【正文】 成，它采用 恒頻脈寬調(diào)制控制方案,適合于各種開關(guān)電源，斬波器的控制。(2) T2保持一定，T1變化。變a即可改變電樞兩端的電壓。如此反復(fù)，則電樞端的電壓波形如圖中(b)所示 。這樣一來，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制就變成了對(duì)電樞電壓的控制，PWM控制任務(wù)就簡(jiǎn)單的變成了調(diào)壓，省去了調(diào)頻的內(nèi)容。這樣，我們可以通過設(shè)定不同的定時(shí)初值TW，從而改變占空比D，進(jìn)而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。　N隨著機(jī)型的不同而不同。因此，首先必須明確定時(shí)器的定時(shí)初值與定時(shí)時(shí)間的關(guān)系。通過控制定時(shí)器初值T0和T1，從而可以實(shí)現(xiàn)從8051的任意輸出口輸出不同占空比的脈沖波形。本文主要介紹利用單片機(jī)對(duì)PWM信號(hào)的軟件實(shí)現(xiàn)方法。 PWM實(shí)現(xiàn)方法PWM信號(hào)的產(chǎn)生通常有兩種方法：一種是軟件的方法；另一種是硬件的方法。 PWM電流波： 電流型逆變電路進(jìn)行PWM控制，得到的就是PWM電流波。 SPWM波形——脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形。用傅里葉級(jí)數(shù)分解后將可看出，各i(t)在低頻段的特性將非常接近，僅在高頻段有所不同。脈沖越窄，各i(t)響應(yīng)波形的差異也越小。其輸出電流i(t)。低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異。沖量指窄脈沖的面積。嚴(yán)格地講，平均速度Vd與占空比D并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系，在一般的應(yīng)用中，可以將其近似地看成線性關(guān)系。只要按一定規(guī)律，改變通、斷電的時(shí)間，即可讓電機(jī)轉(zhuǎn)速得到控制。因此，PWM又被稱為“開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開”時(shí)間的長(zhǎng)短。 PWM基本原理PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，從而改變負(fù)載兩端的電壓，進(jìn)而達(dá)到控制要　求的一種電壓調(diào)整方法。 轉(zhuǎn)換開關(guān)連接圖 第3章 PWM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）。由以上對(duì)可逆H橋電路的分析可知，電機(jī)的正反轉(zhuǎn)是通過兩個(gè)半橋電路即兩套升/降壓斬波電路交替工作來實(shí)現(xiàn)的，（正轉(zhuǎn)時(shí)由TT2組成的半橋電路工作，反轉(zhuǎn)時(shí)由TT4組成的半橋電路工作）。由上述分析可知，若T2截止、T1通斷轉(zhuǎn)換時(shí)由TD2構(gòu)成了降壓斬波電路，電機(jī)工作在正向電動(dòng)狀態(tài)；若T1截止、T2通斷轉(zhuǎn)換時(shí)由TD1構(gòu)成了升壓斬波電路，電機(jī)工作在正向制動(dòng)狀態(tài)。 半橋變換電路 H型橋式變換電路、T2周期性地通斷，在T2導(dǎo)通的Ton時(shí)間內(nèi)，vAB= 0, iAB＜0。 在T1截止的Toff時(shí)間內(nèi)，由于電感電流不能突變，iAB經(jīng)D2續(xù)流，vAB=0，A、B兩端電壓的平均值VAB=Ton VPN/(Ton+Toff)=αVPN,α為占空比。 本實(shí)驗(yàn)電路中主電路部分由直流電源、兩個(gè)IGBT管組成，可看成降壓型變換器和升壓型變換器的串聯(lián)組合，下面結(jié)合H型橋式可逆直流PWM調(diào)速電路圖來對(duì)降壓、升壓斬波電路進(jìn)行介紹。由于電流調(diào)節(jié)器的輸出接到SG3525的第2腳,R2為限流電阻，所以要求電流調(diào)節(jié)器再通過一個(gè)反號(hào)器的輸出電壓的極性必須為正，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的給定則又要求其輸出電壓信號(hào)為正, 最后轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的給定選擇了負(fù)極性的可調(diào)電壓,。這樣僅用兩個(gè)開關(guān)器件就可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的四象限運(yùn)行。若使COM端與電機(jī)電樞繞組A端相接，B端接N,可使電機(jī)工作在正轉(zhuǎn)電動(dòng)或制動(dòng)狀態(tài)（Ⅰ,Ⅱ象限），若使 COM端與B相接而A端接N,可使電機(jī)工作在反轉(zhuǎn)電動(dòng)或制動(dòng)狀態(tài)（Ⅲ，Ⅳ象限）。在T2截止時(shí),由于電感電流不能突變,電流IAB經(jīng)D1續(xù)流形成回路為AD1PNBA,此時(shí)VAB＞0,IAB＜0,電機(jī)工作在正轉(zhuǎn)制動(dòng)狀態(tài)（第二象限）,T2，D1構(gòu)成一個(gè) Boost變換器。在T1截止時(shí)由于電感電流不能突變,電流IAB經(jīng)D2續(xù)流形成回路為ABD2A,仍有VAB＞0,IAB＞0，電機(jī)工作在正轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)（第一象限），T1,D2構(gòu)成一個(gè)Buck變換器。若使COM端與電機(jī)電樞繞組A端相接,B端接N,可使電機(jī)正轉(zhuǎn)。 IN= 。圖中PN =150W。IGBT為 GT25Q10 。在測(cè)試過程中逐步增大負(fù)載電阻Rg的阻值（即減小負(fù)載）就可測(cè)出該系統(tǒng)的開環(huán)外特性n=f（I2），將其記入下面的表格：n(rpm)120011761153113611231108108011481032I(A)然后將電機(jī)反轉(zhuǎn)，增加給定Ug（負(fù)給定）使電機(jī)反向升速，調(diào)節(jié)給定電壓Ug和負(fù)載Rg使電動(dòng)機(jī)(DJ15)的電樞電流Id=,轉(zhuǎn)速分別達(dá)到1200rpm。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 開環(huán)機(jī)械特性測(cè)試把電機(jī)、直流電源，接入系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)加額定勵(lì)磁。把正給定接入脈寬發(fā)生單元，調(diào)節(jié)給定，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1600rpm，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)器中的RP1，使3端輸出的電壓為4V。把給定加到另一路進(jìn)行同樣的操作。③零速度封鎖器（DZS）觀測(cè)首先把零速封鎖器的輸入懸空，開關(guān)S1撥至“封鎖”狀態(tài)，輸出接速度或者電流調(diào)節(jié)器的零速封鎖端6，無論調(diào)節(jié)器的輸入如何調(diào)節(jié)，輸出7始終為零。圖39 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖第四章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖41系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)單元調(diào)試 基本調(diào)速①速度調(diào)節(jié)器(ASR)和電流調(diào)節(jié)器(ACR)的調(diào)零把調(diào)節(jié)器的輸入端3全部接地，5之間接50K電阻，調(diào)節(jié)電位器RP3，使7端輸出絕對(duì)值小于1mv。圖37 電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器時(shí)，可把已設(shè)計(jì)好的電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。其控制電路如圖31所示.圖31 PWM控制電路 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)設(shè)計(jì) 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)因?yàn)?δi% ≥5%且TL/T∑I =10。第三章 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) PWM信號(hào)發(fā)生器PWM信號(hào)發(fā)生器以集成可調(diào)脈寬調(diào)制器SG3525為核心構(gòu)成，他把產(chǎn)生的電壓信號(hào)送給H橋中的四個(gè)IGBT。 泵升電路參數(shù) ，泵升電路由一個(gè)電容量大的電解電容、一個(gè)電阻和一個(gè)VT組成。逆變器中IGBT開通時(shí)出現(xiàn)尖峰電流，其原因是由于在剛導(dǎo)通的IGBT負(fù)載電流上疊加了橋臂中互補(bǔ)管上反并聯(lián)的續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流，所以在此二極管恢復(fù)阻斷前，剛導(dǎo)通的IGBT上形成逆變橋臂的瞬時(shí)貫穿短路，使出現(xiàn)尖峰，為此需要串入抑流電感，即串聯(lián)緩沖電路，或放大IGBT的容量。設(shè)計(jì)中選的IGBT管的型號(hào)是IRGPC50U,它的參數(shù)如下：管子類型：NMOS場(chǎng)效應(yīng)管極限電壓Vm：600V極限電流Im：27 A耗散功率P：200 W 額定電壓U：220V額定電流I： IGBT信號(hào)及波形圖 緩沖電路參數(shù)(b)所示，H橋電路中采用了緩沖電路，由電阻和電容組成。這種器件具有MOS門極的高速開關(guān)性能和雙極動(dòng)作的高耐壓、大電流容量的兩種特點(diǎn)。這種辦法簡(jiǎn)單實(shí)用，但能量有損失，且會(huì)使分流電阻R發(fā)熱?？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。當(dāng)直流電源功率二極管整流器供電時(shí)，不能將這部分能量回饋給電網(wǎng)，只能對(duì)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”。所以，本次設(shè)計(jì)我們選擇雙極式H型可逆PWM變換器。由于本次設(shè)計(jì)要求電機(jī)能實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)，并且能進(jìn)行無極調(diào)速等。在時(shí)，電動(dòng)機(jī)雖然不動(dòng)，但電樞兩端的瞬時(shí)電壓和流過電樞的瞬時(shí)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(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這里并未反映出“可逆”的作用。（b）。于是在時(shí)，VT2和VT3的ce極兩端失去反壓，并在負(fù)的電源電壓（）和電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)E的共同作用下導(dǎo)通，電樞電流反向，沿回路3流通，電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)。（a）。這時(shí)，加在電樞AB兩端，電樞電流沿回路１流通（（b）），電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。由于電壓極性的變化，使得電樞回路電流的變化存在兩種情況，其電壓、。同一組中兩個(gè)電力晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電壓波形相同，即Ub1=Ub4，VT1和VT4同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷；Ub2=Ub3，VT2和VT3同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷。（b）所示。 可逆PWM變換器電路（a）T型 （b）H型T型電路由兩個(gè)可控電力電子器件和與兩個(gè)續(xù)流二極管組成，所用元件少，線路簡(jiǎn)單，構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)便于引出反饋，適用于作為電壓低于50V的電動(dòng)機(jī)的可控電壓源；但是T型電路需要正負(fù)對(duì)稱的雙極性直流電源，電路中的電力電子器件要求承受兩倍的電源電壓，在相同的直流電源電壓下，其輸出電壓的幅值為H型電路的一半。PWM變換器有不可逆和可逆兩類，下面對(duì)本課設(shè)用到的可逆做一下簡(jiǎn)單的介紹和分析。以上兩點(diǎn)都涉及電樞電流的控制，所以自然考慮到將電