pwm脈寬調(diào)制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及matlab仿真驗(yàn)證(參考版)
2025-07-02 19:25本頁面
【正文】 總之，在設(shè)計(jì)過程中，我不僅學(xué)到了以前從未接觸過的新知識(shí)，而且學(xué)會(huì)了獨(dú)立的去發(fā)現(xiàn)，面對(duì)，分析，解決新問題的能力，不僅學(xué)到了知識(shí)，又鍛煉了自己的能力，使我受益匪淺。在成為一名合格的電氣工程師之前我們必須經(jīng)歷硬件的制作、軟件的調(diào)試、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)這三個(gè)步驟。理論計(jì)算的的結(jié)果可能與實(shí)際稍有差別，要以實(shí)際情況為準(zhǔn)。這大大激發(fā)我學(xué)習(xí)書本的興趣。我想無論是在學(xué)習(xí)還是在生活上只有自己有心去學(xué)習(xí)和參與才可能有收獲，同時(shí)我也深深感受到理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。這也是我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的一大動(dòng)力。我還要感謝同組的同學(xué)，跟他們一起討論相關(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。在她的悉心指導(dǎo)下，我才得以順利的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。通過這次的課程設(shè)計(jì)，我也發(fā)現(xiàn)了很多平時(shí)學(xué)習(xí)中的不足，可謂是收獲頗多。對(duì)比 ACR 有限幅與無限幅的波形后，可以得到 ACR 無限幅時(shí)，各項(xiàng)輸出幅值都有所提高，與實(shí)際相符合，運(yùn)行結(jié)果正確。選擇擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速開環(huán)調(diào)節(jié)器應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典 II 型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)性能好的要求。對(duì)于雙極式 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)，其晶閘管的開關(guān)頻率一般在 10K 赫茲以上，在此取 ? 電流濾波時(shí)間常數(shù)和轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)雙極式 PWM 電路每個(gè)波頭的時(shí)間為 ?為了基本濾平波頭，應(yīng)該選擇，(1~2)根據(jù)所用測速發(fā)電機(jī)的紋波情況，取 ? 反饋系數(shù)的確定轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) *? 電流反饋系數(shù) ??? 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的確定 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)的計(jì)算按小時(shí)間常數(shù)近似處理， 取iT??? 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ，并保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差，可以按典型 I 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)5%i??電流調(diào)節(jié)器。31 32第四章 系統(tǒng)參數(shù)的確定 整流電路失控時(shí)間及濾波時(shí)間的確定max12PsU?? 整流電路平均失控時(shí)間常數(shù) ST失控時(shí)間是隨機(jī)的，它的大小隨電源電壓發(fā)生變化的時(shí)刻而變化，最大可能失控時(shí)間是兩個(gè)相鄰自然換相點(diǎn)之間的時(shí)間，與交流電源和整流電路形式有關(guān)，由下式確定： max1STf?式中 f交流電源頻率；m一周內(nèi)整流電壓脈沖數(shù)。? 這樣，通過改變控制電壓 UC 的極性，也就改變了雙極式 PWM 變換器輸出平均電壓的極性，因而可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。 ? 當(dāng) UC0 時(shí)＋UC 的作用和－Up 相減，經(jīng)運(yùn)算放大器倒相后，輸出脈沖電壓 Upw 的正半波變窄，負(fù)半波變寬，如圖 32（b）所示。鋸齒波脈寬調(diào)制器是一個(gè)由運(yùn)算放大器和幾個(gè)輸入信號(hào)組成的電壓比較器，如圖 8－8 所示。常用的脈寬調(diào)制器有以下幾種：? ①用鋸齒波作調(diào)制信號(hào)的鋸齒波脈寬調(diào)制器；? ②用三角波作調(diào)制信號(hào)的三角波脈寬調(diào)制器；? ③用多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路組成的脈寬調(diào)制器；? ④數(shù)字脈寬調(diào)制器。在直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，晶體管基極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是脈沖寬度可調(diào)的電壓信號(hào)。()1PWMPWMKsT??dPWMctUK?第三章脈寬調(diào)速系統(tǒng)的控制電路PWM（Pulse Width Modulation）控制——脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)原理圖? 根據(jù)脈寬調(diào)制變換器的工作原理，當(dāng)控制電壓 Uct 改變時(shí)，PWM 變換器的輸出電壓要到下一個(gè)周期才改變，它的延時(shí)最大不超過一個(gè)開關(guān)周期 T。圖 24 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖中 和 分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，為()ASRW()ACRS了引出電流反饋，在電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖中必須把電流 顯露出來。因此，對(duì)于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和的兩種情況。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI 的作用使輸入偏差電壓 在穩(wěn)態(tài)時(shí)總為零。圖 23 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖分析靜特性的關(guān)鍵是掌握 PI 調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征，一般使存在兩種狀況：飽和—輸出達(dá)到限幅值，不飽和—輸出未到達(dá)限幅值。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)原理 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖 22 所示。 雙極式 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1 雙極式控制的橋式可逆 PWM 變換器有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）電流一定連續(xù)；（2）可使電動(dòng)機(jī)在四象限運(yùn)行；（3）電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除靜磨擦死區(qū)；（4）低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍大；（5）低速時(shí)，每個(gè)開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng) 0 t 時(shí) ， ，電樞1423ggUU???ontABSU?電流 id 沿回路 1 流通；當(dāng) tT 時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓反號(hào) ，id 沿回路 2 經(jīng)二極管ont?續(xù)流， 。第 2 章 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)總體介紹與主電路原理 雙極式 PWM 調(diào)速原理可逆 PWM 變換器主電路有多種形式，最常用的是橋式（亦稱 H 形）電路，如圖 21 所示，電動(dòng)機(jī) M 兩端電壓 的極性隨全控型電力電子器件的開關(guān)狀A(yù)BU態(tài)而改變。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)，直流 PWM 驅(qū)動(dòng)技術(shù)近年來發(fā)展更加迅速，由其構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)也已成為現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的佼佼者，受到越來越多電氣控制技術(shù)人員的重視。因此
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