【正文】 鎖存器、分相器、欠壓鎖定輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)，軟啟動(dòng)及關(guān)斷電路等組成，可正常工作的溫度范圍是 0700C。也可以使單個(gè)芯片以外部時(shí)鐘頻率工作。正常工作時(shí)，在 Cr 兩端可以得到一個(gè)從 到 3. 5V 變化的鋸齒波。 8 腳 :SOFTSTATR(軟啟動(dòng) ):比較器的反相端即軟啟動(dòng)器控制端 8,端 8可外接軟啟動(dòng)電容，該電容由內(nèi)部 Vf的 50uA 恒流源充電?？梢栽?V處接一個(gè)約 0. luf 的電容濾去電壓尖峰。 16 腳 :VREF(基準(zhǔn)電壓端 ):基準(zhǔn)電壓端 16 腳的電壓由內(nèi)部控制在 5. 1 V土 1%。此時(shí)， PWM 瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個(gè)或非門加到輸出晶體管上，使之無法導(dǎo)通。注意， Shutdown 引腳不能懸空，應(yīng)通過 接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號(hào)耦合而影響 SG3525 的正常工作。 FD1比較器是由線性運(yùn)算放大器通過電阻 R14構(gòu)成繼電特性。 輸出電壓 193RWtg ?? R W233 輸入電壓 U R R T2019 ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 電樞電流調(diào)節(jié)器（ LT1） 電樞電流調(diào)節(jié)器（ LT1）是用來放大電樞電流偏差信號(hào)，并對(duì)電流偏差信號(hào)進(jìn)行 P、I 運(yùn)算后作為它的輸出，它的輸出信號(hào)對(duì)移相觸發(fā)器進(jìn)行控制。由于電流給定值最大為 8V，所以當(dāng)主回路電流是 ，系統(tǒng)就會(huì)被堵轉(zhuǎn)。 由于測(cè)速機(jī)電壓大小不同，故在速度信號(hào)衰減回路中配置了 4 個(gè)電阻 R1~R4，按測(cè)速機(jī)電壓等級(jí)不同，選用不同值電阻（見原理圖），速度信號(hào)用電位器 W2， W3調(diào)節(jié)，在該回路中還配置了電容 C C2 提供 10ms 左右的濾波，故在速度調(diào)節(jié)器中不再需要濾波。 MB1和 MB2采用高頻鐵氧體芯片，一、二次匝數(shù)比為 1， (φ 30，一次側(cè) 100Ω /5W,二次側(cè) 750Ω )使控制電路與主電路隔離。 通過本次設(shè)計(jì)，使我們能夠沖分的把握理論語 實(shí)踐的相結(jié)合。 ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 致 謝 在整個(gè) 課程 設(shè)計(jì)中首先要感謝我的指導(dǎo)老師。 在完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文過程中給予我?guī)椭暮芏嗳?，在此沒有一一列出，但我還是非常的感謝他們，謝謝??！ ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 參考文獻(xiàn) 許曉峰 電機(jī)及拖動(dòng) 北京：高等教育出版社， 2021 莫正康 電力電子應(yīng)用技術(shù) 北京 :機(jī)械 工業(yè) 出 版社， 2021 宋書中 交流調(diào)速系統(tǒng) 北京 :機(jī)械 工業(yè) 出版社， 1999 4．陳堅(jiān) . 電力電子學(xué)－電力電子變換和控制技術(shù) [M]. 高等教育出版社， 2021. 5．陳伯時(shí) . 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) [M].機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 6． 黃俊 ,王兆安 . 電力電子變流技術(shù) [M]. 北京 :機(jī)械 工業(yè) 出版社， 1999. 7．馬志源 . 電力拖動(dòng)控制系統(tǒng) [M].北京：科學(xué)出版社 ,。我們?cè)趯W(xué)校所學(xué)的理論知識(shí)都將是位我們以后走向社會(huì)作最備。主電路中采用兩個(gè) IGBT 構(gòu)成的 半橋型結(jié)構(gòu)，可看成一個(gè)降壓變換器和一個(gè)升壓變換器電路的組合；使其實(shí)現(xiàn)無靜差的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。 15V電源供電，二次電流通過測(cè)量電阻 R＝ 200 歐姆形成電流反饋信號(hào)。從端子 19（輸出Ⅲ）輸出超速信號(hào)，正常時(shí) KG 關(guān)斷，輸出“ 1”。 下面我們簡(jiǎn)要介紹一下電流調(diào)節(jié)器的工作原理。 近似式為： UC=TURW233 考慮 ASR 能用于自動(dòng)弱磁系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)弱磁升速時(shí)限制電動(dòng)機(jī)的最大電流，速度調(diào)節(jié)器具有速度自動(dòng)限幅電路，當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速因弱磁超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)，使速度調(diào)節(jié)器的限幅自動(dòng)下降，可以根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的要求在最高速限幅值下降到額定轉(zhuǎn)速的限幅的7080%。 速度調(diào)節(jié)器（ ST1） 速度調(diào)節(jié)器（ ST1）適用不可逆可控硅直流傳動(dòng)系統(tǒng)，它用來放大速度偏差信號(hào)，并對(duì)速度偏差信號(hào)進(jìn)行比例積分運(yùn)算后輸出，它的輸出信號(hào)又作為電流給定信號(hào)施加給電流調(diào)節(jié)器。當(dāng) Shutdown（引腳 10）上的信號(hào)為高電平時(shí)， PWM 瑣存器將立即動(dòng)作，禁止 SG3525 的輸出，同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開始放電。 SG3525 的軟啟動(dòng)接入端（引腳 8）上通常接一個(gè) 5 的軟啟動(dòng)電容。另一路送到基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器的輸入端，產(chǎn)生 士 1%V的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。由于存在開閉滯后，使輸出和吸收之間出現(xiàn)重迭導(dǎo)通。其取值****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 范圍為 0歐到 500 歐。輸出鋸齒波電壓范圍為 0. 6V 到 3. 5V. 5 腳 :Cr(震蕩電容端 ):震蕩電容一端接至 5 腳，另一端直接接至地端。 3 腳 :SYNC(同步端 ):為外同步用。 輸出級(jí)采用推挽輸出，雙通道輸出，占空比 050%可調(diào) .每一通道的驅(qū)動(dòng)電流最大值可達(dá) 200mA,灌拉電流峰值可達(dá) 500mA。 泵升電路參數(shù) 如圖 26所示，泵升電路由一個(gè)電容量大的電解電容、一個(gè)電阻和一個(gè) VT組成。 參數(shù)設(shè)計(jì) IGBT 管的參數(shù) IGBT（ Insulated Gate Bipolor Transistor）叫做絕緣柵極雙極晶體管。當(dāng)正脈沖較寬時(shí)， 2/Tton? ，電樞兩端的平均電壓為正，在電動(dòng)運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)正脈沖較窄時(shí)， 2/Tton? ，平均電壓為負(fù)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載較輕，平均電流小，在續(xù)流階段電流很快衰減到零，即當(dāng) 2tt?時(shí)， 0?di 。四個(gè)電力晶體管分為兩組， VT1 和 VT4 為一組， VT2 和 VT3 為一組。 綜上所述，具有制動(dòng)作用的不可逆 PWM 變換器構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)電樞回路中的電流始終是連續(xù)的；而且，由于電流可以反向，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)二象限運(yùn)行，有較好的靜、動(dòng)態(tài)性能。在 Ttton ?? 期間， VT2 在正的 2bU 和反電動(dòng)勢(shì) E的作用下飽和導(dǎo)通，由 E－ dU 產(chǎn)生的反向電流 di? 沿回路 3 通過 VT2 流通，產(chǎn)生能耗制動(dòng)，一部分能量消耗在回路電阻上，一部分轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能存儲(chǔ)在回路電感中，直到 t=T 為止。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)平均電流就為正值，電流 di 分為兩段變化。由圖可見，電流是 di 脈動(dòng)的，其平均值等于負(fù)載電流 mLdl CTI /? （ LT —— 負(fù)載轉(zhuǎn)矩， mC —— 直流電動(dòng)機(jī)在額定磁通下的轉(zhuǎn)矩電流比 ）。電源電壓 sU 一般由交流電網(wǎng)經(jīng)不可控整流電路提供。 半橋電路與電機(jī)的電動(dòng)和制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 由上述分析可知，在圖 23所示的半橋電路中，若 T2截止、 T1通斷轉(zhuǎn)換時(shí)由 T D2構(gòu)成了降壓斬波電路，電機(jī)工作在正向電動(dòng)狀態(tài)；若 T1 截止、 T2 通斷轉(zhuǎn)換時(shí)由 T D1構(gòu)成了升壓斬波電路，電機(jī)工作在正向制動(dòng)狀態(tài)。由于電流調(diào)節(jié)器的輸出接到 SG3525的第 2腳， R2為限流電阻，所以要求電流調(diào)節(jié)器再通過一個(gè)反號(hào)器的輸出電壓的極性必須為正，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的給定則又要求其輸出電壓信號(hào)為正，最后轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的給定選擇了負(fù)極性的可調(diào)電壓，如圖 1所示。 時(shí)間內(nèi)，形成 電流回路 P— T1一 A— BN，此時(shí) UAB0， AB0；在 T1截止時(shí)由于電感電流不能突變，電流 AB經(jīng) D2續(xù)流形成回路為 ABD2A，仍有 UAB0， IAB0，電機(jī)工作在正轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài) (第一象限 )， T1， D2構(gòu)成一個(gè) Buck變換器。 在要求較高的調(diào)速系統(tǒng)中，一般有兩個(gè)基本要求：一是能夠快速啟動(dòng)制動(dòng)；二是能夠快速克服負(fù)載、電網(wǎng)等干擾。 采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán) 的理由 同開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制具有一系列優(yōu)點(diǎn)。 ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 選擇 PWM 控制系統(tǒng)的理由 脈寬調(diào)制器 UPW 采用美國硅通用公司（ Silicon General）的第二代產(chǎn)品 SG3525，這是一種性能優(yōu)良，功能全、通用性強(qiáng)的單片集成 PWM 控制器。必須實(shí)現(xiàn)四象限可逆運(yùn)行時(shí)，只好采用開關(guān)切換或正、反兩組全控型整流電路，構(gòu)成 VM 可逆調(diào)速系統(tǒng)，后者所用變流設(shè)備要增多一倍。 （ 2）靜止可控整流器。 在電動(dòng)機(jī)電樞回路外串電阻進(jìn)行調(diào)速的方法，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法介紹 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有三種： （ 1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U。 關(guān)鍵詞 : IGBT； PWM控制；雙閉環(huán) ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 Abstract To the power electronics and motor technology as the foundation, The design of a PWM control technology based on the DC motor speed control system。****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 摘要 以電力電子學(xué)和電機(jī)調(diào)速技術(shù)為基礎(chǔ)，本設(shè)計(jì)了一種基于 PWM控制技術(shù)的直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng) 。最后分析了系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)特性，結(jié)果表明雙閉環(huán)控制對(duì)系統(tǒng)的性能有很大的改善，即雙閉環(huán)控制系統(tǒng)有響應(yīng)快，靜態(tài)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。本系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)雙閉環(huán)結(jié)構(gòu) ,因此需要實(shí)時(shí)檢測(cè) 電機(jī)的電樞電流并把它作為電流調(diào)節(jié)器的反饋信號(hào)。 （ 3）改變電樞回路電阻 R。用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。但是，晶閘管整流器也有它的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下方面： （ 1）晶閘管一般是單向?qū)щ娫?，晶閘管整流器的電流是不允許反向的，這給電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行造成困難。 由于以上種種原因，所以選擇了 脈寬調(diào)制變換器 進(jìn)行 改變電樞電壓 的直流 調(diào)速 系統(tǒng)。 6） 直流電源采用不可控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高 。另外，單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗干擾性較差，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，必須待轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后，調(diào)節(jié)作用才能產(chǎn)生，因此動(dòng)態(tài)誤差較大。若 T2截止， T1周期性地通斷，在 T1導(dǎo)通的 T。電機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)測(cè)速發(fā)電機(jī)以及 FBS(轉(zhuǎn)速變換器 )輸出到 ASR(轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 )，作為 ASR的輸 入并和給定電壓比較，組成系統(tǒng)的外環(huán)， ASR的輸出作為 ACR(電流調(diào)節(jié)器 )的輸入并和主電路電流反饋信號(hào)進(jìn)行比較作為系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)。在T2截止的 Toff時(shí)間內(nèi)，由于電感電流不能突變，電流 iAB經(jīng) D1續(xù)流， vAB=vPN， A、 B兩端電壓的平均值 VAB= ToffVPN/(Ton+Toff)=（ 1－α） VPN,可見當(dāng) T1截 止時(shí)由 T D1構(gòu)成了一個(gè)升壓斬波電路， vAB＞ 0, iAB＜ 0，電機(jī)工作在正向制動(dòng)狀態(tài)，將電能回送給直流電源。圖 24（ a）所示為無制動(dòng)作用的簡(jiǎn)單不可逆 PWM 變換器主電路原理圖，其開關(guān)器件采用全控型的電力電子器件。 圖 24（ b）繪出了穩(wěn)態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞的脈沖端電壓 du 、平均電壓 du 和電樞電流 di 的波型。 ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 VT1 和 VT2 的基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓大小相等，極性相反，即 2bb UU ?? 。這時(shí)電力晶體管 VT2能在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)中起作用。在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)， VT VD VT VD1四個(gè)電力電子開關(guān)器件輪流導(dǎo)通，其電流波形示圖 25（ d）。 （ 1）雙極式可逆 PWM 變換器 ： 雙極式可逆 PWM 變換器的主電路如圖 23（ b）所示。有關(guān)參量波