晶閘管直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-04 11:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 導(dǎo)通， T T4 關(guān)斷，調(diào)控 T3，電動(dòng)機(jī)可以運(yùn)行在反向電動(dòng)狀態(tài)； T2 導(dǎo)通，T T3關(guān)斷，調(diào)控 T4，電動(dòng)機(jī)可以運(yùn)行在反向制動(dòng)狀態(tài)。 武漢理工大學(xué)《電力電子裝置及系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 6 3 控制電路的設(shè)計(jì)與分析 控制電路（如圖 31）主要環(huán)節(jié)是：觸發(fā)電路、電壓電流檢測單元、 驅(qū)動(dòng)電路、檢測與故障保護(hù)電路。主電路電力電子開關(guān)器件要采用 IGBT，并且系統(tǒng)具有完善的保護(hù)。 圖 31 控制電路 觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)與分析 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測，鋸齒波形成，移相控制，脈沖形成，脈沖放大等環(huán)節(jié)組成。 脈寬調(diào)制（ PWM）控制的設(shè)計(jì)與分析 根據(jù) IGBT 的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)用脈寬調(diào)制（ PWM）控制方式對開關(guān)管的占空比進(jìn)行控制。采用的芯片是 脈寬調(diào)制器 SG3525。 要改變輸出脈沖 PWM的占空比， 只要改變調(diào)制信號 Ur的電壓大小即可實(shí)現(xiàn) 。 SG3525 的引腳 及其內(nèi)部框圖如圖 32 所示。 武漢理工大學(xué)《電力電子裝置及系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 7 圖 32 SG3523 引腳圖 它主要由基準(zhǔn)電壓調(diào)整器、震蕩器、誤差放大器、比較器、鎖存器、欠壓鎖定電路、閉鎖控制電路、軟啟動(dòng)電路、輸出電路構(gòu)成。 欠壓鎖定功能 基準(zhǔn)電壓調(diào)整器受 15端的外加直流電壓 Vc 的影響，當(dāng) Vc 低于 7V 或嚴(yán)重欠壓時(shí)，基準(zhǔn)電壓調(diào)整器的精度值就得不到保證，由于設(shè)置了欠壓鎖定電路，當(dāng)出現(xiàn)欠電壓時(shí)，欠電壓鎖定功能使 A 端線由低電壓上升為邏輯高電平經(jīng)過或非門輸出轉(zhuǎn)化為 P1=P2=0 ,SG3525的 13 腳輸出電平，功率驅(qū)動(dòng)電路 輸出至功率場效應(yīng)管控制脈沖消失，逆變器無電壓輸出。 系統(tǒng)的故障關(guān)閉功能 為便于從主回路受檢測到的故障信號，集成控制器內(nèi)部 T3 晶體管基極經(jīng)一電阻連接10引腳。過流保護(hù)環(huán)節(jié)檢測到的故障信號使 10 腳為高電平，由于 T3基極與 A端線相連，故障信號產(chǎn)生的關(guān)閉過程與欠電壓鎖定過程類似。在電路中，過流保護(hù)環(huán)節(jié)還輸出一個(gè)信號到與門的輸入端，當(dāng)出現(xiàn)過流信號時(shí)，檢測環(huán)節(jié)輸出一低電平信號到與門的輸入端，使脈沖消失，與 SG3525 的故障關(guān)閉功能一起構(gòu)成雙重保護(hù)。 軟起動(dòng)功能 軟起動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)主要由晶體管 T3和外接 電容 C3及鎖存器來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)出現(xiàn)欠壓或者有過流故障時(shí)， A端線高電平傳到 T3 晶體管基極， T3導(dǎo)通為 8引腳外接電容 C3 提供放 武漢理工大學(xué)《電力電子裝置及系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 8 電的途徑， C3 經(jīng) T3 放電到零電壓后，限制了比較器的 PWM′脈沖電壓輸出，該電壓上升為恒定的邏輯高電平， PWM′高電平經(jīng) PWM 鎖存器輸出至 D 端線仍為恒定的邏輯高電平，C3電容重新充電之前， D端線的高電平不會(huì)發(fā)生變化，封鎖輸出。當(dāng)故障消除后， A端線恢復(fù)為低電壓正常值， T3 截止， C3 電容由 50μ A 電流源緩慢充電， C3 充電對 PWM′和 D端線脈沖寬度產(chǎn)生影響，同時(shí)對 P1和 P2輸出脈沖產(chǎn)生影響，其結(jié) 果是使 P1 和 P2 脈沖由窄緩慢變寬，只有 C3 充電結(jié)束后， P1 和 P2 的脈沖寬度才不受 C3 充電的影響。這種軟啟動(dòng)方式，可使系統(tǒng)主回路電機(jī)及功率場效應(yīng)管避免承受過大的沖擊浪涌電流。 波形的產(chǎn)生及控制方式分析 鋸齒波作為載波信號 Ut，調(diào)制信號由 9 腳輸入，此圖中，調(diào)制信號由可調(diào)電位器 RP上的電壓信號 Ur′和外加的給定信號 Ug疊加而成， RP上的電壓信號用于確定脈寬調(diào)制波的初始占空比， Ug 可正可負(fù)，用于控制逆變器輸出電壓的大小和極性， Ug 也可以由摸擬或數(shù)字調(diào)節(jié)器的輸出來控制，構(gòu)成閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。 集成控制器 SG3525 的輸出側(cè)采用推拉式電路，可使關(guān)斷速度加快。 11腳、 14 腳與 12腳連接。 PWM 脈沖由 13 腳輸出，這樣能夠保證 13腳的輸出與鎖存器的輸出一致。 鋸齒波與調(diào)制波的交點(diǎn)比較功能由比較器完成， Ut〉 Ur時(shí)，比較器輸出的 PWM′波形由邏輯低電平變?yōu)楦唠娖剑?Ut〈 Ur 時(shí)，比較器輸出的 PWM′波形由邏輯高電平變?yōu)榈碗娖?。為保證 PWM′波寬不至于太窄，用 PWM 鎖存器鎖存高電平值，并在 CP脈沖下跳時(shí)對鎖存器清零，以進(jìn)行下一個(gè)比較點(diǎn)的鎖存。 延時(shí)、驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 在可逆變換器中，跨接在電源 Us 兩端的上、下兩個(gè)功 率場效應(yīng)管經(jīng)常交替工
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