【正文】 指導(dǎo)教師簽名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）表現(xiàn)成績(jī)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯： 1. 答辯組成員簽名： 2. 答 辯 日 期： 年 月 日 28 3．答 辯 評(píng) 語(yǔ)： 4． 答 辯 成 績(jī)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績(jī)： 。第一篇是在網(wǎng)上下載了通過(guò)修改，但是我覺(jué)得即將走向社會(huì)應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待，第二篇是我自己半個(gè)多月來(lái)的努力成果，可老師檢查的時(shí)候卻因?yàn)橛悬c(diǎn)偏題意，于是我又重加班加點(diǎn)的趕出來(lái)這篇論文，我雖然比別人走了更多彎路，但是我相信我收獲一定不菲。本系統(tǒng)采用了 脈寬調(diào)制器SG1731來(lái)完成，它解決了 PWM 電路的集成化問(wèn)題，在實(shí)例中就可用此芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)速 。Ω 內(nèi)部傳導(dǎo)電阻 ? 絕緣設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)高電壓系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的高端電流感測(cè) ? 至 V, 單電源操作 ? 120 kHz 典型帶寬 19 ? 3 181。通過(guò)將磁性信號(hào)靠近霍爾傳感器，實(shí)現(xiàn)器件精確度優(yōu)化。 17 圖 12 轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)電路圖 ASR– 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR– 電流調(diào)節(jié)器 GT– 觸發(fā)裝置 M – 直流電動(dòng)機(jī) TG– 測(cè)速發(fā)電機(jī) AC霍爾電流傳感器 UPE電力電子變換器 Un*轉(zhuǎn)速給定電壓 Un轉(zhuǎn)速反饋電壓 Ui*電流給定電壓 Ui電流反饋電壓 圖中，來(lái)自速度給定電位器給定的信號(hào) Un*與速度反饋信號(hào) Un 比較后，偏差為 △ Un= Un*Un，送到速度調(diào)節(jié)器 ASR 的輸入端。 檢測(cè)部分中，采用了霍爾片式電流檢測(cè)裝置對(duì)電流環(huán)進(jìn)行檢測(cè)，轉(zhuǎn)速則是采用了測(cè)速電機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。該間隔時(shí)間稱(chēng)為死區(qū)時(shí)間）之后， 再使 V V3 同時(shí)導(dǎo)通 T2 秒后同時(shí)關(guān)斷，如此反復(fù)，則電動(dòng)機(jī)電樞端電壓波形如圖 32b所示 a) b) 圖 10 橋式 PWM 降壓斬波器原理圖及輸出電壓波形圖 15 電容濾波三相橋式不可控整流電路 基本原理 該電路中，當(dāng)某一對(duì)二極管導(dǎo)通時(shí)，輸出直流電壓等于交流測(cè)電壓中最大的一個(gè)，該線電壓既向電容供電，也向負(fù)載供電。同樣，反向基極電流也可以通過(guò)增加一個(gè)或幾個(gè)外部晶體管加以放 大。 （ 4） 光電耦合器的回應(yīng)速度極快，其回應(yīng)延遲時(shí)間只有 10us 左右，適于 對(duì)應(yīng)速度要求很高的場(chǎng)合。 （ 3） 基片“地”（ 10 腳）必須聯(lián)到最低點(diǎn)位處。 1 腳和 8 腳接正、負(fù)門(mén)檻電壓，為比較器 A A5 提供正、負(fù)門(mén)檻電壓，以與三角波進(jìn)行比較。該控制電路包括 脈寬調(diào)制電路，基極驅(qū)動(dòng)電路，變換電路，三相橋式不可控整流電路 等脈寬調(diào)速系統(tǒng)所 需 的電路。同一組中的兩只 GTR 同時(shí)導(dǎo)通，同時(shí)關(guān)斷，且兩組晶體管之間可以是交替的導(dǎo)通和關(guān)斷。因此，這種裝置又稱(chēng)為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。 圖 1 直流電動(dòng)機(jī) PWM 系統(tǒng)原理圖 直流電動(dòng)機(jī)的脈寬調(diào)制的工作原理 直流無(wú)刷電機(jī)由電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開(kāi)關(guān)線路三部分組成。為了獲得良好的動(dòng)、靜態(tài)品質(zhì)，調(diào)節(jié)器均采用 PI 調(diào)節(jié)器并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了校正。 SG1731 是電壓型控制芯片 ,利用電壓反饋的方法控制 PWM 信號(hào)的占空比 ,整個(gè)電路成為雙極點(diǎn)系統(tǒng)的控制問(wèn)題 ,簡(jiǎn)化了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。為達(dá)到更好的機(jī)械特性要求，一般直流電動(dòng)機(jī)都是在閉環(huán)控制下運(yùn)行。與 VM 系統(tǒng)相比在很多方面有較大的優(yōu)越性： 1） 主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少。其基本原理是用改變電機(jī)電樞 (定子 )電壓的接通和斷開(kāi)的時(shí)間比 (占空比 )來(lái)控制馬達(dá)的速度，在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，其速度增加；電機(jī)斷電時(shí)，其速度減低。 關(guān)鍵詞 ：脈沖寬度調(diào)制 ,開(kāi)關(guān) ,直流調(diào)速系統(tǒng) ,雙閉環(huán)控制 ，基極驅(qū)動(dòng)，不可控整流 1 系統(tǒng)內(nèi)容簡(jiǎn)介 直流電機(jī)由于具有速度控制容易，啟、制動(dòng)性能良好，且在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速等特點(diǎn)而在冶金、機(jī)械制造、輕工等工業(yè)部門(mén)中得到廣泛應(yīng)用。 脈沖寬度調(diào)制 PWM(Pulse Width Modulation),就是指保持開(kāi)關(guān)周期 T不變，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 t對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方法可分為兩類(lèi)，即勵(lì)磁控制法與電樞電壓控制法。 4. 保護(hù)電路 二、 技術(shù)指標(biāo)： 采用速度、電流雙閉環(huán)控制以提高系統(tǒng)控制精度； 輸出信號(hào)穩(wěn)定，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)大功率開(kāi)關(guān)器件； 控制信號(hào)通過(guò) PWM 控制器（單片機(jī)）對(duì)功率開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，使其滿足按要求進(jìn)行速度調(diào)節(jié)的要求。 3. 利用 PWM 控制器（單片機(jī)）、大功率開(kāi)關(guān)器件、隔離電路、驅(qū)動(dòng)芯片等硬件，設(shè)計(jì)建立直流電動(dòng)機(jī) PWM 控制系統(tǒng)，力求實(shí)用、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。 致謝 ............................................................................................................................................... 26 2 摘 要 直流電機(jī)由于具有速度控制容易，啟、制動(dòng)性能良好，且在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速等特點(diǎn)而在冶金、機(jī)械制造、輕工等工業(yè)部門(mén)中得到廣泛應(yīng)用。其基本原理是用改變電機(jī)電樞 (定子 )電壓的接通和斷開(kāi)的時(shí)間比 (占空比 )來(lái)控制馬達(dá)的速度，在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中 ，當(dāng) 電機(jī)通電時(shí)，其速度增加；電機(jī)斷電時(shí)，其速度減低。確保了系統(tǒng)可靠運(yùn)行。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)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。本設(shè)計(jì)采用直流極式控制的橋式 PWM 變換器。已完全取代了 VM 系統(tǒng)?？刂撇糠植捎?SG1731（ 脈寬調(diào)制芯片 SG1731 具有欠壓鎖定、故障關(guān)閉和軟起動(dòng)等功能 ,因而在中小功率電源和電機(jī)調(diào)速等方面應(yīng)用較廣泛。從閉環(huán)反饋結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào) 節(jié)環(huán)在里面，是內(nèi)環(huán)，按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面，成為外環(huán)，按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？刂撇糠植捎?SG1525 集成控制器產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的 PWM 脈沖波形，通過(guò)調(diào)節(jié)這兩路波形的寬度來(lái)控制 H電路中的 GTR 通斷時(shí)間，便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的控制。 PWM 驅(qū)動(dòng)裝置是利用大功率晶體管的開(kāi)關(guān)特性來(lái)調(diào)制固定電壓的直流電源，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”與“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短，通過(guò)改變直流伺服電動(dòng)機(jī)電樞 上電壓的“占比空”來(lái)改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖中，四只 GTR 分為兩組， 1VT 和 4VT 為一組， 2VT 和 3VT為另一組。 a).正向電動(dòng)運(yùn)行波形 b).反向電動(dòng)運(yùn)行波形 9 3 單元電路設(shè)計(jì) PWM 驅(qū)動(dòng)裝置控制電路 如 圖 5 所示 為 PWM 驅(qū)動(dòng)裝置控制電路框圖。其振蕩角頻率由電容 C（接 6 腳和地之間）和外供正、負(fù)參考電壓 2V 正、 2V 負(fù)（ 2腳和 7腳）決定： 式中： VU=（ 2VUv+2VVV）。 11 （ 2） +VO 與 V0 的差值不能小于 ，但也不能超過(guò) 44V，電動(dòng)機(jī)供電可共用此電源，也可另設(shè)電源。因?yàn)楣怦詈掀骷妮斎牖芈泛洼敵龌芈房梢猿惺軒浊Х母邏骸? 3） 可為晶體管提供一個(gè)幅值為 3A 的反向基極電流，這一電流值足以使晶體管快速關(guān)斷，保證了晶體管電極電流的下降時(shí)間極短，從而顯著減少了關(guān)短損耗。設(shè) V V4先同時(shí)導(dǎo)通 T1 秒后同時(shí)關(guān)斷，間隔一定時(shí)間（為避免電源直通短路。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖 如圖 7所示。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。通過(guò)該銅制電流路徑施加的電流能夠生成可被集成霍爾 IC 感應(yīng)并轉(zhuǎn)化為成比例電壓的磁場(chǎng)。 ? 通過(guò)過(guò)溫增益和偏置修正實(shí)現(xiàn)總輸出誤差減少 ? 小型封裝尺寸， 安裝簡(jiǎn)便 ? 高可靠性的單片霍爾 IC ? 超低功率損耗： 100 181。 23 總結(jié) 該系統(tǒng)調(diào)速精 度 與調(diào)速范圍要求不是很高，但與傳統(tǒng)的晶閘管可控調(diào)速系統(tǒng)相比 ，它具有調(diào)速范圍寬、快速性能好、功率因數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，使之以廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的直流調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中。感謝學(xué)校給我們提供那么多資料資源，感謝班主任細(xì)心地指導(dǎo)，感謝同學(xué)們的相互交流，討論，感謝老師課外輔導(dǎo)，是你們讓我能夠靜下心來(lái)，尋找與論文相關(guān) 的課題資料，能夠在知識(shí)的海洋里吸取更多的更多的營(yíng)養(yǎng)，從而能夠?yàn)樽约哼M(jìn)一步的加油充電，說(shuō)實(shí)話這次論文我做了