pwm運動控制課程設(shè)計報告(編輯修改稿)
2025-05-11 04:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電力電子器件（以下以電力晶體管為例）和四個續(xù)流二極管組成的橋式電路，這種電路只需要單極性電源，所需電力電子器件的耐壓相對較低，但是構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)的電動機電樞兩端浮地。 H型PWM變換器電路 圖43 H型PWM變換電路 H型變換器電路在控制方式上主要采用雙極式可逆PWM變換器，其主電路如圖41（b）所示。四個電力晶體管分為兩組，VT1和VT4為一組，VT2和VT3為一組。同一組中兩個電力晶體管的基極驅(qū)動電壓波形相同，即，VT1和VT4同時導(dǎo)通和關(guān)斷；，VT2和VT3同時導(dǎo)通和關(guān)斷。而且，和，相位相反，在一個開關(guān)周期內(nèi)VT1，VT4和VT2，VT3兩組晶體管交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，變換器輸出電壓在一個周期內(nèi)有正負(fù)極性變化，這是雙極式PWM變換器的特征，也是“雙極性”名稱的由來。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44所示圖44 雙極式PWM變換器電壓和電流波形 （a）電動機負(fù)載較重時?。╞）電動機負(fù)載較輕時 如果電動機的負(fù)載較重，平均負(fù)載電流較大，在時，和為正，VT1和VT4飽和導(dǎo)通；而和為負(fù)，VT2和VT3截止。這時，加在電樞AB兩端，電樞電流沿回路１流通（見圖44（b）），電動機處于電動狀態(tài)。在時，和為負(fù)，VT1和VT4截止；和為正，在電樞電感釋放儲能的作用下，電樞電流經(jīng)二極管VD2和VD3續(xù)流，在VD2和VD3上的正向壓降使VT2和VT3的ce極承受反壓而不能導(dǎo)通，電樞電流沿回路２流通，電動機仍處于電動狀態(tài)。有關(guān)參量波形圖示于圖41（a）。如果電動機負(fù)載較輕，平均電流小，在續(xù)流階段電流很快衰減到零，即當(dāng)時。于是在時，VT2和VT3的ce極兩端失去反壓，并在負(fù)的電源電壓（）和電動機反電動勢E的共同作用下導(dǎo)通，電樞電流反向，沿回路３流通，電動機處于反接制動狀態(tài)。在（）時，和變負(fù)，VT2和VT3截止，因電樞電感的作用，電流經(jīng)VD1和VD4續(xù)流，使VT1和VT4的ce極承受反壓，雖然和為正，VT1和VT4也不能導(dǎo)通，電流沿回路４流通，電動機工作在制動狀態(tài)。當(dāng)時，VT1和VT4才導(dǎo)通，電流又沿回路１流通。有關(guān)參量的波形示于圖44（b）。 這樣看來，雙極式可逆PWM變換器與具有制動作用的不可逆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，無論負(fù)載是輕還是重，加在電動機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。這里并未反映出“可逆”的作用。實現(xiàn)電動機制可逆運行，由正、負(fù)驅(qū)動電壓的脈沖寬窄而定。當(dāng)正脈沖較寬時，電樞兩端的平均電壓為正，在電動運行時電動機正轉(zhuǎn)；當(dāng)正脈沖較窄時，平均電壓為負(fù)，電動機反轉(zhuǎn)。如果正、負(fù)脈沖寬度相等，平均電壓為零，電動機停止運轉(zhuǎn)。因為雙極式可逆PWM變換器電動機電樞兩端的平均電壓為 若仍以來定義PWM電壓的占空比，則雙極式PWM變換器的電壓占空比為 改變即可調(diào)速，的變化范圍為。為正值，電動機正轉(zhuǎn)；為負(fù)值，電動機反轉(zhuǎn)；，電動機停止運轉(zhuǎn)。在時，電動機雖然不動，但電樞兩端的瞬時電壓和流過電樞的瞬時電流都不為零，而是交變的。這個交變電流的平均值為零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增加了電動機的損耗，當(dāng)然是不利的。但是這個交變電流使電動機產(chǎn)生高頻微振，可以消除電動機正、反向切換時的靜摩擦死區(qū)，起著所謂“動力潤滑”的作用，有利于快速切換。 雙極式可逆PWM變換器的優(yōu)點是：電流一定連續(xù)，可以使電動機實現(xiàn)四象限動行；電動機停止時的微振交變電流可以消除靜摩擦死區(qū)；低速時由于每個電力電子器件的驅(qū)動脈沖仍較寬而有利于折可靠導(dǎo)通；低速平穩(wěn)性好，可達(dá)到很寬的調(diào)速范圍。雙極式可逆PWM變換器存在如下缺點；在工作過程中，四個電力電子器件都處于開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)損耗大，而且容易發(fā)生上、下兩只電力電子器件直通的事故，降低了設(shè)備的可靠性。鑒于以上分析，本設(shè)計這里所采用的是技術(shù)性能較好、經(jīng)常采用的雙極性雙極式脈寬放大器的電路如圖45所示。H橋級聯(lián)型多電平變換器
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1