【正文】 V與 V+交點對應的區(qū)間內有固定的 Vo1 +Vo2脈沖(11 和 14 腳并接獲 Vo1 +Vo2)輸出到功率驅動電路，主開關管 V 以某固定脈寬斬波輸出 Ua，濾波輸由 RP1 調節(jié)確定的直流電壓 Va 值到直流電機，電機保持其穩(wěn)定轉速運行。當電機因某種擾動固察使轉速發(fā)生變化時，例如，負載變化使轉速下降，則由系統(tǒng)檢測反饋的 Vf電壓值跟隨下降 ，Vf 經 R3 及串聯(lián)二極管(此二極22管可防止調試系統(tǒng)時 正負極接反形成正反饋)使誤差放大器 EA()反相輸入端電位下降，誤差電壓△E=EA(+)EA()增大(方向由 EA(+)指向 EA())，誤差放大器對△ E 的比例積分運算(EA 誤差放大器的輸出 9 引腳和反相輸入引腳間接有 RC2 構成的比例積分反饋網(wǎng)絡)輸出電壓 V值上升，V的上升使 V +≥V的交 點時刻(鋸齒披上升沿交點)后移。Vo1 +Vo2和 U。脈沖寬度均變寬，Ua 的濾波平均值電壓 Va 按比例積分規(guī)律增大, Va 增大使電機轉速回升，當電機轉速回升到 Rp1 設定值 EA(+)所對應的穩(wěn)定狀態(tài)時，△ E 調節(jié)為零，V停止比例積分變化，系統(tǒng)進入新和穩(wěn)態(tài)運行。 脈沖分配電路在可逆 PWM 變換器中，上、下兩個晶體管經常交替工作，如圖 10 所示。由于晶體管存在關斷時間，因此有可能能造成在一個晶體管未完全關斷時，另一個晶體管已導通，從而使電源短路。為了避免這種情況發(fā)生，根據(jù)功率轉換電路的工作要求，設置了大功率晶體管的導通次序，即脈沖分配電路，使大；功率晶體管能按照指定的順序導通。在圖 11 中，晶體管 VV4 是同時關斷的，VV3 也是同時導通同時關斷的，但 V1與 VV3 與 V4 都不允許同時導通，否則電源 Ud 直通短路。設 VV4 先同時導通 T1 秒后同時關斷，間隔一定時間之后，再使 VV3 同時導通 T2 秒后同時關斷，如此反復，則電動機電樞端電壓波形如圖 11（b）所示。圖 11 脈沖分配電路電動機電樞端電壓的平均值為23Ua= =（2α1）UdUdTdT)12(1????由于 0≤α≤1，Ua 值的范圍是 Ud～Ud，因而電動機可以在正反兩個方向調速運轉。 基極驅動電路系統(tǒng)采用的功率驅動電路取決于主開關管 V 的器件類別。用不同類別的主開關其功率驅動電路也不同。 本系統(tǒng)采用 BJT 功率晶體管的驅動電路。 圖 2 是驅動 BJT 功率晶體管的一種用的雙電源光電耦合驅動電路，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均導通 ，使集電極為低電平。一般可設計 T3集電極低電平為負值，例如，設計Vca=Vw+VCESaVCC=—，受 VC3負位制約；BJT 基極 電位(A 點)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 B，可獲得直流懸浮零電位 VB (VCC—Vc)=0．( Vc=2Vcc )。該直流懸浮零電位使 BJT 基極發(fā)射極間C?有 2V 的反向偏置電壓，以保證 BJT 的可靠關斷。因 BJT 發(fā)極與電感 L 相連，電容 C 還有效隔斷驅動路和 L 強電電路的直流電聯(lián)系。Vo1 +Vo2為高電平時，T4 導通 ，T3 和穩(wěn)壓管關斷，Vcc 經 R3和 T1管基極 、發(fā)射極向 BJT 提供基極開通電流，T2 管承受 VBE1=VEB2反壓截止。R1 限制 BJT 導通基流的大小。R2在 BJT 關斷瞬間，限制電容 C 經 BJT 發(fā)射極、基極，T2 發(fā)射極、集電極，負電源回路的反向恢復電流峰值。 調試圖 2 中的 R5，可改變 Vo1 +Vo2脈沖的幅值 ，以適應輸入光電耦合電路的參 敬定額要求 。圖 12 電路的適應性較強 ．也可用于 IGBT 絕緣柵雙極晶體管的功率驅動電路 。 24圖 12 基極驅動電路 3．相關數(shù)據(jù)分析該系統(tǒng)調速精度與調速范圍要求不高。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 CT= 0．001～ F，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 的關系用下式確定f=l／(t1+ t2 )=1／(0．67R1CTR1+ ) 例如 f= lkHz，T= 0．001s，取 定 t1= 0．02s，t2=0．16s，可算得Ce=min/r 時的 RT 與 RD分別為 RT = t1／0．67Ct—／0．67 0．01 = 134k6?RD= t2／1．3CT= 0．0001／1．30．01 =7．7k10? t2一般應取遠小于 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 25VREF(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 設為零值時可算得 R2 為 R2= VREF／IREF=5．1V／5mA=lk ?RP1 設置為最大值時可算得 RP1+ R2= VREF／IREF= 5．1V／lmA =RP1 = 4．1k(3)其它引腳器件的確定R5電阻的選取要用調試方法確定，一般選取一個可調電位器 Rw 和一個固定的 R 串聯(lián)組成 Rs=Rw+R 的結構。當 Rw 調為零時，R 的大小要足以限制功率驅動電路的輸入電流不超過允許值 。例如 ，功率驅動電路要求 Vo1 +Vo2=3V．驅動輸入電流最大允許值為50mA，忽略圖 2 中 Tt或 T2導通壓降最小值(sat)，可算得 R 電阻應為 R =(Vcc1Vo)5?5?／Io= (1 5—3)V／50mA = 0．24k .? 可選取 R =300 ,略大于計算值的電阻。由于 R 上有較大的電流，還要注意其瓦數(shù)的? ?選擇 此處可選 PR ≥(Vcc1Vo)／Io = 。 ? 26 總結 該系統(tǒng)調速精度與調速范圍要求不是很高，但與傳統(tǒng)的晶閘管可控調速系統(tǒng)相比 ，它具有調速范圍寬、快速性能好、功率因數(shù)高、結構簡單等優(yōu)點，使之以廣泛應用于各行各業(yè)的直流調速系統(tǒng)當中。本系統(tǒng)采用了脈寬調制器 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)的調速。 經過接近五周的努力，終于圓滿的完成了本課程設計。通過親身體驗做課程設計的目的，在于通過理論與實際的結合，進一步提高我們觀察、分析和解決問題的實際工作能力。大四了，馬上就要面對社會開始工作，理論的學習我們或許已經掌握的很好，但實際的工作能力就是有待提高的了，通過本次設計以便積累一些經驗對我們來說肯定是很有利的。 27參 考 文 獻[1] 黃俊，王兆安. 電力電子技術（第 4 版）.北京：機械工業(yè)出版社，2022[2] ：清華大學出版社，1995[3] 張立，：科學出版社,1992 [4] ：國防工業(yè)出版社，1995 （來源于Inter ）[5] ：機械工業(yè)出版社，1996[6] （第三版）.北京：機械工業(yè)出版社，2022[7] ：機械工業(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）。機械工業(yè)出版社，28 教師評語與成績 指導教師評語： 指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）成績： 畢業(yè)設計（論文）表現(xiàn)成績： 畢業(yè)設計（論文）答辯：1. 答辯組成員簽名： 2. 答 辯 日 期： 年 月 日3．答 辯 評 語：294． 答 辯 成 績： 畢業(yè)設計（論文）總成績：