雙閉環(huán)可逆直流脈寬pwm調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(更新版)
【正文】 圖 16 上圖電流波形，下圖轉(zhuǎn)速波形 圖 17 上：給定電流，中：電流轉(zhuǎn)速，下：電流調(diào)節(jié)器輸出從圖 16 可以看出，帶載啟動時轉(zhuǎn)速到達(dá)穩(wěn)態(tài)時間比空載時長，系統(tǒng)從正轉(zhuǎn)啟動到反轉(zhuǎn)運行過程中，圖 16 表示的轉(zhuǎn)速和電樞電流對轉(zhuǎn)速給定 Un*的響應(yīng)波形。在正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值 1000r/min 后，電流絕對值下降為 6A 左右。? 電流檢測單元本系統(tǒng)要求電流檢測不但要反映電樞電流的大小而且還要反映電流極性，所以選用霍爾電流傳感器。 計算 ACR 的電阻和電容取 =40k ，則0R? ，????30iRk? ?? ????按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動態(tài)指標(biāo)為 ，%5i???要求。m，電樞電阻 Ra= ，電樞回路總電感 L=，額定?電流 =6A，額定電壓 =110V。、主電路參數(shù)計算和元件選擇主電路參數(shù)計算包括整流二極管計算，濾波電容計算、功率開關(guān)管 IGBT 的選擇及各種保護(hù)裝置的計算和選擇等。 相當(dāng)于一般負(fù)載的情況，1id脈動電流的方向始終為正； 相當(dāng)于輕載情況，電流可在正負(fù)方向之間脈動，2id但平均值仍為正，等于負(fù)載電流。系統(tǒng)的特點：雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測。一般存在兩種狀況：飽和——輸出達(dá)到限幅值；不飽和——輸出未達(dá)到限幅值。這個交變電流的平均值等于零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增大電動機(jī)的損耗這是雙極式控制的缺點。在一個開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng) 時，1423ggUU??0ont??晶體管 、 飽和導(dǎo)通而 、 截止，這時 。βR1/Ce166。（2）、電樞回路總電阻 R=2Ω,調(diào)速系統(tǒng)的最小負(fù)載電流 =1A。（2）、運用《電力拖動控制系統(tǒng)》的理論知識設(shè)計出滿足任務(wù)書要求的直流調(diào)速系統(tǒng)，通過建模、仿真驗證理論分析的正確性。10V。 橋式可逆 PWM 變換器的工作原理脈寬調(diào)制器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定寬度可變的脈沖電壓序列，從而平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)體現(xiàn)在驅(qū)動電壓正、負(fù)脈沖的寬窄上。2）可使電動機(jī)在四象限運行。圖 4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖實際上，在正常運行時，電流調(diào)節(jié)器是不會達(dá)到飽和狀態(tài)的。圖 6 雙閉環(huán)直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 主電路 主電路由二極管整流器 UR、PWM 逆變器 UI 和中間直流電路三部分組成，一般都是電壓源型的，采用大電容 C 濾波，同時兼有無功功率交換的作用。R0/2R0/2R0/2R0/2RnRbalCnConConUi*Un*Un圖 9 轉(zhuǎn)速反饋電路 泵升電壓限制當(dāng)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動機(jī)減速或停車時,儲存在電機(jī)和負(fù)載傳動部分的動能將變成電能，并通過 PWM 變壓器回饋給直流電源。再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動態(tài)性能指標(biāo)。如圖 10 為電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖圖 10 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖 確定時間常數(shù)rVnIRUCNae min/?????sGDTmem ??sRLl .???（1）脈寬調(diào)制器和 PWM 變換器的滯后時間常數(shù) 與傳遞函數(shù)的計算PWMT開關(guān)頻率 f 選為 。 計算 ASR 電阻和電容取 ，則04Rk?? ，取 ???k ，取 ??F? ??? 檢驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量 maxn%()2()NnbmCTz?????????當(dāng) h=5 時， ，而 ， ???因此 %51n?????可見轉(zhuǎn)速超調(diào)量滿足要求。電機(jī)的啟動dI過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器經(jīng)歷了飽和、退飽和、不飽和三種狀態(tài)。圖 18 上：轉(zhuǎn)速給定，中：轉(zhuǎn)速反饋信號，下：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出波形心得體會參考資料（1）、電力拖動自動控制系統(tǒng) 陳伯時 機(jī)械工業(yè)出版社 （2）、電力電子技術(shù)（第 4 版） 王兆安 黃俊 機(jī)械工業(yè)出版社 （3）、電力電子、電機(jī)控制系統(tǒng)的建模和仿真 洪乃剛 機(jī)械工業(yè)出版社
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