畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于pwm控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-08 19:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 utdown（引腳 10）上的信號(hào)為高電平時(shí)， PWM 瑣存器將立即動(dòng)作，禁止 SG3525 的輸出，同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開始放電。如果該高電平持續(xù)，軟啟動(dòng)電容將充分放電，直到關(guān)斷信號(hào)結(jié)束，才重新進(jìn)入軟啟動(dòng)過程。注意， Shutdown 引腳不能懸空，應(yīng)通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號(hào)耦合而影響 SG3525 的正常工作。 欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級(jí)和軟啟動(dòng)電路。如果輸入電壓過低，在SG3525 的輸出被關(guān)斷同時(shí)，軟啟動(dòng)電容將開始放電。 此外， SG3525 還具有以下功能，即無論因?yàn)槭裁丛蛟斐?PWM 脈沖中止，輸出都將被中止，直到下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)到來， PWM 瑣存器才被復(fù)位。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 基于 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 圖 17所示為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù) 圖 17轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串聯(lián)連接。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出作為電流調(diào)節(jié)器 ACR 的輸入，用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶管整流的觸發(fā)器。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流 調(diào)節(jié)環(huán)在里面，是內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面，叫做外環(huán)。 為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器通常都采用 PI 調(diào)節(jié)器。在圖 17 中，標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，它們是按照觸發(fā)器 GT的控制電壓 ctU 為正電壓的情況標(biāo)出的，而且考慮運(yùn)算放大器的反相作用。通常，轉(zhuǎn)速電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出值是帶限幅的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出限幅電壓為 *imU ，它決定了電流調(diào)節(jié)器給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器的輸出限幅電壓是 ctmU ，它限制了 PWM 裝置輸出電壓的最大值。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 根據(jù)圖 16的原理圖，可以很容易地畫出雙閉環(huán)調(diào)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖17 所示。其中 PI 調(diào)節(jié)器用帶限幅的輸出特性表示，這種 PI 調(diào)節(jié)器在工作中一般存在飽和和不飽和兩種狀況。飽和時(shí)輸出達(dá)到限幅值；不飽和時(shí)輸出未達(dá)到限幅值，這樣的穩(wěn)態(tài)特征是分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非輸入信號(hào)反向使調(diào)節(jié)器所在的閉環(huán)成為開環(huán)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽各時(shí)， PI 調(diào)節(jié)器的積 分（ I）作用使輸入偏差電壓 U? 在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是等于零。 基于 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 圖 17 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖 實(shí)際上，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的，對(duì)于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器存在飽和與不飽和兩種情況。 （ 1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和： 在正常負(fù)載情況下，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和，電流調(diào)節(jié)器也不飽和，穩(wěn)態(tài)時(shí)，依靠調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，它們的輸入偏差電壓都是零。因此系統(tǒng)具有絕對(duì)硬的靜特性（無靜差），即 nUU nn ???* dii IUU ???* 0* nUn n ?? ? 從而得到圖 18靜特性的 An?0 段。由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和， ** imi UU ? ，所以 dmd II ? 。這表明， An?0 段靜特性從理想空載狀態(tài)（ 0?dI ）一直延續(xù)到電流最大值 dmI ，而 dmI 一般都大于電動(dòng)機(jī)的額定電流 nomI 。這是系統(tǒng)靜特性的正常運(yùn)行段。 圖 18 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 （ 2）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和： 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載電流上升時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出 *iU 也將上升，當(dāng) dI 上升到某一數(shù)值（ dmI ）時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出達(dá)到限幅值 *imU ，轉(zhuǎn)速環(huán)失出調(diào)節(jié)作 用，呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對(duì)系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。此時(shí)只剩下電流環(huán)起作用，雙閉基于 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 環(huán)調(diào)系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速無靜差系統(tǒng)變成一個(gè)電流無靜差的單閉環(huán)恒流調(diào)節(jié)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時(shí) dmimim IUU ???* 因而 ?*imdm UI ? dmI 是 *imU 所對(duì)應(yīng)的電樞電流最大值，由設(shè)計(jì)者根據(jù)電動(dòng)機(jī)的容許過載能力和拖動(dòng)系統(tǒng)允許的最大加速度選定。這時(shí)的靜特性為圖 35中的 AB段，呈現(xiàn)很陡的下垂特性。由以上分析可知 ，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流 dmd II ?時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時(shí) ASR 起主要調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 dmI 之后， ASR飽和， ACR 起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。這就是采用了兩個(gè) PI 調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)、外兩個(gè)閉環(huán)的效果，這樣的靜特性顯然比帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性要強(qiáng)得多。 綜合以上分析結(jié)果可以看出，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，系統(tǒng)變量之間存在如下關(guān)系： 0* nnUU nn ?? ??? dldii IIUU ?? ???* sdlnesdeSdoct K RIUCK RInCKUU ????? ?/* 上述關(guān)系表明，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速 n是由給定電壓*nU 和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) ? 決定的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓即電流環(huán)給定電壓 *iU 是由負(fù)載電流 dlI 和電流反饋系數(shù) ? 決定的，而控制電壓即電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓 ctU則同時(shí)取決于轉(zhuǎn)速 n和電流 dI ，或者說同時(shí)取決于 *nU 和 dlI 。這些關(guān)系反映了 PI調(diào)節(jié)器不同于 P 調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)：比例調(diào)節(jié)器的輸出量總是正比于輸入量，而 PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)輸出量與輸入量無關(guān)，而是由其后面環(huán)節(jié)的需要所決定，后面需要PI調(diào)節(jié)提供多大的輸出量，它就能提供多少，但這要在調(diào)節(jié)器不飽和的情況下。 采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)后，由于增加了電流內(nèi)環(huán)，而電網(wǎng)電壓擾動(dòng)被包圍在電流環(huán)里，當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，可以通過電流反饋得到及時(shí)調(diào)節(jié)，不必等到它影響到轉(zhuǎn)速后，再由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器作出反應(yīng)。因此，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓擾動(dòng)所引起的動(dòng)態(tài)速度變化要比在單態(tài)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中小得多。 基于 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 綜上所述，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的作用可以歸納如下： （ 1） 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用 : ① 使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n 跟隨給定電壓 *nU 變化，保證穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速無靜差。 ② 對(duì)負(fù)載擾動(dòng)起抗擾作用。 ③ 其輸出限幅值決定允許的最大電流，在起動(dòng)時(shí)給出最大電流給定信號(hào) *im
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1