直流電動機(jī)pwm控制系統(tǒng)設(shè)計-資料下載頁
2025-09-28 09:20本頁面
【導(dǎo)讀】直流電機(jī)由于具有速度控制容易，啟、制動性能良好，工等工業(yè)部門中得到廣泛應(yīng)用。直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。方法可分為兩類，即勵磁控制法與電樞電壓控制法。的限制;而且由于勵磁線圈電感較大，動態(tài)響應(yīng)較差。調(diào)節(jié)電阻R即可改變端電壓，達(dá)到調(diào)速目的。這種傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速方法效率低。隨著電力電子技術(shù)的。寬調(diào)制)是常用的一種調(diào)速方法。其基本原理是用改變電。速度增加；電機(jī)斷電時，其速度減低。本文利用SG1525集成PWM控制器設(shè)計了一個基于PWM. 運(yùn)行，又使系統(tǒng)具有較高的動、靜態(tài)性能。電機(jī)的速度達(dá)到并保持以穩(wěn)定值。調(diào)速裝置向集成化、小型化和智能化方向發(fā)展。相比技術(shù)先進(jìn)可減少對電源的污染。外還有過壓吸收電路。字方式來控制模擬信號，可以大幅度降低成本和功耗。本設(shè)計采用直流極式控制的橋式PWM變換器。饋和電流截至負(fù)反饋。這是一個雙閉環(huán)系統(tǒng)，有電流環(huán)和速度環(huán)。級連接，即以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，檢測部分中，采用了霍爾。并對系統(tǒng)進(jìn)行了校正。
【正文】 值 為 Ua= UdT TUdTTTT)11 2(2121=（ 2α 1） Ud 由于 0≤α≤ 1， Ua 值的 范圍是Ud～ Ud，因而電動機(jī)可以在正反兩個方向調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 系 統(tǒng) 采用 的 功率 驅(qū)動 電 路取 決 于主 開關(guān) 管 V 的器 件 類別。用不同類別的主開關(guān)其功 率驅(qū)動電 路也不同。本系統(tǒng)采用 BJT 功率晶體管的驅(qū)動電路。圖 2是驅(qū)動 BJT 功率晶體管的一種用的雙電源光電耦合驅(qū)動電路，其工作原理如下。 Vo1+Vo2為邏輯低電平時， T4晶體管止．集 電極輸出高電平至 T3基極，穩(wěn)壓管 W 與 T3均導(dǎo)通，使集電極為低電平。一般可設(shè)計 T3集電極低電平為負(fù)值，例如，設(shè)計 Vca=Vw+VCESaVCC=— ，受 VC3負(fù)位制約； BJT 基極電位 (A 點(diǎn) ) 為 VC3+VEB2=2V( 此時 T1 管VBE1VEB2=O． 6V 反偏電壓截止 )。 BJT 發(fā)射極連于電容C 的聯(lián)交點(diǎn) B ，可獲得直流 懸 浮 零 電 位 VB(VCC —Vc)=0． ( Vc=2Vcc C CC )。該 直流 懸 浮零 電 位使 BJT基極發(fā)射極間有 2V 的反向偏置電壓，以保證 BJT 的可靠關(guān)斷。因 BJT 發(fā)極與電感 L 相連，電容 C 還有效隔斷驅(qū)動路和 L 強(qiáng)電電路的直流電聯(lián)系。 Vo1+Vo2為高電平時， T4導(dǎo)通， T3和穩(wěn)壓管關(guān)斷，Vcc 經(jīng) R3和 T1管基極、發(fā)射極向 BJ 提供基極開通電流，T2管承受 VBE1=VEB2反壓截止。 R1限制 BJT 導(dǎo)通基流的大小。 R2在 BJT 關(guān)斷瞬間，限制電容 C 經(jīng) BJT 發(fā)射極、基極， T2發(fā)射極、集電極，負(fù)電源回路的反向恢 復(fù)電流峰值。 調(diào)試圖 2中的 R5，可改變 Vo1+Vo2脈沖的幅值，以適應(yīng)輸入光電耦合電路的參敬定額要求。圖 12電路的適應(yīng)性較強(qiáng)．也可用于 IGBT 絕緣柵雙極晶體管的功率驅(qū)動電路。 圖 12 基極驅(qū)動電路 、相關(guān)數(shù)據(jù)分析 該系統(tǒng)調(diào)速精度與調(diào)速范圍要求不高。本系統(tǒng)采用三相 (1)CT,RT， RD 的選取 SG1525集成控制器可輸出 0． 1～ 400kHz 的脈沖頻率，對應(yīng) CT= 0． 001～ ， RT=2 ～ 150k 取值。一般對于 BJT 和 GTo 器件可取 f=1kHz 以下， IGBT 器件取 f= 10kHz 左右。 f 與 CT,RT， RD 的關(guān)系用下式確定 。 f=l／ (t1+ t2)=1／ (0． 67R1CTR1+) 例如 f= lkHz， T= 0． 001s，取定 t= 0． 02s， t2=0． 16s，可算得 Ce=〃 min/r 時 RT 與 RD 分別為 RT = t1／ 0． 67Ct— ／ 0． 670 ． 011061= 134k RD=t2／ 1． 3CT= 0． 0001／ 1． 30 ． 01610 =7． 7k t2一 般應(yīng) 取 遠(yuǎn)小 于 t1的值 ,否 則影 響脈 沖 占空 比 (t1／(t1+ t2))和斬波效率。此處的占空比最大值為 0． 0009／ (0． 0001+0． 0009)=。 （ 2） R2和 RP1的選取 VREF(16腳 )輸出的最大電流為 50mA，一般在 40mA 以下取值。若取定 IREF=1～ 5mA 變化， RP1設(shè)為零值時可算得 R2為 R2= VREF／ IREF=5． 1V／ 5mA=lkRP1設(shè)置為最大值時可算得 RP1+ R2= VREF／ IREF=／ lmA = ? RP1 = 4． 1k? （ 3） 其它引腳器件的確定 R5電阻的選取要用調(diào)試方法確定，一般選取一個可調(diào)電位器 Rw 和一個固定的 R 串聯(lián)組成 Rs=Rw+R 的結(jié)構(gòu)。當(dāng) Rw 調(diào)為零時， R 的大小要足以限制功率驅(qū)動電路的輸入電流不 超 過 允 許 值 。 例 如 ， 功 率 驅(qū) 動 電 路 要 求Vo1+Vo2=3V．驅(qū)動輸入電流最大允許值為 50mA，忽略圖 2中 Tt 或 T 2 導(dǎo)通壓降最小值 (sat) ，可算得 R5 電阻應(yīng)為R5=(Vcc1Vo)／ Io= (1 5— V／ 50mA = 0． 24k?. 可選取 R5=300,略大于計算值的電阻。由于 R5上有較大的電流，還要注意其瓦數(shù)的選擇此處可選PR5≥(Vcc1 Vo)／ Io = 。 總結(jié) 該系統(tǒng)調(diào)速精度與調(diào)速范圍要求不是很高，但與傳統(tǒng)的晶閘管可控調(diào)速系統(tǒng)相比，它具有調(diào)速范圍寬、快速性能好、功率因數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，使之以廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的直流 調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中。 本系統(tǒng)采用了脈寬調(diào)制器 SG1525來完成，它解決了 PWM 電路的集成化問題，在實例中就可用此芯片來實現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)速。 經(jīng)過的努力，終于圓滿的完成了本課程設(shè)計。通過親身體驗做課程設(shè)計的目的，在于通過理論與實際的結(jié)合，進(jìn)一步提高我們觀察、分析和解決問題的實際工作能力。大 三 了，馬上就要面對社會開始工作，理論的學(xué)習(xí)我們或許已經(jīng)掌握的很好，但實際的工作能力就是有待提高的了， 通 過本 次 設(shè) 計 以便 積 累 一 些經(jīng) 驗 對 我 們來 說 肯 定是很有利的。 參考文獻(xiàn) [1]黃俊，王兆安電力電子技術(shù)（第 4版 ） 北京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版社 ， 2020 [2]趙良炳 .現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ) .北京：清華大學(xué)出版社， 1995 27 [3]張立，趙永健 .現(xiàn)代電力電子技術(shù) .北京：科學(xué)出版社 ,1992 [4]王志良 .電 力 電 子 新 器 件及 其 應(yīng) 用 技 術(shù) .北京 ：國 防 工 業(yè) 出 版 社 ， 1995（來源于 Inter ） [5]張東立 .直流拖動系統(tǒng) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1996 [6]孔凡才 .自 動 控 制 原 理 與 系 統(tǒng) （ 第 三 版 ） .北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ，2020 [7]吳守箴等 .電 氣 傳 動 的 脈 寬 調(diào) 制 控 制 技 術(shù) .北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ，1995 （來源于 Inter ） [8]陳伯時。電力拖動自動控制系統(tǒng)（第 3版 ）。 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ，
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