【正文】 基本原理 .............................................................................................................. 15 電路圖 .................................................................................................................. 15 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)電路 ........................................................................................ 16 電路原理 .............................................................................................................. 16 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié) ...................................................................................................... 17 電流反饋環(huán)節(jié) ..................................................................................................... 18 4 相關(guān)數(shù)據(jù)計算 ............................................................................................................................ 19 總結(jié) ............................................................................................................................................... 23 參 考 文 獻 ................................................................................................................................. 24 附錄一 ............................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。隨著電力電子技術(shù)的進步，發(fā)展了許多新的電樞電壓控制方法，其中 PWM(脈寬調(diào)制 )是常用的一種調(diào)速方法。為使整個系統(tǒng)能正常安全地運行 , 過流、過載、過壓、欠壓保護電路 , 另外還有過 壓吸收電路。但這種傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速方法效率低。 PWM 調(diào)速方案的優(yōu)越性 自從全控型電力電子器件問世以后，就出現(xiàn)了采用脈沖寬度調(diào)制的高頻開關(guān)控制方 式，形成了脈寬調(diào)制變換器 — 直流電機調(diào)速系統(tǒng)， PWM 的 H 型屬于調(diào)壓調(diào)速， PWM 的 H橋能實現(xiàn)大功率調(diào)速；國內(nèi)的超大功率調(diào)速還要依靠可控硅實現(xiàn)可控 整流來實現(xiàn)直流電機的調(diào)壓調(diào)速。 由于由以上優(yōu)點直流 PWM 系統(tǒng)應用日益廣泛，特別在中、小容量的高動態(tài)性能中。核心部分是脈沖功率放大器和脈寬調(diào)制器。在系統(tǒng)中設置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行串級連接，即以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出作為 PWM 的控制電壓。核心部分是脈沖功率放大器和脈寬調(diào)制器。開關(guān)電路采用三相橋式接線方式。如 圖 3 所示。 雙極式 PWM 變換器的優(yōu)點： 電流一定連續(xù)； 可使電機在四象限中運行； 電動機停止時有微振電流，能消除正、反向時的靜摩擦死區(qū)； 低速時，每個晶體管的驅(qū)動脈沖仍較寬，有利于保證晶體管可靠導通； 低速平穩(wěn)性好，低速范圍可達 20xx0 左右。由 RS 觸發(fā)器、比較器 A4 與 A 500uA 的雙向恒流源和外接電容 CT 組成三角波振蕩器。這種功能可用對 （ 1） +Vs 與 Vs 的差值不能小于 但也不得超過 30V。 （ 3） 光電耦合器可起到很好的安全保障作用，即使當外部設備出現(xiàn)故障，甚至輸入信號線短接時，也不會損壞儀表。 UAA4002 可為晶體管提供一個最大 的正向基極驅(qū)動電流，且電路自身的設計保證了這一電流值可以通過增加一個或幾個外部晶體管加以放大。 圖 8 UAA4002 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理簡圖 用于實現(xiàn) 8A/400V 開關(guān)電源原理接線圖 如圖 9 所示 14 圖 9 UAA4002 應用接線圖 橋式 PWM 降壓斬波電路 在圖 10 所示 中，晶體管 V V4 是同時導通同時關(guān)斷的， V V3 也是同時導通同時關(guān)斷的，但 V與 V V3與 V4 都不允許同時導通，否則電源 Ud 直通短路。 電流調(diào)節(jié)器在里面稱作內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器在外 面稱作外環(huán)，這樣就形成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 電流調(diào)節(jié)器使電流緊緊跟隨其給定電壓變化，對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾作用，在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中能夠獲得電動機允許的最大電流 ，從而加快動態(tài)過程， 當電機過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。該器件由一個精確、低偏移的線性霍爾傳感器電路組成，且其銅制的電流路徑靠近晶片。 ? 通過專利放大器和濾波器設計工藝實現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的噪音性能 ? 集成屏蔽可大幅減少因 dV/dt 信號導致電流導體至晶片的電容耦合，并可防止高端、高電壓應用中的偏置漂移。 （ 1） 確定時間常數(shù) 電流環(huán)等效時間常數(shù) 1 2 2 0 . 0 0 3 7 0 . 0 0 7 4iI T s sK ?? ? ? ? 轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)本設計初始條件已給，即 ? 轉(zhuǎn)速環(huán)時間常數(shù) 1 0 . 0 0 7 4 0 . 0 0 2 5 0 . 0 0 9 9n o nIT T s s sK? ? ? ? ? ? 選用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 n n n nn 2n e m n n e m n( 1 ) ( 1 )()( 1 ) ( 1 )RK s K R sWss C T s T s C T s T s?? ? ??? ? ?????? ? ??? (2)計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù) 按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取 5h? ，則 ASR 的超前時間常數(shù)為 5 s s? ?? ? ? ? 轉(zhuǎn)速開環(huán)增益 22N 2 2 2 2n1 5 1 1 2 2 4 . 42 2 5 0 . 0 0 9 9hK s shT ?????? ? ??? ASR 的比例系數(shù)為 emn n( 1 ) ( 5 1 ) 0 . 2 3 0 . 1 3 2 7 0 . 3 6 5 0 . 7 92 2 5 0 . 5 7 1 . 5 0 . 0 0 9 9h C TK h R T?? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 22 （ 3)計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 取 0 40Rk??，則 0 40 K R k k? ? ? ? ? ?，取 33k? 30 .0 4 9 5 1 .53 3 1 0nn nC F u FR?? ? ??，取 304 4 0 . 0 0 2 5 0 . 2 54 0 1 0onon TC F u FR ?? ? ??，取 過載倍數(shù) : 21??? IdnI bIdnI m? %8% 0 0 9 5 0 01 3 2 2%))(m a x(2 ?????????????? TTnMNNnZCbC ?? 由上參數(shù)的 ? =%10%，符合要求。機械工業(yè)出版社， 25 附錄一 26 總電路圖 致謝 從開始 寫作至論 文最終 定稿， 總共花 費了一個 月以來 所有的 的業(yè)余 時間，雖說在繁忙的工作之余要完成這樣一篇論文不是一件很輕松的事情，但我內(nèi)心深處卻滿含深深的感激之情。 教師評語與成績 指導教師評語：