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轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)可逆直流pwm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計-資料下載頁

2025-06-07 09:19本頁面
  

【正文】 速時,每個開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍然比較寬,可以充 分保證器件的可靠導(dǎo)通; ( 5) 低速時,平穩(wěn)性好,系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達 1: 20210 左右。 、整流電路 圖 8 三相橋式全控整流電路原理圖 16 、泵升電路 圖 9 泵升電壓限制電路 其中泵升電路電解電容選取 C=2021μF;電壓 U=450V; VT 選取 IRGPC50U 型號的 IGBT 管;電阻選取 R=20Ω。 六、控制電路的設(shè)計 、單片機 本設(shè)計選用 C8051F005單片機。 C8051F005單片機是一 種與 51系列單片機內(nèi)核兼容的單片機,具有高速、高性能、高集成度等優(yōu)點。它使用 Cygnal的 CIP51內(nèi)核,工作在最大系統(tǒng)時鐘頻率為 25MHz。以下是對 C8051F005單片機 片內(nèi)資源的介紹: 圖 10 單片機最小應(yīng)用系統(tǒng) 17 ( 1) 10/12 位多通道輸入模 /數(shù)( ADC); ( 2) 2 路 12 位數(shù) /模轉(zhuǎn)換器( DAC); ( 3) 16 位可編程定時器 /計數(shù)器陣列( PCA),可用于 PWM 波發(fā)生器等; ( 4) 4 個通用 16 位定時器; ( 5) 32 個通用 I/O 口; ( 6) 32KB Flash 內(nèi)部程序存儲器; ( 7)片內(nèi)看門口定時器、片內(nèi)時鐘源。 C8051F005 單片機的引腳及其部分電路如圖 10 所示。 、測速電路 測速發(fā)電機的輸出電壓通過 R2和 C1 組成的濾波環(huán)節(jié)后,濾去測速發(fā)電機輸出的紋波,使之到達電位器 Rw兩端的電壓是穩(wěn)定的直流電壓。調(diào)整 Rw 的位置, 使測速發(fā)電機在最大轉(zhuǎn)速時,抽頭所獲得的電壓為 , R1 用于限流。 圖 11 直流測速發(fā)電機與單片機接口 對圖 11所示的直流測速發(fā)電機的輸出進行 A/D轉(zhuǎn)換。使用 C8051F005的 AIN0通道作為測速發(fā)電 機的 A/D 轉(zhuǎn)換輸入端,使用單片機內(nèi)部 電壓基準通過軟件啟動 A/D 轉(zhuǎn)換。 、 鍵盤電路 本系統(tǒng)采用獨立式按鍵電路。獨立式按鍵是指直接用 I/O 口線與按鍵電路構(gòu) 18 成的單個按鍵電路。在此形式的按鍵電路中,每個按鍵獨自占用一根 I/O 口線,I/O 口線之間的工作狀態(tài)不會受到影響。 在此電路中,按鍵輸入都采用低電平有效,上拉電阻的接入保證了冷按鍵斷開時, I/O 口線上有確 定的高電平。通過軟件編程實現(xiàn)如下功能:當(dāng)按下 1 鍵時,電動機啟動;當(dāng)按下 2 鍵時,電動機正轉(zhuǎn);當(dāng)按下 3 鍵時,電動機反轉(zhuǎn);當(dāng)按下4 鍵時,電動機停止;當(dāng)按 下 5 鍵時,電動機加速;當(dāng)按下 6 鍵時,電動機減速。 圖 12 獨立式按鍵電路圖 七、雙閉環(huán)可逆直流 PWM調(diào)速系統(tǒng)的仿真 使用 MATLAB 對控制系統(tǒng)進行計算機仿真的主要方法是:以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ),使用 MATLAB 的 Simulink 工具箱,從元件庫中選取所需的元件 ,連接好原理圖 ,加上激勵源 ,然后單擊仿真按鈕即可自動開始 ,可以同時觀察復(fù)雜的模擬信號和數(shù)字信號波形 ,以及得到電路性能的全部波形。 19 圖 13 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真圖 仿真結(jié)果如下: 圖 14 仿真結(jié)果圖 仿真結(jié)果說明:轉(zhuǎn)速和電流滿足設(shè)計所需的靜、動態(tài)性能指標(biāo)。 20 八、結(jié)論 本設(shè)計為雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng),是以控制電路為核心,采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案,由 C8051F005單片機以及 H型雙極性可逆 PWM變換器構(gòu)成了 PWM信號的產(chǎn)生和驅(qū)動。其中 C8051F005產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號作為 IGBT的驅(qū)動信號。雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng), 具有調(diào)速簡單、調(diào)速范圍大、精度高、速度平穩(wěn)、電流脈動小、電機溫升低等優(yōu)點,使調(diào)速各項性能指標(biāo)大為提高。 設(shè)計過程中,我發(fā)現(xiàn)自己對于輔助電路、總體電路認識不足,很多方面都不甚了解,很多都是直接查找資料,慢慢地、一點點地整合,最后做出不是很滿意的報告。 在參數(shù)計算方面,書上有現(xiàn)成的設(shè)計舉例,而對于各種器件型號的選擇只能依靠查詢資料補充。 通過這次課程設(shè) 計讓我了解到了,沒有什么是一蹴而就的,我認為我的積累還是不夠,所以做這個設(shè)計很吃力 , 所以自己還應(yīng)充實自己。 21 附錄 附錄 A 表 一 典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系( KT=) 表 二 典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo) 22 附錄 B 系統(tǒng)硬件原理圖 23 參考文獻 [1] 王曉明。電動機的單片機控制 (第二版 )[M]。北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 , [2]陳伯時。電力拖動自動控制系統(tǒng) —— 運動控制系統(tǒng)。北京:機械工業(yè)出 版社, 2021 [3]王離九。電力拖動自動控制系統(tǒng)。武漢:華中理工大學(xué)出版社, 1991 [4]周淵深。交直流調(diào)速系統(tǒng)與 MATLAB 仿真。中國電力出版社 ,2021 [5]王福永。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) PID 調(diào)節(jié)器的設(shè)計 [J]。蘇州絲綢工學(xué)院學(xué)報。20211021(5): 3539 [6]王果、朱大 鵬。直流電機雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計方法仿真。蘭州交通大學(xué) , [7]張柳芳、王彥輝。速度和電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計。 新探平頂山師專 ,
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