【正文】 電力拖動自動控制系統(tǒng)（第 3 版）。 經(jīng)過接近五周的努力，終于圓滿的完成了本課程設(shè)計。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 T2導(dǎo)通壓降最小值(sat)，可算得 R 電阻應(yīng)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。此處的占空比最大值為 0．0009／(0．0001+0．0009)=。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～ F，RT=2 ～150k 取值 。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，負電源回路的反向恢復(fù)電流峰值。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(guān)斷。 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。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(diào)速運轉(zhuǎn)。由于晶體管存在關(guān)斷時間，因此有可能能造成在一個晶體管未完全關(guān)斷時，另一個晶體管已導(dǎo)通，從而使電源短路。當(dāng)電機因某種擾動固察使轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，例如，負載變化使轉(zhuǎn)速下降，則由系統(tǒng)檢測反饋的 Vf電壓值跟隨下降 ，Vf 經(jīng) R3 及串聯(lián)二極管(此二極22管可防止調(diào)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(gòu)成的比例積分反饋網(wǎng)絡(luò))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。以 進行下一個比較點的鎖存。誤差放大器 EA 的輸出電壓 V，可由 2 引腳設(shè)定電位器 Rp1 調(diào)節(jié)。CP 與鋸齒波 V+的 同步同頻率設(shè)置功能 ，由 OSC 振蕩器完成。即 V01 和 V02 總是在鋸齒渡電壓 V+取最小值 時，由邏輯低電平上跳為邏輯高電平(圖 3)。V01 =V02 =0；關(guān)閉驅(qū)動脈沖使主開關(guān)管 V 關(guān)斷，Va =0，電機停轉(zhuǎn)。C3 一般選用幾微法的電解電容器. 系統(tǒng)的故障關(guān)閉功能 為便于從直流電機主回路接受檢測到的故障信號，例如，電機過電流 ，過電壓，VD直流失壓等故障信號 ，集成控制器內(nèi)部 T3 晶體管基極經(jīng)50k13 電阻連接 1 引腳。只有 C3 充電結(jié)束后 V01 和 V02 脈沖寬度才不再受 C3 充電的影響。C3 電容由 50181。C3 經(jīng) T3 發(fā)射極電阻放電為零電壓后，限制了比較器 C 的 PWM 脈沖電壓輸19出 ，該脈沖電壓上升為恒定的邏輯高電壓 。1% )就 得不到 保 證 ；為防止 EA(+)設(shè)定值電壓波動導(dǎo)致 系統(tǒng)失控 ，在器件內(nèi)部設(shè)置有欠壓鎖定功能。 VREF 受 15 引腳 VCC1 電源電壓的影響。使用元件少、線路簡單。方 波 經(jīng) 濾波器濾波后，形成直流電壓送人脈寬調(diào)制器，與脈寬調(diào)制器的反饋電壓進行比較，利用得到的誤差信號去控制脈寬調(diào)制器輸出的調(diào)制方波脈沖的寬度變化，即 PWM 輸出脈沖占空比的變化，利用占空比的變化調(diào)整加在電機電樞繞組上的電壓，改變電壓隨即改變電機電流，轉(zhuǎn)速依據(jù)電流的大小來改變。 脈寬調(diào)制器SG1525 為單片脈寬調(diào)制型控制器芯片，具有輸出 的基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源，誤差放大器、振蕩頻率在 100^ 400kHz 范圍內(nèi)的鋸齒波振蕩器、軟啟動電路、關(guān)閉電路、脈寬調(diào)18制比較器、RS 寄存器以及保護電路等。 PWM 驅(qū)動裝置控制電路PWM kHz 圖 6 為 PWM 驅(qū)動裝置控制電路框圖。 電流調(diào)節(jié)器使電流緊緊跟隨其給定電壓變化，對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾作用，在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中能夠獲得電動機允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程， 當(dāng)電機過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護作用。PI 調(diào)節(jié)器的輸出由兩部分組成，第一部分是比例部分，第二部分是積分部分。 電流調(diào)節(jié)器在里面稱作內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器在外面稱作外環(huán)，這樣就形成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。圖 4 雙極式 H 型 PWM 變換電路圖 5 雙極式 PWM 變換電路的電壓、電流波形 （a）,(b) 三極管基極電壓波形 (c) 電樞電壓波形 （d）電樞電流波形 (e) 重負載時 波形 (f) E 時 波形aiSUai14設(shè)矩形波的周期為 T，正向脈沖寬度為 ，并設(shè) λ= /T 為占空比。同一組中的兩只 GTR 同時導(dǎo)通，同時關(guān)斷，且兩組晶體管之間可以是交替3VT的導(dǎo)通和關(guān)斷。由式（11 ）可見，改變開關(guān)接通時間 ton 和開關(guān)周期 T 的比例也即改變脈沖的占空比，電動機兩端電壓的平均值也隨之改變，因而電動機轉(zhuǎn)速得到了控制。因此，這種裝置又稱為“開關(guān)驅(qū)動裝置”。3600 范圍內(nèi)，兩兩相差 1200 安裝，共安裝三個。 直流電動機的脈寬調(diào)制的工作原理直流無刷電機由電動機、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。 Ua= Ud??Ud121 系統(tǒng)的直流主回路電源 VD，經(jīng)三相橋式不可控整流濾波電路供電。圖 1 直流電動機 PWM 系統(tǒng)原理圖111 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 24Sep2022 Sheet of File: H:\song\MyDesign1\ Drawn By:EA1 EA+23osc4 ct5rt6 ro78 910vo1 11gnd12vcc 13vo2 14vcc115vref 16u1sg1525R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10Q1D1D2 D3D4D5C1C2C3C412VF15Vl1RES1MMETERtgMETER12VoCON2C8圖 2 控制電路的原理圖 圖 2 為控制電路的原理圖。圖 1 是直流 PWM 系統(tǒng)原理框圖。為了獲得良好的動、靜態(tài)品質(zhì)，調(diào)節(jié)器均采用 PI 調(diào)節(jié)器并對系統(tǒng)進行了校正。 系統(tǒng)構(gòu)成 本系統(tǒng)主要有信號發(fā)生電路、PWM 速度控制電路、電機驅(qū)動電路等幾部分組成。SG1525 是電壓型控制芯片,利用電壓反饋的方法控制 PWM 信號的占空比,整個電路成為雙極點系統(tǒng)的控制問題,簡化了補償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計。這是一個雙閉環(huán)系統(tǒng)，有電流環(huán)和速度環(huán)。為達到更好的機械特性要求，一般直流電動機都是在閉環(huán)控制下運行。5）功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，通道損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適中時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率高。與 VM 系統(tǒng)相比在很多方面有較大的優(yōu)越性：1）主電路線路簡單，需用的功率器件少。模擬控制電路有以下缺陷:模擬電路容易隨時間漂移，會產(chǎn)生一些不必要的熱損耗，以及對噪聲敏感等。其基本原理是用改變電機電樞(定子)電壓的接通和斷開的時間比(占空比)來控制馬達的速度，在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機通電時，其速度增加；電機斷電時，其速度減低。所以常用的控制方法是改變電樞端電壓調(diào)速的電樞電壓控制法。關(guān)鍵詞：脈沖寬度調(diào)制,開關(guān) ,直流調(diào)速系統(tǒng) ,雙閉環(huán)控制ABSTRACT The Pulse Width Modulation Pulse Width Modulation (PWM), is refers to remain unchanged, the adjustment period T switch conduction time to switch on the Pulse Width of the T Modulation technique. PWM control technology with its simple, flexible and dynamic response and bee the advantages of power electronic technology is the most widely used in fields such as control. Using PWM controller design SG1525 integration based on PWM control dc speed 6control system, the system adopts the current speed