電路，控制和驅(qū)動(dòng)電路組成。圖2為直流脈寬H橋電路圖。 2）電感L要盡量大一些否則會(huì)出現(xiàn)負(fù)載電流斷續(xù)的情況，由ωLR，ω=2f，脈寬周期選取T=10us，故L。 SG3525為美國(guó)Silicon General公司生產(chǎn)的專(zhuān)用PWM控制集成電路，如圖3所示。 SG3525引腳圖4 SG3525的引腳直流電源Vs從腳15接入后分兩路，一路加到或非門(mén)；另一路送到基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器的輸入端，產(chǎn)生穩(wěn)定的元器件作為電源。他們的關(guān)系滿(mǎn)足：由于本課題設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)全橋的IGBT開(kāi)關(guān)管頻率為100KHz，則PWM控制器振蕩頻率為100KHz，現(xiàn)取=1K，=100Ω,==10nF2）占空比計(jì)算，當(dāng)調(diào)制最大10K時(shí)，占空比=（10+10）/40100%=50%；當(dāng)調(diào)制最小0Ω時(shí)，占空比=10/40100%=25%。 EXB841驅(qū)動(dòng)芯片根據(jù)IGBT的特性，對(duì)其驅(qū)動(dòng)電路要求如下：1） 觸發(fā)脈沖要具有足夠快的上升和下降速度即脈沖前后沿要陡峭；2）柵極串連電阻Rg要恰當(dāng)。集成模塊驅(qū)動(dòng)電路與分立元件的驅(qū)動(dòng)電路相比，有體積小，效率高，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述、和的通斷情況，、和的參數(shù)設(shè)定如圖10。也稱(chēng)buck變換器。至一個(gè)周期T=10u結(jié)束，再驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生正向脈沖使導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過(guò)程。當(dāng)t=時(shí)，即t=4u，關(guān)斷，負(fù)載電流經(jīng)二極管續(xù)流，負(fù)載電壓近似為零，負(fù)載電流下降。至一個(gè)周期T=10u結(jié)束，再驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生正向脈沖使導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的過(guò)程。這次設(shè)計(jì)不僅用到電力電子理論知識(shí)，還要充分運(yùn)用電路，電機(jī)理論，ORCAD等方面的知識(shí)。 附錄總電路圖 參考文獻(xiàn)[1] (第5版).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.2 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng). 第2版. 機(jī)械工業(yè)出版社, 20003 楊興姚．電動(dòng)機(jī)調(diào)速的原理及系統(tǒng)．北京水利電力出版社，2003 4 李彩云 ，胡洪波， PWM技術(shù)在直流電機(jī)中的應(yīng)用 ，南昌高專(zhuān)學(xué)報(bào)，20085 楊春旭， 林若波， 彭燕標(biāo)， 基于PWM控制的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)，20116 李桂丹， 張春喜， 基于SG3525的DCD/DC直流變換器的研究 ，通信電源技術(shù)報(bào) 20087 曹開(kāi)成，張丹，20098 Tom Van Breussegem, Mike Wens and Michiel Steyaert Contro
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1