雙閉環(huán)控制的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)-文庫(kù)吧資料
2025-07-13 13:22本頁(yè)面
【正文】 圖（7）雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型2. 系統(tǒng)的建模和模型參數(shù)設(shè)置（1）主電路的建模和參數(shù)設(shè)置 1) 不可控二極管整流橋的建模與參數(shù)設(shè)置。由于給定量Ug恒為正，因此速度反饋量必須為負(fù)值，在用到速度閉環(huán)是必須檢測(cè)測(cè)速發(fā)電機(jī)提供的輸出電壓的極性，將正值端連接到面板的T1端，負(fù)值端連接到面板的T2端（面板上左邊的接線柱為T1端，右邊的接線柱為T2端）。速度反饋量取自發(fā)電機(jī)輸出的電壓值。四個(gè)快恢復(fù)VD1~VD4用于逆變電路的續(xù)流。在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，UG4恒為正， UG3恒為負(fù)，使VT4 常通，VT3截止。圖（6）雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調(diào)速系統(tǒng)功能原理框圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主電路采用單極性脈寬調(diào)制控制方式，其中主電路由四個(gè)IGBT管構(gòu)成H橋，G1~G4分別由脈寬調(diào)制產(chǎn)生電路產(chǎn)生后經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路放大，再送到IGBT相應(yīng)的柵極，用以控制IGBT管的通斷。（3）在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過(guò)程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過(guò)程。電流調(diào)節(jié)器的作用:（1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過(guò)程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。 （2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。只要控制TL494的輸入端即“1”腳輸入電平，即可以在輸出端“8”腳相應(yīng)的得到占空比可調(diào)節(jié)的脈寬調(diào)制脈沖。在本實(shí)驗(yàn)中，把脈寬調(diào)制器接成如下圖（5）所示。2. 脈寬調(diào)制的原理圖及其生成原理PWM變換器的作用是：用PWM調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓系列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速在圖（3）中，脈寬調(diào)制器用于產(chǎn)生一路脈寬調(diào)制脈沖波，它是由專用芯片TL494產(chǎn)生的，其內(nèi)部原理圖如下圖（4）所示。外加直流電源Us經(jīng)H全橋逆變電路輸出一個(gè)與占空比ρ相對(duì)應(yīng)的調(diào)制電壓，經(jīng)平坡電抗器Ld驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)M，發(fā)電機(jī)G則作為電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，由同軸上的測(cè)速發(fā)電機(jī)取得速度反饋信號(hào)。 圖（3） 雙閉環(huán)控制的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)原理框圖工作原理：給定值Ug與速度反饋量Ufn疊加后經(jīng)速度調(diào)節(jié)器的比例積分調(diào)節(jié)作為電流環(huán)的給定輸入，它與電流反饋量Ufn疊加后經(jīng)電流調(diào)節(jié)器的比例積分調(diào)節(jié)向脈寬調(diào)制器輸出控制電平Uc,脈寬調(diào)制器產(chǎn)生一個(gè)頻率不變的矩形脈沖波，其脈沖寬度即占空比將隨Uc值的變化而變化，其占空比可調(diào)范圍為0ρ1。下圖是本次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原理圖。圖（2）雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 圖中表出，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖示于下圖。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級(jí)）聯(lián)接如下圖(1)所示。（二）設(shè)計(jì)原理及步驟 1. 設(shè)計(jì)原理圖及工作原理轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)是應(yīng)用最廣性能很好的直流調(diào)速系統(tǒng)。因其眾多優(yōu)點(diǎn)，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，特別是
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