【正文】 6 可逆雙極式變換器 工作各參數(shù)波形 調(diào)速時， ? 的可調(diào)范圍為 0~1， –1? +1。 圖 49 雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)仿真模型圖 1． 主電路建模和參數(shù)設(shè)置： 由圖 49 可見，主電路由直流電源、 IGBT 逆變器橋、直流電動機(jī)等部分組成。 系統(tǒng)的仿真、仿 真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析 當(dāng)建 eT 及 勵磁電流 fi 的 波形 曲線。 為了使系 統(tǒng)能保證穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，且能夠快速起制動，重點(diǎn)介紹了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。 機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [2]洪乃剛，電力電子技術(shù)基礎(chǔ)。 [9]陳齊漢等，小功率直流 電動機(jī)調(diào)速正反轉(zhuǎn)切換的 PWM 控制系統(tǒng)，電工技術(shù)， 2021年第 1 期 [10]王果，朱大鵬，直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計方法仿真，電機(jī)技術(shù)， 2021年第 3 期 [11]YenShin Lai,‖Assessment of PulseWidth Modulation Techniques for Brushless DC Motor Drives”,Department of Electrical Engineering,National Taipei University of Technology [12]HOWARD ,‖PulseWidth Modulation DC Motor Control”. [13] Sun Tiecheng 。 總之，通過本次設(shè)計不僅進(jìn)一步強(qiáng)化了專業(yè)知識，還掌握了設(shè)計系統(tǒng)的方法、步驟等，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。 本設(shè)計中，調(diào)速是系統(tǒng)的主要功能，通過研究直流電動機(jī)的機(jī)械特性，得出了幾種常見的改變轉(zhuǎn)速的方法，因調(diào)壓調(diào)速 可實(shí)現(xiàn)額定轉(zhuǎn)速以下大范圍平滑調(diào)速，并且在整個調(diào)速范圍內(nèi)機(jī)械特性硬度不變。 其中 ASR、 ACR 的限幅值均設(shè)定為 [10,10]。系統(tǒng)仿真就是用模型（即物理模型或數(shù)學(xué)模型）代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，而計算機(jī)仿真使用 MATLAB 的 Simulink工具箱對其進(jìn)行計算機(jī)仿真研究。 圖 44 泵升電壓限制電路原理圖 主電路形式的選擇 脈寬調(diào) 變換器，構(gòu)成 可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)。 圖 41 雙閉環(huán)控制的脈寬調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 1． 鋸齒 ； 3）多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成的脈寬調(diào)制器； 4）數(shù)字式脈寬調(diào)制體管還未完全關(guān)斷，如果此時另一個晶體管已經(jīng)導(dǎo)通，則將造成上下兩管直通，從而使電源短路。 a b c d a 電路原理圖 b 電動狀態(tài)電壓和電流波形 c 制動狀態(tài)電壓和電流波形 d 電動和制動交替狀態(tài)電流波形 圖 36 制動不可逆 PWM 變換器及其波形 有一種特殊情況，即輕載電動狀態(tài)，這時平均電流較小，以致在關(guān)斷后經(jīng)續(xù)流時，還沒有到達(dá)周期 T ，電流已經(jīng)衰減到零，此時，因而兩端電壓也降為零，便 提前導(dǎo)通了，使電流方向變動，產(chǎn)生局部時間的制動作用。 a 電路原理圖 b 電流和電壓波形 圖 35 簡單不可逆 PWM 控制電路及其波形 圖 35a 所示為一個簡單的不可逆 PWM 控制變換電路原理圖。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動回復(fù)正常。 0clclclns n?? （ 215） 按理想空載轉(zhuǎn)速相同的情況比較，則 0opn = 0cln 時： 1opcl ss K? ? （ 216） 如 調(diào)制的輸出電壓 dU ，使系統(tǒng)工作在新的機(jī)械特性上，因而轉(zhuǎn)速有所回升，速度降落降低。弱磁調(diào)速雖然能實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，但其調(diào)速范圍太小，特性較軟，因而只是在額定轉(zhuǎn)速以上作小范圍升速時才采用。另外，由諧波與無功功率引起電網(wǎng)電壓波形畸變，殃及附近的用電設(shè)備，因此必須添置無功補(bǔ)償和諧波濾波裝置。 直流電機(jī)脈沖寬度調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生于 70 年代中期 .最早用于不可逆、小功率驅(qū)動 ,例如自動跟 步研究，在調(diào)速精度要求較高的場合，對解決傳統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速精度低、穩(wěn)定性差的難題，具有廣泛的意義和價值。由于直流電動機(jī)的電壓、電流和磁通之間的耦合較弱，使直流電動機(jī)具有良好的機(jī)械特性，能夠在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，啟動、制動性能良好，故其在 20 世紀(jì) 70 年代以前一直在高精度、大調(diào)速范圍的傳動領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位。 關(guān)鍵詞： 調(diào)速 ， PWM 控制，直流電動機(jī) ，仿真 共 21 頁 第 2 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目 錄 第一章 引言 直流調(diào)速系統(tǒng)簡介 ………………………………………………………………… ..5 PWM 直流調(diào)速的研究背景 和發(fā)展?fàn)顩r …………………………………………… .5 本設(shè)計的主要內(nèi)容 ………………………………………………………………… ..6 第二章 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的概述 ………………………………………………………… ...7 旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) ……………………………………………… 7 靜止式可控整流器調(diào)速系統(tǒng) …………………………………………………… 7 直流斬波器或脈寬調(diào)速 ……………………………………………………… ...8 電機(jī)基本調(diào)速方法 ………………………………………………………………… ...9 電樞串電阻調(diào)速 ………………………………………………………………… 9 弱磁調(diào)速 ………………………………………………………………………… 9 調(diào)壓調(diào)速 ……………………………………………………………………… ..10 轉(zhuǎn)速控制的要求和調(diào)速指標(biāo) ……………………………………………………… .10 閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ………………………………………………………………… .11 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ………………………………………………………… ...11 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) …………………………………………………… ..14 雙閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性 ……………………………………… .16 各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算 …………………………………… .17 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的啟動過程分析 …………………………………… .18 轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器的作用 …………………………………………… .20 第三 章 PWM 調(diào)制 技術(shù)與 PWM 變換器 PWM 調(diào)制技術(shù) …………………………………………………………………… ...21 模擬式 PWM 控制 …………………………………………………………… ...21 數(shù)字式 PWM 控制 …………………………………………………………… ...22 PWM 變換器 ………………………………………………………………………… 23 簡單的不可逆 PWM 變換器 …………………………………………………...23 制動不可逆 PWM 變換器 …………………………………… ……………… ...24 H 型雙極式 PWM 變換器 …………………………………………………… .26 第四 章 PWM 直流電動機(jī) 調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 PWMM 直流調(diào)速系統(tǒng)的控制電路 ………………………………………………...28 系統(tǒng)設(shè)計方案的選擇 ……………………………………………………………… .29 主電路供電方案選