【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ a（正轉(zhuǎn)） b（反轉(zhuǎn)） 圖 415 脈寬調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速 n 仿真波形 a（正轉(zhuǎn)） b（反轉(zhuǎn)） 圖 416 脈寬調(diào)速系統(tǒng)電流 ai 仿真波形 a （正轉(zhuǎn)） b （反轉(zhuǎn)） 圖 417 脈寬調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)矩 eT 仿真波形 從仿 能突變，而是在最短時間內(nèi)迅速達(dá)到允許的最大值。清華大學(xué)出版社， 2021 [3]周深淵，交直流調(diào)速系統(tǒng)與 MATLAB 仿真。我對他們致以真誠的謝意和衷心的祝福。同時在對電路設(shè)計(jì)的過程中，鞏固了我的專業(yè)課知識，使自己受益匪淺。 2） 轉(zhuǎn) 11()P I p pisW S K KK S s???? ? ? （ 41） 式中： pK 比例系數(shù)， iK 積分系數(shù)， piKK?? 考 通過分析，轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器的各參數(shù)如圖所示。 本設(shè)計(jì)由于采用 MATLAB/Simulink 仿真平臺進(jìn)行電路仿真， MATLAB 模型庫中的電力系統(tǒng)模型庫 (Power System Blockset)里提供了直流、交流電源模塊，因此在仿真電路設(shè)計(jì)中，可直接用直流電源代替三相不控整流直流電源。因此，在制動狀態(tài)中， 2V 和 1VD 輪流導(dǎo)通，而 1V 始終是關(guān)斷的，此時的電壓和電流波形示于圖 36c。 轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器的作用 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的作用可以分別歸納如下： 1 時，限制電樞電流的最大值，起快速 的自動保護(hù)作用。 弱磁調(diào)速 圖 25 磁調(diào)速特性曲線 普 也增大。相對而言 ， PWM 直流 調(diào)速系統(tǒng)主電路線路簡單，功率元件少，開關(guān)頻率高，其控制水平從 1000Hz 可達(dá)到 4000Hz，電機(jī)電流連續(xù)，低速性能好，諧波少，穩(wěn)態(tài)精度高，脈動小，損耗和發(fā)熱都 較小，調(diào)速范圍寬，調(diào)速系統(tǒng)頻帶寬，快速響應(yīng)性好，動態(tài)抗擾能力強(qiáng) 。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。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。 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。 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。 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。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(jì)算機(jī)仿真使用 MATLAB 的 Simulink工具箱 對其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究。 本設(shè)計(jì)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。 [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(jì)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 。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，凝聚著許多人的關(guān)懷和幫助。 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)。 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。 3． 限流保護(hù)環(huán)節(jié)（ＦＡ） 在邏輯延時環(huán)沖信號進(jìn)行功率放大，以驅(qū)動主電路的電力晶體管，每個晶體管應(yīng) 共 23 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 有獨(dú)立的基極驅(qū)動電路?？梢?，穩(wěn)態(tài)電流 ai 是 制動不可逆 PWM變換器 圖 36a 所示為具有制動狀態(tài)的不可逆 PWM 變換器。 圖 28 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)機(jī)械特性的關(guān)系 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 雙閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性 圖 211 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 （二）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和 這時， ASR 輸出達(dá)到限幅值 imU? ，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。 3）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬。由于換向 從 20 世紀(jì) 80 年代起，在電氣傳動自動化領(lǐng)域中出現(xiàn)了一個革命性的變化，這就是交流電動機(jī)調(diào)速技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。 控制技術(shù) 已居世界先進(jìn)水平。 電機(jī)基本調(diào)速方法 由電機(jī)學(xué)基本理論可知，直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速特性方程式為 共 23 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ Φ —勵磁磁通（ Wb）； eK —由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的電動勢常數(shù)； 由上式可見，直流電動機(jī)調(diào)速方案可有以下三種。 各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時，各變量之間有下列關(guān)系： imU? 為 ASR 的輸出限幅值。來自脈寬調(diào)制電路的兩個極性相反的脈沖電壓 1bu 、 2bu 分別作用到 1V 、 2V 的基極。 圖 42 直流電源設(shè)計(jì)原理圖 圖 43 三相橋式不控整流電路原理圖 對于 PWM 變換器中的濾波電容，其作用除濾波外，還有當(dāng)電機(jī)制動時吸收運(yùn) 行系統(tǒng)動能的作 ，可以采用圖 44 中的鎮(zhèn)流電阻 Rb 來消耗掉部分動能。其中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器各封裝在子模塊中，里面包含 PI 調(diào)節(jié)， 共 23 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 限幅值等 。 通過本次設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我對知識的掌握，使我對設(shè)計(jì)過程有了全面地了解。在此，我再一次對 方 老師 和 *教授 的培養(yǎng)和關(guān)懷表示誠摯的謝意！ 感謝 其他任課 老師們，他們不但在大學(xué)四年中指導(dǎo)我們學(xué)習(xí)和生活，而且在完成論文期間給我許多幫助和建議，他們兢兢業(yè)業(yè)、對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度為我做出了好的表率，時刻鞭策著我向他們學(xué)習(xí)。重慶大學(xué)出版社， 2021 [5]洪乃剛，電力電子拖動自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與仿真。 圖 418 轉(zhuǎn)速 n 的過渡過程 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了正反轉(zhuǎn)運(yùn)行， 當(dāng)給定電壓環(huán)節(jié) nU? 從 +10 撥向 10 時，電