【正文】 從我做設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文的提綱確定，中期論文的修改，仿真出現(xiàn)的電路問題，畫電路圖中元器件的選擇，后期論文的審核及格式調(diào)整等環(huán)節(jié)都給與了我悉心的指導(dǎo)上的學(xué)習(xí)，同時(shí)還給了我思想上的照顧，我也很高興能與同學(xué)們分享彼此的智慧與才華，也很感謝指導(dǎo)老師細(xì)心地指導(dǎo)與幫助，在此謹(jǐn)向老師 致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。大 三 了，馬上就要面對(duì)社會(huì)開始工作，理論的學(xué)習(xí)我們或許已經(jīng)掌握的很好，但實(shí)際的工作能力就是有待提高的了，通過本次設(shè)計(jì)以便積累一些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我們來說肯定是很有利的。 圖 14 霍爾電流傳感器 4 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 整流二極管的反向擊穿電壓 URM 應(yīng)滿足 : URM 2 U2 其額定工作電流應(yīng)滿足： IfImax IP+ 4 IP 5 VIOUT 3 VCC 1 GND 2 U1 ACS758LCB150 C7 1nF C8 1nF L1 20 對(duì)于 +15v 到 15v 直流電源，二極管的耐壓值： URM 2 x15v= IfImax C 選擇 C=Ict/△Uf 式中：△ Uf穩(wěn)壓器輸入端紋波電壓的峰值 t電容 C 放電時(shí)間 Ic電容 C 放電電流 （ 1） 根據(jù)設(shè)計(jì)要求： 穩(wěn)態(tài)無靜差 ,超調(diào)量 5%i?? ，因此可用 PI 型電流調(diào)節(jié)器其傳遞函數(shù)為： ( 1)() iiACRiKsWs s?? ?? 電磁時(shí)間常數(shù) 0 .0 6 0 .0 41 .5l LTsR? ? ?。當(dāng)通過用作電流感測(cè)通路之主要銅傳導(dǎo)通路（從端子 4 到端子 5）的電流不斷上升時(shí)，器件的輸出具有正斜率 (VCC/2) 。 如果工作機(jī)械的負(fù)載增大，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下載，則則測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓 Uf 減小，與給定電壓 Ug 比較的偏差電壓（△ U=UgUf）增大，經(jīng)放大后的觸發(fā)控制電壓 Uk 增大，從而使可用硅整流裝置輸出電壓 Ud 增大，增大的 Ud 加在電動(dòng)機(jī)電樞兩端，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n將提高，從而使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償。把比例運(yùn)算電路和積分電路組合起來就構(gòu)成了比例積分調(diào)節(jié)器，如圖 11 所示。這兩段導(dǎo)通過程之間的交替有兩種情況，一種是在 VD1 和 VD2 同時(shí)導(dǎo)通之前 VD6 和 VD1 是關(guān)斷的，交流側(cè)向直流側(cè)的充放電電流 id是連續(xù)的。該邏輯處理器的最大和最小時(shí)間可有用戶設(shè)定。） 采用 UAA4002 進(jìn)行基極驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)芯片 UAA4002 特點(diǎn) 介紹 1） 可為用戶脈沖形成部分與被驅(qū)動(dòng)的電力晶體管只間提供理想的匹配。 采用光電耦合器進(jìn)行隔離 光電耦合器之所以在傳輸信號(hào)的同時(shí)能有效地?cái)M制尖脈沖和各種雜訊干擾，使通道上的信號(hào)雜訊比大為提高，主要有以下幾方面的原因： （ 1） 光電耦合器的輸入阻抗很小，只有幾百歐姆，而干擾源的阻抗較大，通常為 12 105106 歐姆。偏差放大器的正、負(fù)相輸入端和輸出端均引出芯片， 4腳 5腳間接反饋電抗，通過配置不同的輸出回路阻抗和反饋回路阻抗，可以構(gòu)成不同的放大器。此線路的原理是將一個(gè)直流電壓信號(hào)與三角波電壓疊成后，形成脈寬調(diào)制方波，在經(jīng)橋式功放電路輸出 PWM 電壓。 GTR 是一種雙極性大功率高反壓晶體管，它 大多用作功率開關(guān)使用 ,而且 GTR 是一種具有自關(guān)斷能力的全控型電力半導(dǎo)體器件，這一特性可以使各類變流電路的控制更加方便和靈活，線路結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。 Us/T=αUs （ 11） 式中， ton 為開關(guān)每次接通的時(shí)間， T 為開關(guān)通斷的工作周期，（即開關(guān)接通時(shí)間 ton 和關(guān)斷時(shí)間 toff之和）， α為占空比， α= ton/T。電機(jī)的電樞繞組作成三相，轉(zhuǎn)子由永磁材料制成，與轉(zhuǎn)子軸相連的位置傳感器采用霍爾傳感器。 PWM 方式是在大功率開關(guān)晶體管的基極上，加上脈沖寬度可調(diào)的方波電壓，控制開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間 t，改變占空比，達(dá)到控制目的。檢測(cè)部分中，采用了霍爾片式電流檢測(cè)裝置對(duì)電流環(huán)進(jìn)行檢測(cè)，轉(zhuǎn)速還則是采用了測(cè)速電機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，能達(dá)到比較理想的檢測(cè)效果。圖 1 是直流 PWM 系統(tǒng)原理框圖。 4） 若是與快速響應(yīng)的電機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)。 PWM 具有很強(qiáng)的抗噪性，且有節(jié)約空間、比較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。而且由于勵(lì)磁線圈電感較大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差。 只要按照一定的規(guī)律改變通 、斷電的時(shí)間，即可使電機(jī)的速度達(dá)到并保持以穩(wěn)定值。所以常用的控制方法是改變電樞端電壓調(diào)速的電樞電壓控制法。 調(diào)速范圍 D=10。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于 PWM 專用集成芯片控制的直流電動(dòng)機(jī) 系統(tǒng) 下 達(dá) 日 期： 20xx 年 月 日 開 始 日 期： 20xx 年 月 日 完 成 日 期： 20xx 年 月 日 指 導(dǎo) 教 師： 高文華 學(xué) 生 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 班 級(jí)： 自動(dòng)化 1207 班 學(xué) 生 姓 名： 王飛 教 研室主任： 王永康 電氣工程 學(xué)院 畢業(yè)論文 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 一、 設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求： （一）設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容 本設(shè)計(jì)采用 PWM 控制技術(shù)，利用斬波原理改變脈沖寬度，改變直流電動(dòng)機(jī)兩端的直流平均電壓的大小，來實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的速度控制。 穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無靜差。調(diào)節(jié)電阻 R 即可改變端電壓，達(dá)到調(diào)速目的。最近幾年來，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，使調(diào)速裝置向集成化、小型化和智能化方向發(fā)展。所以常用的控制方法是改變電樞端電 3 壓調(diào)速 的電樞電壓控制法。模擬控制電路有以下缺陷 :模擬電路容易隨時(shí)間漂移，會(huì)產(chǎn)生一些不必要的熱損耗，以及對(duì)噪聲敏感等。 5） 功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，通道損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適中時(shí)，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率高。這是一個(gè)雙閉環(huán)系統(tǒng)，有電流環(huán)和速度環(huán)。 2 系統(tǒng)概述 調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成 本系統(tǒng)主要有信號(hào)發(fā)生電路、 PWM 速度控制電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成。圖 1 是直流 PWM 系統(tǒng)原理框圖。 3600 范圍內(nèi)，兩兩相差 1200 安裝，共安裝三個(gè)。 由式（ 11）可見，改變開關(guān)接通時(shí)間 ton 和開關(guān)周期 T 的比例也即改變脈沖的占空比，電動(dòng)機(jī)兩端電壓的平均值也隨之改變，因而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速得到了控制。 7 圖 3 雙極式 H 型 PWM 變換電路 圖 4 雙極式 PWM 變換電路的電壓、電流波形 （ a） ,(b) 三極管 基極電壓波形 (c) 電樞電壓波形 （ d）電樞電流波形 (e) 重負(fù)載時(shí) ai 波形 (f) E SU 時(shí) ai 波形 設(shè)矩形波的周期為 T，正向脈沖寬度為 1t ，并設(shè) λ =1t /T 為占空比。它具 有外觸發(fā)保護(hù)、死區(qū)調(diào)節(jié)和正負(fù) 100mA 電流的輸出能力；其振蕩頻率為 100350kHZ 可調(diào)，適用于單極性 PWM控制。 SG1731 具有關(guān)斷控制功能。據(jù)分壓原理可知，即使干擾電壓的幅度較大，但饋送到光電耦合器輸入 端的雜訊電壓會(huì)很小，只能形成很為弱的電流，由于沒有足夠的能量而不能使二極管發(fā)光，從而被抑制掉了。它是一個(gè)智能接口，其輸入與 TTL 電平及 COMOS 電平均兼容，其輸入信號(hào)與輸出信號(hào) 之間的延遲時(shí) 間可人為調(diào)節(jié)。此外，在電力晶體管導(dǎo)通過程中，若發(fā)生任一非正常情況， UAA4002 能存儲(chǔ)并保存任何故障信息直到結(jié)束導(dǎo)通為止，這樣就 免了任何可導(dǎo)致晶體管重新開通的可能。介于二者之間的臨界狀態(tài)是， VD6 和 VD1 同時(shí)導(dǎo)通的階段與 VD1 和 VD2 同時(shí)導(dǎo)通恰好銜接起來。可知 UO=I1R1R0C11 ∫ Uidt I1=I0=Ui/R0 U0=R1Ui/R0 R0C1/1∫ Uidt 當(dāng)突加輸入信號(hào) Ui 時(shí)，開始瞬間電容 C1相當(dāng)于短路，反饋回路中只有電阻 R1，此時(shí)相當(dāng)于比例調(diào)節(jié)器，它可以毫無延遲地起調(diào)節(jié)作用，故調(diào)節(jié)速度快；而后隨著電容 C1 被充電而開始積分， U0 線性增長(zhǎng)，直到穩(wěn)態(tài)。 18 圖 13 測(cè)速發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 電流反饋環(huán)節(jié) 電流反饋環(huán)節(jié)使用霍爾電流傳感器 ACS758 芯片完成， ACS758 電流傳感器 IC 系列可為交流或直流電流感測(cè)提供經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且精確的解決方案。該傳導(dǎo)通路的內(nèi)電阻通常是 100 181。 電源電壓的抗擾性能： 0 .0 4 1 0 .8 10 .0 0 3