【正文】 縱觀整個(gè)設(shè)計(jì)，經(jīng)典部分是已學(xué)過(guò)的知識(shí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)深入理解了工程設(shè)計(jì)方法，擴(kuò)展了知識(shí)面，各門課程綜合應(yīng)用，收益頗多，使我對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制有了更深的認(rèn)識(shí)。②速度調(diào)節(jié)器(ASR)和電流調(diào)節(jié)器(ACR)的輸出限幅值的整定在調(diào)節(jié)器的3個(gè)輸入中的其中任一個(gè)輸入接給定，在4.、5之間接50K電阻、1uF電容，調(diào)節(jié)給定電位器，使調(diào)節(jié)器的輸入為1V，調(diào)節(jié)電位器RP1，使調(diào)節(jié)器的輸出7為+4V（輸出正限幅值）；同樣把給定調(diào)節(jié)為+1V，調(diào)節(jié)RP2，把負(fù)限幅值調(diào)節(jié)為4V。圖39 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖第4章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖41系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)工作原理速度給定信號(hào)G，速度調(diào)節(jié)器ASR，電流調(diào)節(jié)器ACR，控制PWM信號(hào)產(chǎn)生裝置UPM脈寬調(diào)制器，DLD單元把一組PWM波形分成兩組相差180176。一般情況下,當(dāng)控制對(duì)象的兩個(gè)時(shí)間常數(shù)之比TL/T∑I ≥10時(shí),典Ⅰ系統(tǒng)的抗擾恢復(fù)時(shí)間還是可以接受的。②對(duì)負(fù)載擾動(dòng)起抗擾作用。穩(wěn)態(tài)時(shí) 在正常負(fù)載情況下，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和，電流調(diào)節(jié)器也不飽和，穩(wěn)態(tài)時(shí)，依靠調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，它們的輸入偏差電壓都是零。通常，轉(zhuǎn)速電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出值是帶限幅的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出限幅電壓為，它決定了電流調(diào)節(jié)器給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器的輸出限幅電壓是，它限制了PWM裝置輸出電壓的最大值。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(kāi)始放電。另一路送到基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓器的輸入端，%V的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。其取值范圍為0歐到500歐。3腳:SYNC(同步端):為外同步用。 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。主電路如圖25所示。這樣看來(lái)，雙極式可逆PWM變換器與具有制動(dòng)作用的不可逆PWM變換器的電流波形差不多，主要區(qū)別在于電壓波形；前者，無(wú)論負(fù)載是輕還是重，加在電動(dòng)機(jī)電樞兩端的電壓都在和之間變換；后者的電壓只在和0之間變換。下面分別對(duì)各種形式的PWM變換器做一下簡(jiǎn)單的介紹和分析。本次設(shè)計(jì)以H型PWM直流控制器為主要研究對(duì)象。4）為此，應(yīng)采取相應(yīng)的無(wú)功補(bǔ)償、濾波和高次諧波的抑制措施。經(jīng)過(guò)合理的簡(jiǎn)化處理，整個(gè)系統(tǒng)一般都可以用低階近似。29結(jié)束語(yǔ)24第4章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證16 SG3525的工作原理6 泵升電路6 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)s control and the measuring technique, to increase the control precision and the speed of response, the frugal energy and so on have the important meaning. A problem about speedmodulation of DC motor is very important in the field automatic. The requests to the effect after the speedmodulation of the DC motor are different in different fields. Then, different speedmodulation ways are using in different fields.This paper researches DCdrive speed system with a dualconverter and dualclosedloop based PWM, discussing a new control method that bines PWM with D Cdrive, designs applies in direct current motor39。不同領(lǐng)域?qū)τ陔姍C(jī)的調(diào)速性能有著不同的要求，因此，不同的調(diào)速方法有著不同的應(yīng)用場(chǎng)合。2 設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求32PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)前 言在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命過(guò)程中，電氣自動(dòng)化在20世紀(jì)的后四十年曾進(jìn)行了兩次重大的技術(shù)更新。用靜止的可控整流器，如汞弧整流器和晶閘管整流裝置，產(chǎn)生可調(diào)的直流電壓。（2）晶閘管元件對(duì)于過(guò)電壓、過(guò)電流以及過(guò)高的du/dt和di/dt十分敏感，其中任意指標(biāo)超過(guò)允許值都可能在很短時(shí)間內(nèi)元件損壞，因此必須有可靠的保護(hù)裝置和符合要求的散熱條件，而且在選擇元件時(shí)還應(yīng)保留足夠的余量，以保證晶閘管裝置的可靠運(yùn)行。由于它簡(jiǎn)單、可靠及使用方便靈活，大大簡(jiǎn)化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試，故獲得廣泛使用。 選擇IGBT的H橋型主電路的理由IGBT的優(yōu)點(diǎn)：1） IGBT的開(kāi)關(guān)速度高，開(kāi)關(guān)損耗小。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。在整個(gè)制動(dòng)狀態(tài)中，VT2和VD1輪流導(dǎo)通，VT1始終截止，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，電壓和電流波型圖22（c）。兩種工作狀態(tài)下電路電壓平衡方程式都分為兩個(gè)階段，情況同簡(jiǎn)單的不可逆的PWM變換器電路相同，即在期間為式，在期間為式　，只不過(guò)兩種狀態(tài)下電流的方向相反，即在制動(dòng)狀態(tài)時(shí)為。若仍以來(lái)定義PWM電壓的占空比，則雙極式PWM變換器的電壓占空比為。當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載較重時(shí)電流方向連續(xù)不變；負(fù)載較輕時(shí)，電流在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)也會(huì)變向。這種器件具有MOS門極的高速開(kāi)關(guān)性能和雙極動(dòng)作的高耐壓、大電流容量的兩種特點(diǎn)。可直接驅(qū)動(dòng)功率MOS管，工作頻率高達(dá)400KHz，具有欠壓鎖定、過(guò)壓保護(hù)和軟啟動(dòng)振蕩器外部同步、死區(qū)時(shí)間可調(diào)、PWM瑣存、禁止多脈沖、逐個(gè)脈沖關(guān)斷等功能。,u F到0. 1 u F。在重迭處有一個(gè)電流尖脈沖，起持續(xù)時(shí)間約為l00ns。上電過(guò)程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與軟啟動(dòng)電容接入端相連的PWM比較器反向輸入端處于低電平，PWM比較器輸出高電平。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，是內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面，叫做外環(huán)。這是系統(tǒng)靜特性的正常運(yùn)行段。是所對(duì)應(yīng)的電樞電流最大值，由設(shè)計(jì)者根據(jù)電動(dòng)機(jī)的容許過(guò)載能力和拖動(dòng)系統(tǒng)允許的最大加速度選定。 反電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流環(huán)來(lái)說(shuō)只是一個(gè)變化緩慢的擾動(dòng)作用，在電流調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)過(guò)程中可以近似的認(rèn)為E不變，即△E=0。 τn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。DZS 為零速封鎖器，其輸出控制 ASR 和 ACR，當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)給定電壓為零時(shí)確保電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零，避免運(yùn)算放大器因零點(diǎn)漂移造成電動(dòng)機(jī)不能停車。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 開(kāi)環(huán)機(jī)械特性測(cè)試把電機(jī)、直流電源，接入系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)加額定勵(lì)磁。這也是我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的一大動(dòng)力。把正給定接入脈寬發(fā)生單元，調(diào)節(jié)給定，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1600rpm，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)器中的RP1，使3端輸出的電壓為4V。 DLD邏輯延時(shí)單元，對(duì)PWM控制信號(hào)進(jìn)行延時(shí)和整形。把給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改為U*n(s)/α；再把時(shí)間常數(shù)為Ton和2T∑i的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來(lái)，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為T∑n的慣性環(huán)節(jié)，且T∑n=Ton+2T∑I,，則轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)圖可轉(zhuǎn)化成圖38（b）。它代表轉(zhuǎn)速環(huán)輸出量對(duì)電流環(huán)的影響。上述關(guān)系表明，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速n是由給定電壓和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)決定的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓即電流環(huán)給定電壓是由負(fù)載電流和電流反饋系數(shù)決定的，而控制電壓即電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓則同時(shí)取決于轉(zhuǎn)速n和電流，或者說(shuō)同時(shí)取決于和。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和， ，所以。圖34 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖實(shí)際上，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的，對(duì)于靜特性來(lái)說(shuō)，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器存在飽和與不飽和兩種情況。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)圖33轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串聯(lián)連接。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動(dòng)電路，因此只需要一個(gè)外接定時(shí)電容。在電路異常時(shí)，只要腳10電壓大于0. 7V，三極管導(dǎo)通，反相端的電壓將低于鋸齒波的谷底電壓()，使得輸出PWM信號(hào)關(guān)閉，起到保護(hù)作用.11腳:OUTPUT A,14腳: OUTPUT B(脈沖輸出端):輸出末級(jí)采用推挽輸出電路，拉電流和灌電流峰值達(dá)200mA。4腳輸出頻率為輸出脈沖頻率的2倍。它適用于各開(kāi)關(guān)電源、斬波器的控制。但這樣系統(tǒng)就比較復(fù)雜了，我們就不選擇這種方式了。圖23（b）中，左邊兩個(gè)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，具有和雙極式一樣的正、負(fù)交替的脈沖波形，使VT1和VT2交替導(dǎo)通；右邊兩個(gè)器件VTVT4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)則按電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向施加不同的控制信號(hào)：電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，使恒為負(fù)，恒為正，VT3截止VT4常通；電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，則使恒為正，恒為負(fù)，VT3常通VT4截止。在期間，VT2在正的和反電動(dòng)勢(shì)E的作用下飽和導(dǎo)通，由E－產(chǎn)生的反向電流沿回路3通過(guò)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。式中，R，L——電動(dòng)機(jī)電樞回路的總電阻和總電感；E——電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓為 這主要是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照要求來(lái)控制動(dòng)態(tài)過(guò)程的電流或轉(zhuǎn)矩。由此可見(jiàn)，變頻調(diào)速是非常值得自動(dòng)化工作者去研究的。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)。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。鑒于直流調(diào)速系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國(guó)防事業(yè)中的重要作用，有必要對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)作進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。4 采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的理由研究直流電機(jī)的控制和測(cè)量方法，對(duì)提高控制精度和響應(yīng)速度、節(jié)約能源等都具有重要意義。4 選擇IGBT的H橋型主電路的理由13 緩沖電路參數(shù)如果事先對(duì)這些典型系統(tǒng)作比較深入的研究,把它們的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性當(dāng)作預(yù)期的特性,弄清楚它們的參數(shù)和系統(tǒng)性能指標(biāo)的關(guān)系,寫成簡(jiǎn)單的公式或制成簡(jiǎn)明的圖表,則在設(shè)計(jì)實(shí)際系統(tǒng)時(shí),只要能把它校正或簡(jiǎn)化成典型系統(tǒng)的形式,就可以利用現(xiàn)成的公式和圖表來(lái)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算,這樣,就建立了工程設(shè)計(jì)方法的可能性。改變電阻調(diào)速缺點(diǎn)很多，目前很少采用，僅在有些起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)及電車等調(diào)速性能要求不高或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長(zhǎng)的傳動(dòng)系統(tǒng)中采用。5）在反饋控制系統(tǒng)中，不管出于什么原因（外部擾動(dòng)或系統(tǒng)內(nèi)部變化），只要被控制量偏離規(guī)定值，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用去消除偏差。圖21（a）所示為無(wú)制動(dòng)作用的簡(jiǎn)單不可逆PWM變換器主電路原理圖，其開(kāi)關(guān)器件采用全控型的電力電子器件。由于電壓極性的變化，使得電樞回路電流的變化存在兩種情況，其電壓、電流波形如圖24所示。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)制可逆運(yùn)行，由正、負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓的脈沖寬窄而定。（2）單極式可逆PWM變換器：當(dāng)直流電源