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)-資料下載頁(yè)
2025-11-24 19:17本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】動(dòng)機(jī)的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。首先描述了變頻器的發(fā)展歷程，提出了PWM調(diào)速方。應(yīng)用于直流電機(jī)的調(diào)速方式很多，其中以PWM變頻調(diào)速方式應(yīng)用最為廣泛，文將對(duì)PWM的理論進(jìn)行詳細(xì)論述。在此基礎(chǔ)上，本文將做出SG3525單片機(jī)控制。個(gè)組成單元上都達(dá)到最好的系統(tǒng)性能。退出了實(shí)際應(yīng)用的舞臺(tái)。相反，近幾年交流變頻調(diào)速在控制精度的提高上遇到了。直流調(diào)速仍然是目前最可靠，精度最。譬如在對(duì)控制精度有較高要求的造紙，轉(zhuǎn)臺(tái)，輪機(jī)定位等系統(tǒng)中。流調(diào)速系統(tǒng)作進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。也不大，因而裝置效率較高。在一些中小容量的動(dòng)態(tài)高性能系統(tǒng)中更是已經(jīng)完全取代了其他調(diào)速方式。本次設(shè)計(jì)以H型PWM直流控制器為主要研究對(duì)象。而且1bU，4bU和2bU，3bU相位相反，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)VT1，VT4和VT2，性變化，這是雙極式PWM變換器的特征。正，VT1和VT4飽和導(dǎo)通；而2bU和3bU為負(fù)，VT2和VT3截止。，電樞電流di沿回路2流通，電動(dòng)機(jī)仍處于電動(dòng)狀態(tài)。這個(gè)交變電流的平均值為零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增加了電動(dòng)機(jī)
【正文】 相差 180176。的 PWM 波，用于控制兩組臂。 G 用以輸出 0～ 15V 直流給定電壓， UPW（脈寬調(diào)制器）采用 SG3525 芯片和部分外圍電路構(gòu)成。 SG3525 是一種專(zhuān)用脈寬調(diào)制器控制電路， 通過(guò)改變外接電阻和電容的數(shù)值，可以產(chǎn)生不同頻率的方波信號(hào)。改變給定端電壓，可以改變輸出方波的占空比，作為 PWM 變換器的控制信號(hào)。 GD的作用是形成四組隔離的 PWM 驅(qū)動(dòng)脈沖； PWM 為功率放大電路，直接給電動(dòng)機(jī) M供電。這樣通過(guò)改變給定電壓就可以對(duì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速了。 基于 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 DLD 邏輯延時(shí)單元，對(duì) PWM 控制信號(hào)進(jìn)行延時(shí)和整形。當(dāng)被驅(qū)動(dòng)電路為雙極式工作制時(shí)，為了避免同一相上、下兩只功率管直通，需要驅(qū)動(dòng)信號(hào)有死區(qū)， DLD 單元即用來(lái)產(chǎn)生具有死區(qū)的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。 DZS 為零速封鎖器，其輸出控制 ASR 和 ACR，當(dāng)調(diào)速系統(tǒng)給 定電壓為零時(shí)確保電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為零，避免運(yùn)算放大器因零點(diǎn)漂移造成電動(dòng)機(jī)不能停車(chē)。 FA 限制主電路瞬時(shí)電流，過(guò)流時(shí)封鎖 DLD 單元輸出；電流反饋調(diào)節(jié)單元 CFR；速度反饋調(diào)節(jié) SFR。 為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)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)行串級(jí)連接 .把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入 ,再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制 PWM 變換器的觸發(fā)裝置。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，叫做內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面，叫做外環(huán)。這樣就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為了獲得良好的動(dòng)、靜態(tài)性能，雙閉 環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用 PI 調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出限幅電壓是Unmax，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 ACR 的輸出限幅電壓是 Uimax，它限制了 PWM 變換器輸出電壓的最大值。 系統(tǒng)單元調(diào)試 基本調(diào)速 ①速度調(diào)節(jié)器 (ASR)和電流調(diào)節(jié)器 (ACR)的調(diào)零 把調(diào)節(jié)器的輸入端 3 全部接地， 5 之間接 50K 電阻，調(diào)節(jié)電位器RP3，使 7端輸出絕對(duì)值小于 1mv。 ②速度調(diào)節(jié)器 (ASR)和電流調(diào)節(jié)器 (ACR)的輸出限幅值的整定 在調(diào)節(jié)器的 3 個(gè)輸入中的其中任一個(gè) 輸入接給定，在 4.、 5之間接 50K 電阻、1uF 電容，調(diào)節(jié)給定電位器，使調(diào)節(jié)器的輸入為 1V，調(diào)節(jié)電位器 RP1，使調(diào)節(jié)器的輸出 7 為 +4V（輸出正限幅值）；同樣把給定調(diào)節(jié)為 +1V，調(diào)節(jié) RP2，把負(fù)限幅值調(diào)節(jié)為 4V。 ③零速度封鎖器（ DZS）觀測(cè) 首先把零速封鎖器的輸入懸空，開(kāi)關(guān) S1 撥至“封鎖”狀態(tài)，輸出接速度或者電流調(diào)節(jié)器的零速封鎖端 6，無(wú)論調(diào)節(jié)器的輸入如何調(diào)節(jié)，輸出 7始終為零?；?PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 把面板上的給定輸出接至零速封鎖單元其中一路，另一路懸空，增大給定，測(cè)量零速封鎖單元輸出端 3：給定的絕對(duì)值大于 左右時(shí)，封鎖端 3輸出 15V；減小給定，給定的絕對(duì)值小于 左右時(shí)，封鎖端 3輸出 +15V。把給定加到另一路進(jìn)行同樣的操作。 脈寬發(fā)生單元的整定 把電機(jī)、直流電源等接入系統(tǒng)，系統(tǒng)接成開(kāi)環(huán)，脈寬發(fā)生單元的輸入懸空或者接地，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，使電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)（若要達(dá)到更好的閉環(huán)效果，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，使通過(guò)電樞的直流電流低于 ）用雙蹤示波器觀測(cè)脈寬發(fā)生單元的測(cè)試點(diǎn) 2 和 4 的波形，此時(shí)的 2（ 4）的占空比接近相同（占空比為 50%左右）。觀測(cè)同一組橋臂（ 2或者 4）之間的死區(qū)。 轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)器、電流反饋調(diào)節(jié)器的整定 把電機(jī)、 220V 直流電源接入系統(tǒng)，系統(tǒng)接成開(kāi)環(huán)。把正給定接入脈寬發(fā)生單元，調(diào)節(jié)給定，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在 1600rpm，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)器中的 RP1，使 3端輸出的電壓為 4V。加大負(fù)載，使電機(jī)的電樞電流穩(wěn)定在 ，調(diào)節(jié)電流反饋調(diào)節(jié)器，使電流反饋調(diào)節(jié)器 3端輸出的電壓為 +4V。 結(jié)束語(yǔ) “ PWM 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ” 的 設(shè)計(jì) ，是在 DJDK－ 1 型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行的。測(cè)定直流電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)電氣參數(shù)和時(shí)間常數(shù)，并應(yīng)用經(jīng)典控制理論的工程設(shè)計(jì)方法設(shè) 計(jì)轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。 以SG3525 為核心實(shí)現(xiàn) PWM 脈寬調(diào)速， 形成無(wú)靜差的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制 。 PWM 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)， 具有調(diào)速簡(jiǎn)單、調(diào)速范圍大、精度高、速度平穩(wěn)、電流脈動(dòng)小、電機(jī)溫升低等優(yōu)點(diǎn)，使調(diào)速各項(xiàng)性能指標(biāo)大為提高。 縱觀整個(gè)設(shè)計(jì)，經(jīng)典部分是已學(xué)過(guò)的知識(shí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)深入理解了工程設(shè)計(jì)方法，擴(kuò)展了知識(shí)面，各門(mén)課程綜合應(yīng)用，收益頗多，使我對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制有了更深的認(rèn)識(shí)。但由于理論水平有限，仍有許多不足之處有待解決。 基于 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 參考文獻(xiàn) 1 DJDK1型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制試驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 2 夏得砛 ，翁貽方 .自動(dòng)控制理論．第 2版． 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 3 陳伯時(shí)．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)．第 2版 ． 機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 4 王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)．第 4版． 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 5 楊興姚．電動(dòng)機(jī)調(diào)速的原理及系統(tǒng) ． 北京水利電力出版社， 2021 6 劉軍．孟祥忠． 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) ． 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 7 王華強(qiáng) . 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法的探討 . 荊門(mén)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) . 2021 8 吳守箴，藏英杰 .電氣傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù) [M] .機(jī)械工業(yè)出版社， 1995 9 William , . Modern Control Theory． NewJersey： PrenticeHall， 10 Leonhard of Electrical ， 11 Kuo Control , 12 工控相關(guān)網(wǎng)站 基于 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 致 謝 在此次設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)教師王淑玉老師給了我很大的幫助，給予了很多的寶貴指導(dǎo)意見(jiàn)，才能使我的設(shè)計(jì)得以順利完成，在此我 向王淑玉老師表示衷心的感謝。此外，本次設(shè)計(jì)的完成也離不開(kāi)同學(xué)的共同力量。同時(shí)，在本次設(shè)計(jì)中不僅使我們深入了解了很多關(guān)于 PWM 控制技術(shù)和直流調(diào)速系統(tǒng)的知識(shí)，同時(shí)也提高了我們的實(shí)際動(dòng)手能力，再次對(duì)關(guān)心幫助我們的老師同學(xué)給予衷心的感謝。
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