pwm直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-02-25 11:23本頁面
【導(dǎo)讀】快速正反向的電力拖動系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)，簡稱直流PWM調(diào)速系統(tǒng)。主電路線路簡單，需用的功率元件少；開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，小，裝置效率較高；直流電源采用不可控三相整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)高。極性，使得直流電機(jī)可以在四象限中運(yùn)行。電子器件的開關(guān)狀態(tài)而改變。可逆PWM變換器的控制方式有雙極式、單極式、受限單極式。等多種，在這里采用最常見的是雙極式控制的H橋型PWM變換器。雙極式PWM變換器的工作狀態(tài)要視正、負(fù)脈沖電壓的寬窄而定，如圖2所示。沖較寬時，ont>T/2，則電樞兩端的平均電壓為正，在電動運(yùn)行時電動機(jī)正轉(zhuǎn)。壓為零，則電動機(jī)停止。UU定義PWM電壓的占空比，則?當(dāng)ρ為正值時，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；ρ為負(fù)值時，電動機(jī)反轉(zhuǎn)；這個交變電流平均值為零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，陡然增大電機(jī)的損耗。兩者之間實(shí)行嵌套連接。流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。中包含了穩(wěn)態(tài)模型，所以這里只給出了直流電機(jī)動態(tài)模型的建立。
【正文】 32 i onTT? ??， 現(xiàn)有 111 1 1 1 1 2 1 . 7 s3 2 3 2 0 . 0 0 0 7 5 0 . 0 0 5 i o n sTT ???? ? ? ??? 可見均能滿足要求。 取 0 40Rk??，則 0 6 40 598 .4n nR K R k k? ? ? ? ? ?，取 600k? 630 . 0 3 2 5 1 0 0 . 0 5 46 0 0 1 0nn nC F FR? ??? ? ? ??，取 F? 6304 4 0 . 0 0 51 0 0 . 54 0 1 0onon TC F FR ???? ? ? ?? 17 17 m a xn % ( ) 2 ( ) Nnb N mC n TzC n T?? ???? ? ? ? 當(dāng) h=5 時， m ax % 81 .2 %bCC? ? ，而 3 7 1 .5 4 1 6 .9 8m in m in0 .1 3 3 1NNeIR rrn C ?? ? ? ?，因此 4 1 6 . 9 8 0 . 0 0 6 5% 8 1 . 2 % 2 1 . 5 6 . 5 0 % 8 %1 4 5 0 0 . 0 7n? ? ? ? ? ? ? ? 可見轉(zhuǎn)速超調(diào)量滿足要求。 空載起動到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程時間 0 . 1 3 3 1 0 . 0 0 7 1 4 5 0 0 . 2 6 0 . 51 . 5 1 . 5 3 7e m NsNC T nt s sRI? ??? ? ? ??? 可見能滿足設(shè)計(jì)要求。 電氣原理圖如下 圖 12 電氣原理圖 18 18 3 MATLB 仿真 PWM 直流 脈寬 調(diào)速系統(tǒng) 仿真 仿真的動態(tài)模型已經(jīng)在 節(jié)中給出，如圖 8所示。而且模型中各環(huán)節(jié)的參數(shù)在 節(jié)中已經(jīng)計(jì)算好了，現(xiàn)在只需要將動態(tài)模型和參數(shù)都輸入到 MATLAB 中的 Simulink 中即可進(jìn)行仿真。 在 Simulink 中建立的模型如圖。 圖 13 PWM 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)仿 真模型圖 輸入給定 Step 為一個階躍信號，在 t=0 時刻由 0 躍變到 10，若負(fù)載擾動 Step1 不加信號，則是仿真空載啟動的情況；若負(fù)載擾動 Step1 加一個在 t=0 時刻由 0 躍變到 37 的階躍信號，則是仿真滿載啟動的情況。運(yùn)行仿真，然后雙擊 Scope 就可以查看仿真所得的電流波形和轉(zhuǎn)速波形。 19 19 圖 14 電流波形和轉(zhuǎn)速波形 仿真結(jié)果 可以看到系統(tǒng)在小于 。啟動過程波形非常理想，max 1484 minrn ?， max ? ，由此算出： 0 0 00 0 05 8 . 1 3 5 5 . 5 1 0 0 4 . 7 4 55 5 . 5i? ?? ? ? ? 0 0 00 0 01 4 8 4 1 4 5 0 1 0 0 2 . 3 4 81450n? ?? ? ? ? 可以看出滿載啟動時電流超調(diào)量和轉(zhuǎn)速超調(diào)量都滿足要求 可以看到系統(tǒng)在 以前完成了空載啟動，達(dá)到靜態(tài)穩(wěn)定，啟動波形非常理想。max 1553 minrn ?， max ? 。由此可以算出 0 0 00 0 00 0 00 0 057 .7 2 55 .5 10 0 4. 00 515 53 14 50 10 0 7. 10 81450in???? ? ? ??? ? ? ? 可以看出空載啟動時電流超調(diào)量和轉(zhuǎn)速超調(diào)量都滿足要求。 空載啟動穩(wěn)定之后，突加額定負(fù)載，可以看到系統(tǒng)只經(jīng)過了 的暫態(tài)時間便達(dá)到 新 20 20 的穩(wěn)態(tài)，電流和轉(zhuǎn)速都沒有靜差。 暫態(tài)速降 0 0 00 0 01 4 5 0 1 3 8 5 1 0 0 4 . 4 8 1 01450n ?? ? ? ? ?，滿足要求。 4 小結(jié) 通過這次設(shè)計(jì)，我基本上掌握了直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) . 這次課題基本上是電力拖動自動孔子系統(tǒng)上前兩章所學(xué)內(nèi)容，又加深了所學(xué)的知識，對于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本組成以及其靜 態(tài)、動態(tài)特性分析；轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性，及各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算，雖然計(jì)算量復(fù)雜，但是這對我以后的學(xué)習(xí)非常有幫助。 了解了 PWM 脈寬調(diào)制系統(tǒng)的基本原理，組成，并分析了橋式可逆 PWM 的工作狀態(tài)及電壓、電流的波形 . 同時我對于 MATLAB 以及 Simulink 的一些使用方法和操作步驟有了更深的認(rèn)知 ?？傊畬ξ以诮鉀Q問題中有非常大的幫助。 參考文獻(xiàn) [1]陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) .機(jī)械工業(yè)出版社， [3]李發(fā)海 ， 王巖 .電機(jī)與拖動基礎(chǔ) .清華大 學(xué)出版社 , [2]王萬良 .自動控制原理 .高等教育出版社 2021 [4]王兆安 ， 劉進(jìn)軍 .電力電子技術(shù) .機(jī)械工業(yè)出版社， [6]周淵深 .交直流調(diào)速系統(tǒng)與 MATLAB 仿真 .中國電力出版社 ,2021 [7]吳麒 .自動控制原理 .機(jī)械工業(yè)出版社， 1992 [8]馮垛生，鄧則名 .電力拖動自動控制系統(tǒng) .廣州高等教育出版社， 1998 [9]劉竟成主編 .交流調(diào)速系統(tǒng) .上海交通大學(xué)出版社， 1984
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