【導(dǎo)讀】調(diào)速控制系統(tǒng);為了得到好的動(dòng)靜態(tài)性能，該控制系統(tǒng)采用了雙閉環(huán)控制。感器與測(cè)速電機(jī)共同實(shí)現(xiàn)速度控制的功能，同時(shí)完成了人機(jī)交互的任務(wù)。對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)中要用到的大功率半導(dǎo)體開關(guān)器件，本文選用的是IGBT。的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和應(yīng)用電路。論文對(duì)PWM控制的原理進(jìn)行了說(shuō)明，重點(diǎn)對(duì)集成PWM控制器。論文對(duì)系統(tǒng)中用到測(cè)速電機(jī)和霍爾電流傳感器的原理和應(yīng)用也進(jìn)行了介紹。閉環(huán)控制系統(tǒng)有響應(yīng)快，靜態(tài)穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

　　

【正文】 193RWtg ?? R W233 輸入電壓 U R R T2019 ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 電樞電流調(diào)節(jié)器（ LT1） 電樞電流調(diào)節(jié)器（ LT1）是用來(lái)放大電樞電流偏差信號(hào)，并對(duì)電流偏差信號(hào)進(jìn)行 P、I 運(yùn)算后作為它的輸出，它的輸出信號(hào)對(duì)移相觸發(fā)器進(jìn)行控制。 電流調(diào)節(jié)器的作用如下： 對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用。 啟動(dòng)時(shí)保證獲得允許的餓最大電流。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過(guò)程中，使電流跟隨其給定電壓 ui*變化。 電動(dòng)機(jī)過(guò)載甚至于堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，從而起到快速的安全保護(hù)作用。如果故障消失，系統(tǒng)能夠自動(dòng)恢復(fù)正常。 下面我們簡(jiǎn)要介紹一下電流調(diào)節(jié)器的工作原理。 為了調(diào)節(jié)電流負(fù)反饋強(qiáng)度 ，電流檢測(cè)環(huán)節(jié)內(nèi)有電位器 W1 可供調(diào)節(jié)，一般情況下給定電壓 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 8 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : H : \ 實(shí)驗(yàn)文件夾 \主電路 20 0 7 年 5 月 9 日 . dd b D r a w n B y:ABCO MNBA2KST1 0KR26 .8 KR32 30R41 0KR71 0KR80 .0 1 UC11 00 UC250R61 0UC41 0UC5脈沖變壓器 2脈沖變壓器 1V C C + 1 5 V1 00 / 3W6 3/ 3 WR9V C C+ 1 5 V1 00 / 3WV C C + 1 5 V50507 507 50+V C C + 1 5 VPCO MNN CO M+ 1 5 V 1 5 V2 00萊姆元件電流負(fù)反饋測(cè)速發(fā)電機(jī)SB直流電壓 300V S G 3 52 5 鋸齒波頻率 1 2 .9 9 K H Z 幅值 8 8 0m V 3 . 36 V 脈沖變壓器 1 二次側(cè)矩形波 周期 15 4 uS 頻率 6 .4 9 4K H Z 脈沖變壓器 2 二次側(cè)矩形波 周期 15 5 uS 頻率 6 .4 5 2K H Z 兩個(gè)矩形波 死區(qū)時(shí)間 13 u S 脈寬可調(diào)到百分之四十五MB1MB2LM 1 4 1 3 電機(jī)正轉(zhuǎn)（順時(shí)針） 電機(jī)反轉(zhuǎn)（逆時(shí)針）+ 15 V （ 開環(huán)） 1 5 V （閉環(huán)）+速度反饋（閉環(huán)應(yīng)為正）LT++12345678 910111213141516L M 1 41 312345678 910111216151413S G 3 5 2 53 52 54 .7 U0 .1 UI G B T 1I G B T 2+引至面板上1 0kCS RR?R E S 2R?R E S 2TGRC1G1E1G2C2E2電機(jī)1 16AB狀態(tài)開關(guān) 圖 312 SG3525 和 LM1413 外圍電路接線圖 ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 W1 電位器是這樣整定的：即當(dāng)主回路是 時(shí)，使 W1 上取出的電壓為 8V。由于電流給定值最大為 8V，所以當(dāng)主回路電流是 ，系統(tǒng)就會(huì)被堵轉(zhuǎn)。 FD1 構(gòu)成對(duì)電流偏差信號(hào)的 P、 I 調(diào)節(jié)器，它的傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖如下： 圖中： Vig電流給定值（以電壓表示） Vif— 電流反饋值（以電壓表示） Uc— 電流調(diào)節(jié)器輸出 Kp— 調(diào)節(jié)器比例系數(shù)， Kp=32111 RRR?? ,α為反饋分壓器分壓 系數(shù)。 Ti— 調(diào)節(jié)器強(qiáng)制積分時(shí)間常數(shù)， Ti=C3R11 . TD— 調(diào)節(jié)器反饋回路微分時(shí)間常數(shù)， TD=C2（ R2+R3） Β— 微分反饋分壓系數(shù)。 Tg— 調(diào)節(jié)器反饋回路慣性時(shí)間常數(shù)， Tg=C2R5 . 可以根據(jù)系統(tǒng)對(duì)電流調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)的要求，整定 Kp、 Ti、 TD 、 Tg 、 α、 β的數(shù)值。 速度變換單元（ FBS） 速度變換器（ SB）用于把測(cè)速機(jī)電壓衰減到適合控制系統(tǒng)用的電壓信號(hào)，并提供超速信號(hào)和轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)。 配直流測(cè)速機(jī)，測(cè)速機(jī)電壓從端子 3 和 11 輸入，從端 子 14 輸出轉(zhuǎn)速表檢測(cè)信號(hào)（轉(zhuǎn) Tip Tip1 Kp ? T1 T1 gpDP?? ? UC Vif Z61～ Z66為 2CP23 2 2CK43C 電流給定 過(guò)流信號(hào) 聯(lián)鎖 輸入 － V Z 6 4*Z 6 6*Z 6 2*Z 6 1*Z 6 3*Z 6 5*R 6 1120R 6 1 410KR 6 2 30KC 6 20 . 4 7 u FR 6 5 4 K 7R 6 4 62KC 6 1 0 . 2 2 u FR 6 3 30K3261 574U 6 1741R 6 1 530KR 6 1 14 K 7C 6 30 . 4 7 u FR 6 1 0470R 6 63 . 3 KR 6 7 1 . 5 K R 6 81 . 5 KR 6 93 . 3 KZ 6 8Z 6 7W 6 21KW 6 11KW 6 34 . 7 K****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 速表接端子 3 和 14）；從端子 12（輸出Ⅰ），輸出速度信號(hào)假若為“ +”；從端子 4（輸出Ⅱ）輸出速度信號(hào)則為“ ”；從端子 6（輸出ⅤⅥ）輸出速度信號(hào)絕對(duì)值（ |n|）；供弱磁系統(tǒng)自動(dòng)改變速度調(diào)節(jié)器和給定積分器的限幅用。從端子 19（輸出Ⅲ）輸出超速信號(hào)，正常時(shí) KG 關(guān)斷，輸出“ 1”。超速后 KG 導(dǎo)通輸出“ 0”。 由于測(cè)速機(jī)電壓大小不同，故在速度信號(hào)衰減回路中配置了 4 個(gè)電阻 R1~R4，按測(cè)速機(jī)電壓等級(jí)不同，選用不同值電阻（見原理圖），速度信號(hào)用電位器 W2， W3調(diào)節(jié)，在該回路中還配置了電容 C C2 提供 10ms 左右的濾波，故在速度調(diào)節(jié)器中不再需要濾波。通過(guò)改變電容 C C2的大小可調(diào)節(jié)濾波時(shí)間常數(shù)。 超速信號(hào)用線性集成電路 FD 組成的電壓比較器檢測(cè)，靠可控硅 KG 記憶。正常時(shí) FD 在偏移作用下，輸出 0V， KG 關(guān)斷；超速后， FD 輸出正， KG 導(dǎo)通，超速信號(hào)送至電源及事故綜合插件。（ GZ）與其他故障信號(hào)綜合后輸出，可控硅 KG選用 3CT1KB（ 100V）如果沒有，可用 5A 元件代替，但要求觸發(fā)電流小于10ma 故障解除后，按 FA 恢復(fù)，超速動(dòng)作值由 W4調(diào)正。 121214輸出Ⅰ輸出ⅣR 01C 0133uFC 02C 0333uFC 04+ 15V－ 15V+ 15V－ 15V+V－ V+V－ V421021輸出Ⅱ414 W 1 11122R11122R32KR 021122R21122R42K1122C14uF1122C22uFW21W 2 2W23W33W 3 2W31C K 1C K 7R5 20K1122R620KW42W 4 1 W 4 3－ V－ V3261 574U1741－V+VR7R81KZ 13*1K1K15KC K 5A1K2G3KG*1122R91 + 30V1輸出ⅢC K 21919FA2FA1113113Z7 Z9Z8 Z 10Z 11Z 12C K 656輸出Ⅴ輸出Ⅵ65W 1 2W 1 3 電流檢測(cè) 在直流 電源的正極引線上安裝有霍爾電流傳感器 CHB－ 50P，它由 177。 15V電源供電，二次電流通過(guò)測(cè)量電阻 R＝ 200 歐姆形成電流反饋信號(hào)。 脈沖變壓器 由 SG3525 產(chǎn)生，經(jīng) LM1413 放大了的 PWM 信號(hào)經(jīng)脈沖變壓器 MB1,MB2耦合與隔離傳至 IGBT 1,2。 MB1和 MB2采用高頻鐵氧體芯片，一、二次匝數(shù)比為 1， (φ 30，一次側(cè) 100Ω /5W,二次側(cè) 750Ω )使控制電路與主電路隔離。 圖 33 速度變換器原理圖 ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 給定單元 給定單元由 177。 15V 電源，雙刀雙擲開關(guān)，隔離用二極管，降壓電阻及給定電位器組成。 +15V電源為“反向 ”給定， 15V為“正向 ” 給定。 ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 結(jié)束語(yǔ) 本畢業(yè)設(shè)計(jì)為 PWM 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 以及兩個(gè)脈沖變壓器構(gòu)成了 PWM 信號(hào)的產(chǎn)生和驅(qū)動(dòng)。其中 SG3525 產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)作為 IGBT 的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而第 引腳輸出信號(hào)經(jīng)LM1413 放大后再驅(qū)動(dòng) IGBT。主電路中采用兩個(gè) IGBT 構(gòu)成的 半橋型結(jié)構(gòu)，可看成一個(gè)降壓變換器和一個(gè)升壓變換器電路的組合；使其實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。 本閉環(huán)控制的 PWM 直流脈寬調(diào)速 系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)和制作實(shí)驗(yàn)掛件，在教學(xué)和研究領(lǐng)域發(fā)揮作用，方便同學(xué)及老師研究，提高安全性和效益性。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我們能夠沖分的把握理論語(yǔ) 實(shí)踐的相結(jié)合。用我們所學(xué)過(guò)的 理論知識(shí)同構(gòu)通過(guò)完成本設(shè)計(jì)充分發(fā)揮出來(lái)。在本設(shè)計(jì)中我們不但要運(yùn)用電機(jī)理論知識(shí)，還要充分運(yùn)用單片機(jī) .電路 .電力電子 .交流調(diào)速等方面的知識(shí)，使我們所學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行綜合的應(yīng)用。增強(qiáng)我們對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合的應(yīng)用及綜合應(yīng)用能力，從而達(dá)到學(xué)至所用的目的，使我們明白把所學(xué)的知識(shí)能充分應(yīng)用，那才是真正的學(xué)會(huì)了。學(xué)了不會(huì)用等于白學(xué)，因而我們必須時(shí)刻注意把 我們所學(xué)的知識(shí)充分應(yīng)用。不管事現(xiàn)在還是將來(lái)走上社會(huì)，都將是非常重要的。我們?cè)趯W(xué)校所學(xué)的理論知識(shí)都將是位我們以后走向社會(huì)作最備。只有我們能夠充分的實(shí)現(xiàn)學(xué)至所用的目的，我想不管事我們自己還是教會(huì)我們知識(shí)的老師都將是非常欣慰。 ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 致 謝 在整個(gè) 課程 設(shè)計(jì)中首先要感謝我的指導(dǎo)老師。我能順利的完成本次 課程 設(shè)計(jì)，是離不開 他 細(xì)心的指導(dǎo)和支持的。設(shè)計(jì)一開始她就為我們指出了設(shè)計(jì)方向并且制定了周密科學(xué)的工作任務(wù)安排，在設(shè)計(jì)過(guò)程中 他 更是細(xì)心的解答我們?cè)谠O(shè)計(jì)中所運(yùn)到的疑難問(wèn)題，定期檢查我們的 設(shè)計(jì)成果。使我們能順利的完成設(shè)計(jì)， 當(dāng)然本次設(shè)計(jì)能夠順利完成與同組的同學(xué)的幫助是密不可分的，我們一起討論相關(guān)的課題，使我的思路得以極大的開闊，并能發(fā)現(xiàn)自己在某些內(nèi)容上的欠缺。這也是我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的一大動(dòng)力。所以我要感謝我的同學(xué)。 在完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文過(guò)程中給予我?guī)椭暮芏嗳?，在此沒有一一列出，但我還是非常的感謝他們，謝謝??！ ****學(xué)院 PWM 控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 參考文獻(xiàn) 許曉峰 電機(jī)及拖動(dòng) 北京：高等教育出版社， 2021 莫正康 電力電子應(yīng)用技術(shù) 北京 :機(jī)械 工業(yè) 出 版社， 2021 宋書中 交流調(diào)速系統(tǒng) 北京 :機(jī)械 工業(yè) 出版社， 1999 4．陳堅(jiān) . 電力電子學(xué)－電力電子變換和控制技術(shù) [M]. 高等教育出版社， 2021. 5．陳伯時(shí) . 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) [M].機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 6． 黃俊 ,王兆安 . 電力電子變流技術(shù) [M]. 北京 :機(jī)械 工業(yè) 出版社， 1999. 7．馬志源 . 電力拖動(dòng)控制系統(tǒng) [M].北京：科學(xué)出