直流脈寬pwm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究——保護(hù)電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-16 13:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。逆變器中IGBT開通時(shí)出現(xiàn)尖峰電流，其原因是由于在剛導(dǎo)通的IGBT負(fù)載電流上疊加了橋臂中互補(bǔ)管上反并聯(lián)的續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流，所以在此二極管恢復(fù)阻斷前，剛導(dǎo)通的IGBT上形成逆變橋臂的瞬時(shí)貫穿短路，使ic出現(xiàn)尖峰，為此需要串入抑流電感，即串聯(lián)緩沖電路，或放大IGBT的容量。緩沖電路參數(shù)：經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出緩沖電路電阻R=10KΩ；電容C=。(3)泵升電路參數(shù)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。泵升電路中電解電容選取C=2000μF ；電壓U=450V；VT選取IRGPC50U型號(hào)的IGBT管；電阻選取R=20Ω 。第三章 調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)ASR,ACR 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)因?yàn)?δi% ≥5%且TL/T∑I =10。所以 按典Ⅰ系統(tǒng)設(shè)計(jì),選PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：，為電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器時(shí)，可把已設(shè)計(jì)好的電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。為此，需求出它的等效傳遞函數(shù)： 近似條件: ，為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖 轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)器、電流反饋調(diào)節(jié)器的整定把電機(jī)、220V直流電源接入系統(tǒng)，系統(tǒng)接成開環(huán)。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。加大負(fù)載，調(diào)節(jié)電流反饋調(diào)節(jié)器，使電流反饋調(diào)節(jié)器3端輸出的電壓為+4V。第四章 觸發(fā)電路 集成脈寬調(diào)制控制器SG3525是控制電路的核心，它采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案，適合于各種開關(guān)電源、斬波器的控制。本實(shí)驗(yàn)電路中用SG3525 產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)作為IGBT 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 系統(tǒng)原理圖其中：G：給定器；DZS：零速封鎖器；ASR：速度調(diào)節(jié)器；ACR電流調(diào)節(jié)器：GT：觸發(fā)裝置；FBS：速度變換器；FA：過流保護(hù)器；FBC：電流變換；AP1：I組脈沖放大器；SG3525介紹：SG3525脈寬調(diào)制型控制器是美國(guó)通用電氣公司的產(chǎn)品，作為SG3524的改進(jìn)型，更適合于運(yùn)用MOS管作為開關(guān)器件的DC/DC變換器，它是采用雙級(jí)型工藝制作的新型模擬數(shù)字混合集成電路，性能優(yōu)異，所需外圍器件較少。它的主要特點(diǎn)是:輸出級(jí)采用推挽輸出，雙通道輸出，占空比050%,灌拉電流峰值可達(dá)500mA?？芍苯域?qū)動(dòng)功率MOS管，工作頻率高達(dá)400KHz，具有欠壓鎖定、過壓保護(hù)和軟啟動(dòng)等功能。該電路由基準(zhǔn)電壓源、震蕩器、誤差放大器、PWM比較器與鎖存器、分相器、欠壓鎖定輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)，軟啟動(dòng)及關(guān)斷電路等組成，可正常工作的溫度范圍是0700C。 V士1%，工作電壓范圍很寬，為8V到35V. 控制電路圖第五章 保護(hù)電路 整流電路中的保護(hù)電路本設(shè)計(jì)采用晶閘管交流過壓保護(hù)電路作為整流電路中的保護(hù)電路，其電路圖如下 晶閘管交流過壓保護(hù)電路電路圖當(dāng)電路出現(xiàn)過電壓時(shí)，穩(wěn)壓管VDW導(dǎo)通，使晶閘管（VT1或VT2）導(dǎo)通，由支路中電阻消耗電能。這種保護(hù)措施在系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓時(shí)最多工作半個(gè)周期，在一個(gè)周期結(jié)束時(shí)，晶閘管自行關(guān)斷。 PWM電路中的保護(hù)電路 主電路中的熔斷器負(fù)責(zé)過流保護(hù) 緩沖電路 H橋電路中采用了緩沖電路，由電阻和電容組成。 IGBT的緩沖電路功能側(cè)重于開關(guān)過程中過電壓的吸收與抑制，這是由于IGBT的工作頻率可以高達(dá)3050kHz；因此很小的電路電感就可能引起頗大的，從而產(chǎn)生過電壓，危及IGBT的安全。逆變器中IGBT開通時(shí)出現(xiàn)尖峰電流，其原因是由于在剛導(dǎo)通的IGBT負(fù)載電流上疊加了橋臂中互補(bǔ)管上反并聯(lián)的續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流，所以在此二極管恢復(fù)阻斷前，剛導(dǎo)通的IGBT上形成逆變橋臂的瞬時(shí)貫穿短路，使出現(xiàn)尖峰，為此需要串入抑流電感，即串聯(lián)緩沖電路，或放大IGBT的容量。緩沖電路參數(shù)：經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出緩沖電路電阻R=10K；電容。選測(cè)速發(fā)電機(jī) 永磁式ZYS231/110型，額定數(shù)據(jù)為P=，U=110V，I=，n=1900r/min。測(cè)速反饋電位器RP2的選擇 考慮測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出最高電壓時(shí)，其電流約為額定值的20%，這樣，測(cè)速發(fā)電機(jī)電樞壓降對(duì)檢測(cè)信號(hào)的線性度影響較小。測(cè)速發(fā)電機(jī)工作最高電壓 測(cè)速反饋電位器阻值 此時(shí)RP2所消耗的功率為 為了使電位器溫度不要很高，實(shí)選瓦數(shù)應(yīng)為消耗功率的一倍以上，故選RP2為4W，取2000。本系統(tǒng)要求電流檢測(cè)不但要反映電樞電流的大小而且還要反映電流極性，所以選用霍爾電流傳感器。第六章 調(diào)試測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電阻R；測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電磁時(shí)間常數(shù)Td；測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)電勢(shì)常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM；測(cè)定晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)TM；測(cè)定晶閘管觸發(fā)及整流裝置特性Ud=f (Uct)；測(cè)定測(cè)速發(fā)電機(jī)特性UTG=f (n)。 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成和工作原理本實(shí)驗(yàn)中，整流裝置的主電路為三相橋式電路，控制回路可直接由給定電壓Ug作為觸發(fā)器的移相控制電壓，改變Ug的大小即可改變控制角，從而獲得可調(diào)的直流電壓和轉(zhuǎn)速，以滿足實(shí)驗(yàn)要求。 實(shí)驗(yàn)方法電樞回路電阻R的測(cè)定電樞回路總電阻R=(U2U1)/(I1I2) 如把電機(jī)電樞兩端短接，可得RL+Rn=(U’2U’1)/(I’1I’2)則電機(jī)的電樞電阻為Ra=R（RL+Rn） 同樣，短接電抗器兩端，也可測(cè)得電抗器直流電阻RL。測(cè)試結(jié)果如下表：U(V)5572I(A)U(V)7382I(A)U(V)6577I(A)代入以上公式計(jì)算得： R=； Ra=； RL=15Ω；主電路電磁時(shí)間常數(shù)的測(cè)定采用電流波形法測(cè)定電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)Td，電樞回路突加給定電壓時(shí)，電流id按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)t =Td時(shí)，有MCL31的給定電位器RP1逆時(shí)針調(diào)
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