基于pwm控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計正文-文庫吧資料
2025-07-03 18:35本頁面
【正文】 當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽各時，PI調(diào)節(jié)器的積分（I）作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時總是等于零。飽和時輸出達到限幅值；不飽和時輸出未達到限幅值，這樣的穩(wěn)態(tài)特征是分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的關(guān)鍵。 根據(jù)圖16的原理圖，可以很容易地畫出雙閉環(huán)調(diào)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖17所示。通常，轉(zhuǎn)速電流兩個調(diào)節(jié)器的輸出值是帶限幅的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出限幅電壓為，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)器的輸出限幅電壓是，它限制了PWM裝置輸出電壓的最大值。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器通常都采用PI調(diào)節(jié)器。 把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出作為電流調(diào)節(jié)器ACR的輸入，用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶管整流的觸發(fā)器。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)設(shè)計 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成圖17所示為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖。如果輸入電壓過低，在SG3525的輸出被關(guān)斷同時，軟啟動電容將開始放電。注意，Shutdown引腳不能懸空，應(yīng)通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號耦合而影響SG3525的正常工作。當(dāng)Shutdown（引腳10）上的信號為高電平時，PWM瑣存器將立即動作，禁止SG3525的輸出，同時，軟啟動電容將開始放電。反之亦然。由于實際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。此時，PWM瑣存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個或非門加到輸出晶體管上，使之無法導(dǎo)通。 SG3525的軟啟動接入端（引腳8）上通常接一個5 的軟啟動電容。在CT引腳和Discharge引腳之間加入一個電阻就可以實現(xiàn)對死區(qū)時間的調(diào)節(jié)功能。 V士1%，工作電壓范圍很寬，為8V到35V. SG3525的工作原理 ，微調(diào)至 %，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電組?？芍苯域?qū)動功率MOS管，工作頻率高達400KHz，具有欠壓鎖定、過壓保護和軟啟動振蕩器外部同步、死區(qū)時間可調(diào)、PWM瑣存、禁止多脈沖、逐個脈沖關(guān)斷等功能。它適用于各開關(guān)電源、斬波器的控制。圖16SG3525芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)它采用恒頻脈寬調(diào)制控制方案，其內(nèi)部包含有精密基準(zhǔn)源、鋸齒波振蕩器、誤差放大器、比較器、分頻器和保護電路等。通過改變電力晶體管基極控制電壓的占空比，而達到調(diào)速的目的。這種辦法簡單實用，但能量有損失，且會使分流電阻R發(fā)熱，因此對于功率較大的系統(tǒng)，為了提高效率，可以在分流電路中接入逆變，把一部分能量回饋到電網(wǎng)中去?？梢圆捎糜煞至麟娮鑂和開關(guān)元件（電力電子器件）VT組成的泵升電壓限制電路，如圖14所示。當(dāng)直流電源功率二極管整流器供電時，不能將這部分能量回饋給電網(wǎng)，只能對整流器輸出端的濾波電容器充電而使電源電壓升高，稱作“泵升電壓”。但是這個交變電流使電動機產(chǎn)生高頻微振，可以消除電動機正、反向切換時的靜摩擦死區(qū)，起著所謂“動力潤滑”的作用，有利于快速切換。在時，電動機雖然不動，但電樞兩端的瞬時電壓和流過電樞的瞬時電流都不為零，而是交變的。改變即可調(diào)速，的變化范圍為。如果正、負(fù)脈沖寬度相等，平均電壓為零，電動機停止運轉(zhuǎn)。實現(xiàn)電動機制可逆運行，由正、負(fù)驅(qū)動電壓的脈沖寬窄而定。這樣看來，雙極式可逆PWM變換器與具有制動作用的不可逆PWM變換器的電流波形差不多，主要區(qū)別在于電壓波形；前者，無論負(fù)載是輕還是重，加在電動機電樞兩端的電壓都在和之間變換；后者的電壓只在和0之間變換。當(dāng)時，VT1和VT4才導(dǎo)通，電流又沿回路1流通。于是在時，VT2和VT3的ce極兩端失去反壓，并在負(fù)的電源電壓（）和電動機反電動勢E的共同作用下導(dǎo)通，電樞電流反向，沿回路3流通，電動機處于反接制動狀態(tài)。有關(guān)參量波形圖示于圖12（a）。這時，加在電樞AB兩端，電樞電流沿回路１流通（見圖12（b）），電動機處于電動狀態(tài)。而且，和，相位相反，在一個開關(guān)周期內(nèi)VT1，VT4和VT2，VT3兩組晶體管交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，變換器輸出電壓在一個周期內(nèi)有正負(fù)極性變化，這是雙極式PWM變換器的特征。 圖11H型雙極式可逆PWM變換器：雙極式可逆PWM變換器的主電路中四個電力晶體管分為兩組，VT1和VT4為一組，VT2和VT3為一組。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)：一是能夠快速啟動制動；二是能夠快速克服負(fù)載、電網(wǎng)等干擾。本次設(shè)計以H型PWM直流控制器為主要研究對象。由此可見，變頻調(diào)速是非常值得自動化工作者去研究的。功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。如果可以與快速響應(yīng)的電動機配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強。低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍廣，可達到1：10000左右。開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較小。鑒于直流調(diào)速系統(tǒng)在國民經(jīng)濟和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及國防事業(yè)中的重要作用，有必要對直流調(diào)速系統(tǒng)作進一步的研究和開發(fā)。直流調(diào)速仍然是目前最可靠，精度最高的調(diào)速方法。關(guān)鍵詞：直流調(diào)速 ；雙閉環(huán) ；PWM ；SG3525 ；直流電機引言：目前，隨著大功率電力電子器件的迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已日臻成熟并日漸成為實際應(yīng)用的主流，但這并不意味著傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)已經(jīng)完全退出了實際應(yīng)用的舞臺。應(yīng)用于直流電機的調(diào)速方式很多，其中以PWM變頻調(diào)速方式應(yīng)用最為廣泛，而PWM變頻器中，H型PWM變頻器性能尤為突出，作為本次設(shè)計的基礎(chǔ)理論，本文將對PWM的理論進行詳細(xì)論述?；赑WM控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計基于PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計摘要:本文基于PWM的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進行了研究，并設(shè)計出應(yīng)用于直流電動機的雙閉環(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)速方法的優(yōu)勢，指出了未來PWM調(diào)速方法的發(fā)展前景，點出了研究PWM調(diào)速方法的意義。在此基礎(chǔ)上，本文將做出SG3525單片機控制的H型PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的整體設(shè)計，然后對各個部分分別進行論證，力圖在每個組成單元上都達到最好的系統(tǒng)性能。相反，近幾年交流變頻調(diào)速在控制精度的提高上遇到了瓶頸，于是直流調(diào)速的優(yōu)勢就顯現(xiàn)了出來。譬如在對控制精度有較高要求的造紙，轉(zhuǎn)臺，輪機定位等系統(tǒng)中仍離不開直流調(diào)速裝置，因此加強對直流調(diào)速系統(tǒng)的研究還是很有必要的。1 系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)要求1)直流電動機：型號：DJ15功率：485W電樞電壓：220V電樞電流：額定轉(zhuǎn)數(shù)：1600rpm2)調(diào)速范圍：112003)
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