基于pwm控制直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計正文-展示頁
2025-07-06 18:35本頁面
【正文】 起動時超調(diào)量：電流超調(diào)量:；轉(zhuǎn)速超調(diào)量: 2 系統(tǒng)設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)3系統(tǒng)設(shè)計PWM系統(tǒng)的優(yōu)越性 ：2）3）4）5） 變頻調(diào)速很快為廣大電動機用戶所接受，成為了一種最受歡迎的調(diào)速方法，在一些中小容量的動態(tài)高性能系統(tǒng)中更是已經(jīng)完全取代了其他調(diào)速方式。在變頻調(diào)速方式中，PWM調(diào)速方式尤為大家所重視，這是我們選取它作為研究對象的重要原因H型PWM變換器具備電流連續(xù)、電動機四象限運行、無摩擦死區(qū)、低速平穩(wěn)性好優(yōu)點。閉環(huán)系統(tǒng)：具有抑制干擾能力，對元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)響應(yīng)特性。 PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計同一組中兩個電力晶體管的基極驅(qū)動電壓波形相同，即，VT1和VT4同時導(dǎo)通和關(guān)斷；，VT2和VT3同時導(dǎo)通和關(guān)斷。電壓極性的變化，使得電樞回路電流的變化存在兩種情況如圖12所示圖12 H型雙極式PWM變換器電壓和電流波形 （a）電動機負載較重時 （b）電動機負載較輕時如果電動機的負載較重，平均負載電流較大，在時，和為正，VT1和VT4飽和導(dǎo)通；而和為負，VT2和VT3截止。在時，和為負，VT1和VT4截止；和為正，在電樞電感釋放儲能的作用下，電樞電流經(jīng)二極管VD2和VD3續(xù)流，在VD2和VD3上的正向壓降使VT2和VT3的ce極承受反壓而不能導(dǎo)通，電樞電流沿回路2流通，電動機仍處于電動狀態(tài)。如果電動機負載較輕，平均電流小，在續(xù)流階段電流很快衰減到零，即當時。在（）時，和變負，VT2和VT3截止，因電樞電感的作用，電流經(jīng)VD1和VD4續(xù)流，使VT1和VT4的ce極承受反壓，雖然和為正，VT1和VT4也不能導(dǎo)通，電流沿回路4流通，電動機工作在制動狀態(tài)。有關(guān)參量的波形示于圖12（b）。這里并未反映出“可逆”的作用。當正脈沖較寬時， ，電樞兩端的平均電壓為正，在電動運行時電動機正轉(zhuǎn)；當正脈沖較窄時，平均電壓為負，電動機反轉(zhuǎn)。因為雙極式可逆PWM變換器電動機電樞兩端的平均電壓為 若仍以來定義PWM電壓的占空比，則雙極式PWM變換器的電壓占空比為。為正值，電動機正轉(zhuǎn)；為負值，電動機反轉(zhuǎn)；，電動機停止運轉(zhuǎn)。這個交變電流的平均值為零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增加了電動機的損耗，當然是不利的。 圖13 H橋主電路 圖14當脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動機轉(zhuǎn)速由高變低時（減速或者停車），儲存在電動機和負載轉(zhuǎn)動部分的動能將變成電能，并通過PWM變換器回饋給直流電源。過高的泵升電壓會損壞元器件，因此必須采取預(yù)防措施，防止過高的泵升電壓出現(xiàn)。當濾波電容器C兩端的電壓超過規(guī)定的泵升電壓允許數(shù)值時，VT導(dǎo)通，將回饋能量的一部分消耗在分流電阻R上。 PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計 PWM信號發(fā)生器PWM信號發(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)生的電壓信號送給H橋中的四個IGBT。其控制電路如圖15所示.圖15PWM控制電路 SG3525芯片的主要特點SG3525為美國Silicon General公司生產(chǎn)的專用PWM控制集成電路，如圖16所示。調(diào)節(jié)Ur的大小，在A、B兩端可輸出兩個幅度相等、頻率相等、相位相互錯開180度、占空比可調(diào)的矩形波（即PWM信號）。輸出級采用推挽輸出，雙通道輸出，占空比050%,灌拉電流峰值可達500mA。該電路由基準電壓源、震蕩器、誤差放大器、PWM比較器與鎖存器、分相器、欠壓鎖定輸出驅(qū)動級，軟軟啟動及關(guān)斷電路等組成，可正常工作的溫度范圍是0700C。SG3525還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時鐘信號同步，為設(shè)計提供了極大的靈活性。由于SG3525內(nèi)部集成了軟啟動電路，因此只需要一個外接定時電容。上電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與軟啟動電容接入端相連的PWM比較器反向輸入端處于低電平，PWM比較器輸出高電平。只有軟啟動電容充電至其上的電壓使引腳8處于高電平時，SG3525才開始工作。當輸出電壓因輸入電壓的升高或負載的變化而升高時，誤差放大器的輸出將減小，這將導(dǎo)致PWM比較器輸出為正的時間變長，PWM瑣存器輸出高電平的時間也變長，因此輸出晶體管的導(dǎo)通時間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)。 外接關(guān)斷信號對輸出級和軟啟動電路都起作用。如果該高電平持續(xù)，軟啟動電容將充分放電，直到關(guān)斷信號結(jié)束，才重新進入軟啟動過程。 欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級和軟啟動電路。 此外，SG3525還具有以下功能，即無論因為什么原因造成PWM脈沖中止，輸出都將被中止，直到下一個時鐘信號到來，PWM瑣存器才被復(fù)位。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負圖17轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行串聯(lián)連接。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，是內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面，叫做外環(huán)。在圖17中，標出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性，它們是按照觸發(fā)器GT的控制電壓為正電壓的情況標出的，而且考慮運算放大器的反相作用。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性其中P
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