wm直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-09-07 17:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng) 為負(fù)值時(shí)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng) ＝ 0 時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止。 ? 雙極式 PWM變換器的優(yōu)點(diǎn)是：電流連續(xù)，可使電動(dòng)機(jī)在四個(gè)象限中運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)，低速時(shí)每個(gè)晶體管的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬， 直流脈寬調(diào)制電路的工作原理 下一頁(yè) 返回 上一頁(yè) 2( 1 )o n o n o nd S S St T t tU U U UT T T?? ? ? ??2 1ontT? ??? ?? ?? 有利于晶體管的可靠導(dǎo)通，平穩(wěn)性好，調(diào)速范圍大。 ? 雙極式 PWM變換器的缺點(diǎn)是：在工作過(guò)程中，四個(gè)大功率晶體管都處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)損耗大，且容易發(fā)生上下兩管同時(shí)導(dǎo)通的事故，降低了系統(tǒng)的可靠性。 ? 為了防止雙極式 PWM變換器的上、下兩管同時(shí)導(dǎo)通，可在一管關(guān)斷和另一管導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)脈沖之間，設(shè)置邏輯延時(shí)環(huán)節(jié)。 ? 2．單極式 PWM變換器 ? 單極式 PWM變換器的電路和雙極式 PWM變換器的電路一樣，只是驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)不一樣。在單極式 PWM變換器中，四個(gè)晶體管基極的驅(qū)動(dòng)電壓是：左邊兩管 VT1 和 VT2 的驅(qū)動(dòng)脈沖 ub1＝－ ub2， 直流脈寬調(diào)制電路的工作原理 下一頁(yè) 返回 上一頁(yè) ? 具有與雙極式一樣的正負(fù)交替的脈沖波形；使 VT1和 VT2交替導(dǎo)通。右邊兩管 VT3 和 VT4的驅(qū)動(dòng)脈沖與雙極性時(shí)不同，改成因電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不同而施加不同的直流控制信號(hào)。 ? 如果電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，就使 ub3恒為負(fù)， ub4恒為正，使 VT3 截止，VT4飽和導(dǎo)通， VT1和 VT2仍工作在交替開(kāi)關(guān)狀態(tài)。這樣，在 0≤t≤t on期間，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓 uAB =US，而在 ton≤tT 期間， uAB=0。在一個(gè)周期內(nèi)電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓 uAB總是大于零的，所以稱為單極式PWM變換器。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的電壓電流波形如 圖 8－ 7所示。 ? 如果希望電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，就使 ub3恒為正， ub4恒為負(fù)，使 VT3飽和導(dǎo)通， VT4截止， VT1和 VT2仍工作在交替開(kāi)關(guān)狀態(tài)。 直流脈寬調(diào)制電路的工作原理 下一頁(yè) 返回 上一頁(yè) ? 這樣，在 0≤t≤t on期間，電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓 uAB=0 ；而在ton≤tT 期間， uAB＝－ US。 ? 由于單極式 PWM變換器的 VT VT4二者中總有一個(gè)常通，而另一個(gè)截止，這一對(duì)開(kāi)關(guān)元件無(wú)須頻繁交替導(dǎo)通，因而減少了開(kāi)關(guān)損耗和上下管同時(shí)導(dǎo)通的幾率，可靠性得到提高。同時(shí)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)， Ud＝ 0，其瞬時(shí)值也為零，因而空載損耗也減少了。但此電路無(wú)高頻微振，啟動(dòng)較慢，其低速性能不如雙極性的好。 ? 3．受限單極式 PWM變換器 ? 在單極式 PWM變換器電路中有一對(duì)晶體管開(kāi)關(guān)元件 VT1和 VT2交替導(dǎo)通，仍有上下管直通的危險(xiǎn)。 直流脈寬調(diào)制電路的工作原理 下一頁(yè) 返回 上一頁(yè) ? 如果將控制方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，讓 ub2恒為負(fù)，使 VT2一直截止， VT1則處于開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，讓 ub1恒為負(fù)，使 VT1一直截止， VT2 處于開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，其它晶體管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與單極式電路相同，這樣就不會(huì)產(chǎn)生上下管直通的故障了，這種控制方式稱為受限單極式。 ? 受限單極式 PWM變換器在負(fù)載較重時(shí)，電流單方向連續(xù)變化，因而電壓、電流波形與單極式電路一樣；但當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)，若通過(guò)VD的續(xù)流電流衰減到零，電流會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)的現(xiàn)象，這時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞兩端的電壓 uAB跳變?yōu)?US。斷續(xù)現(xiàn)象將使 PWM調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)特性變差，換來(lái)的好處是系統(tǒng)的可靠性得到了提高。 直流脈寬調(diào)制電路的工作原理 返回 上一頁(yè) ? 8． 2． 1．直流脈寬調(diào)制器 ? 在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，晶體管基極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是脈沖寬度可調(diào)的電壓信號(hào)。脈寬調(diào)制器實(shí)際上是一種電壓一脈沖變換器，由電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓 UC 控制，給 PWM裝置輸出脈沖電壓信號(hào)，其脈沖寬度和 UC 成正比。常用的脈寬調(diào)制器有以下幾種： ? ①用鋸齒波作調(diào)制信號(hào)的鋸齒波脈寬調(diào)制器； ? ②用三角波作調(diào)制信號(hào)的三角波脈寬調(diào)制器； ? ③用多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路組成的脈寬調(diào)制器； ? ④數(shù)字脈寬調(diào)制器。 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的控制電路 下一頁(yè) 返回 ? 下面以鋸齒波脈寬調(diào)制器為例來(lái)說(shuō)明脈寬調(diào)制原理。 ? 鋸齒波脈寬調(diào)制器是一個(gè)由運(yùn)算放大器和幾個(gè)輸入信號(hào)組成的電壓比較器，如 圖 8－ 8所示。 ? 圖 8－ 8中，加在運(yùn)算放大器反相輸入端上的有三個(gè)輸入信
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