基于pwm控制直流調(diào)速系統(tǒng)設計正文(存儲版)
【正文】 地畫出雙閉環(huán)調(diào)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構圖如圖17所示。 注意，Shutdown引腳不能懸空，應通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號耦合而影響SG3525的正常工作。此時，PWM瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個或非門加到輸出晶體管上，使之無法導通。可直接驅(qū)動功率MOS管，工作頻率高達400KHz，具有欠壓鎖定、過壓保護和軟啟動振蕩器外部同步、死區(qū)時間可調(diào)、PWM瑣存、禁止多脈沖、逐個脈沖關斷等功能。這種辦法簡單實用，但能量有損失，且會使分流電阻R發(fā)熱，因此對于功率較大的系統(tǒng)，為了提高效率，可以在分流電路中接入逆變，把一部分能量回饋到電網(wǎng)中去。在時，電動機雖然不動，但電樞兩端的瞬時電壓和流過電樞的瞬時電流都不為零，而是交變的。如果正、負脈沖寬度相等，平均電壓為零，電動機停止運轉(zhuǎn)。于是在時，VT2和VT3的ce極兩端失去反壓，并在負的電源電壓（）和電動機反電動勢E的共同作用下導通，電樞電流反向，沿回路3流通，電動機處于反接制動狀態(tài)。這時，加在電樞AB兩端，電樞電流沿回路１流通（見圖12（b）），電動機處于電動狀態(tài)。 圖11H型雙極式可逆PWM變換器：雙極式可逆PWM變換器的主電路中四個電力晶體管分為兩組，VT1和VT4為一組，VT2和VT3為一組。功率開關器件工作在開關狀態(tài)，導通損耗小，當開關頻率適當時，開關損耗也不大，因而裝置效率較高。鑒于直流調(diào)速系統(tǒng)在國民經(jīng)濟和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國防事業(yè)中的重要作用，有必要對直流調(diào)速系統(tǒng)作進一步的研究和開發(fā)?；赑WM控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計基于PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設計摘要:本文基于PWM的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進行了研究，并設計出應用于直流電動機的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。譬如在對控制精度有較高要求的造紙，轉(zhuǎn)臺，輪機定位等系統(tǒng)中仍離不開直流調(diào)速裝置，因此加強對直流調(diào)速系統(tǒng)的研究還是很有必要的。5） PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)主電路設計 主電路結(jié)構設計圖12 H型雙極式PWM變換器電壓和電流波形 （a）電動機負載較重時 （b）電動機負載較輕時如果電動機的負載較重，平均負載電流較大，在時，和為正，VT1和VT4飽和導通；而和為負，VT2和VT3截止。如果電動機負載較輕，平均電流小，在續(xù)流階段電流很快衰減到零，即當時。當正脈沖較寬時， ，電樞兩端的平均電壓為正，在電動運行時電動機正轉(zhuǎn)；當正脈沖較窄時，平均電壓為負，電動機反轉(zhuǎn)。為正值，電動機正轉(zhuǎn)；為負值，電動機反轉(zhuǎn)；，電動機停止運轉(zhuǎn)。當濾波電容器C兩端的電壓超過規(guī)定的泵升電壓允許數(shù)值時，VT導通，將回饋能量的一部分消耗在分流電阻R上。輸出級采用推挽輸出，雙通道輸出，占空比050%,灌拉電流峰值可達500mA。上電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與軟啟動電容接入端相連的PWM比較器反向輸入端處于低電平，PWM比較器輸出高電平。如果該高電平持續(xù)，軟啟動電容將充分放電，直到關斷信號結(jié)束，才重新進入軟啟動過程。從閉環(huán)結(jié)構上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，是內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面，叫做外環(huán)。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性因此系統(tǒng)具有絕對硬的靜特性（無靜差），即 這是系統(tǒng)靜特性的正常運行段。 因而是所對應的電樞電流最大值，由設計者根據(jù)電動機的容許過載能力和拖動系統(tǒng)允許的最大加速度選定。 ③其輸出限幅值決定允許的最大電流，在起動時給出最大電流給定信號。反電動勢對電流環(huán)來說只是一個變化緩慢的擾動作用，在電流調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)過程中可以近似的認為E不變，即△E=0。因此,一般多按典Ⅰ系統(tǒng)來設計電流環(huán)[6]。圖111 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構圖要把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)，ASR也應采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為式中 Kn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)。圖112 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構圖4系統(tǒng)實驗驗證 系統(tǒng)結(jié)構框圖圖113系統(tǒng)結(jié)構框圖 系統(tǒng)工作原理速度給定信號G，速度調(diào)節(jié)器ASR，電流調(diào)節(jié)器ACR，控制PWM信號產(chǎn)生裝置UPM脈寬調(diào)制器，DLD單元把一組PWM波形分成兩組相差180176。當被驅(qū)動電路為雙極式工作制時，為了避免同一相上、下兩只功率管直通，需要驅(qū)動信號有死區(qū)，DLD 單元即用來產(chǎn)生具有死區(qū)的驅(qū)動控制信號。②速度調(diào)節(jié)器(ASR)和電流調(diào)節(jié)器(ACR)的輸出限幅值的整定在調(diào)節(jié)器的3個輸入中的其中任一個輸入接給定，在4.、5之間接50K電阻、1uF電容，調(diào)節(jié)給定電位器，使調(diào)節(jié)器的輸入為1V，調(diào)節(jié)電位器RP1，使調(diào)節(jié)器的輸出7為+4V（輸出正限幅值）；同樣把給定調(diào)節(jié)為+1V，調(diào)節(jié)RP2，把負限幅值調(diào)節(jié)為4V。加大負載，調(diào)節(jié)電流反饋調(diào)節(jié)器，使電流反饋調(diào)節(jié)器3端輸出的電壓為+4V。此外，本次設計的完成也離不開同學的共同力量。PWM雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，具有調(diào)速簡單、調(diào)速范圍大、精度高、速度平穩(wěn)、電流脈動小、電機溫升低等優(yōu)點，使調(diào)速各項性能指標大為提高。 脈寬發(fā)生單元的整定把電機、直流電源等接入系統(tǒng)，系統(tǒng)接成開環(huán)，脈寬發(fā)生單元的輸入懸空或者接地，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，使電機處于停止狀態(tài)（若要達到更好的閉環(huán)效果，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，）用雙蹤示波器觀測脈寬發(fā)生單元的測試點2和4的波形，此時的2（4）的占空比接近相同（占空比為50%左右）。從閉環(huán)結(jié)構上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，叫做內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面，叫做外環(huán)。改變給定端電壓，可以改變輸出方波的占空比，作為 PWM 變換器的控制信號。 3) 速度環(huán)基本上是恒值系統(tǒng)。為了讓調(diào)節(jié)器零點對消掉控制對象的大時間常數(shù)極點，選擇=TL, 則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構圖可以化簡為圖19：圖19 電流環(huán)簡化成典Ⅰ系統(tǒng)參數(shù)計算：按所用運算放大器取=20K，電樞回路總電阻R=20ACR積分時間常數(shù)， 電流環(huán)開環(huán)增益：要求時應取因此 于是，ACR的比例系數(shù)為 計算控制器的電阻電容值 ,取50K 如圖110所示，為電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構圖。 首先應決定要把電流環(huán)校正成哪一類典型系統(tǒng),電流環(huán)的一項重要作用就是保持電樞電流在動態(tài)過程中不超過允許值,因而在突加控制作用時不希望有超調(diào),或者超調(diào)量越小越好。④在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其給定電壓變化。采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)后，由于增加了電流內(nèi)環(huán)，而電網(wǎng)電壓擾動被包圍在電流環(huán)里，
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