【正文】 這是一種性能優(yōu)良，功能全、通用性強的單片集成 PWM 控制器。如果主電路電感不是非常大，則輸出電流總存在連續(xù)和斷續(xù)兩種情況，因而機械特性也有連續(xù)和斷續(xù)兩段，連續(xù)段特性比較硬，基本上還是直線；斷續(xù)段特性則很軟，而且呈現出顯著的非線性。為此，應采取相應的無功補償、濾波和高次諧波的抑制措施。 （ 3）晶閘管的控制原理決定了只能滯后觸發(fā)，因此，晶閘管可控制整流器對交流電源來說相當于一個感性負載，吸取滯后的無功電流，因此功率因素低，特別是在深調速狀態(tài)，即系統(tǒng)在較低速運行時，晶閘管的導通角很小，使得系統(tǒng)的功率因素很 低，并產生較大的高次諧波電流，引起電網電壓波形畸變，殃及附近的用電設備。必須實現四象限可逆運行時，只好采用開關切換或正、反兩組全控型整流電路，構成 VM 可逆調速系統(tǒng)，后者所用變流設備要增多一倍。 目前，采用晶閘管整流供電的直流電動機調速系統(tǒng)（即晶閘管－電動機調速系統(tǒng)，簡稱 VM 系統(tǒng)，又稱靜止 WardLeonard系統(tǒng)）已經成為直流調速系統(tǒng)的主要形式。 由于 旋轉變流機組 缺點太多， 采用汞弧整流器和閘流管這樣的靜止變流裝置來代替旋轉變流機組，形成所謂的離子拖動系統(tǒng)。 （ 3）直流斬波器或脈寬調制變換器。 （ 2）靜止可控整流器。 改變電樞電壓調速是直流調速系統(tǒng)采用的主要方法，調節(jié)電樞供電電壓需要有專門的可控直 流電源，常用的可控直流電源有以下三種： （ 1）旋轉變流機組。 對于要求在一定范圍內無級平滑****學院 PWM 控制直流調速系統(tǒng)設計 2 調速的系統(tǒng)來說，以調節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。 改變電阻調速缺點很多，目前很少采用，僅在有些起重機、卷揚機及電車等調速性能要求不高或低速運轉時間不長的傳動系統(tǒng)中采用。 在電動機電樞回路外串電阻進行調速的方法，設備簡單，操作方便。 fI 變化時間遇到的時間常數同aI變化遇到的相比要大得多，響應速度較慢，但所需電源容量小。 （ 2）改變電動機主磁通 ? 。對于要求在一定范圍內無級平滑調速的系統(tǒng)來說，這種方法最好。 直流電動機的調速方法介紹 直流電動機的調速方法有三種： （ 1）調節(jié)電樞供電電壓 U。本課題是應生產教儀的廠家的需要 ,研制開發(fā)出一套控制平滑、穩(wěn)定、經濟、實用、簡便、可靠性高、操作方便的直流調速控制掛箱以供大中專院校實驗教學之用 ,利用該掛箱設備可以進行的實驗項目有 : ①降壓斬 波電路實驗②升壓斬波電路實驗③可逆直流 PWM 調速實驗，實現了斬波實驗電路與可逆 PWM 調速實驗電路的兼容。目前國內各大專院校，科研單位和廠家也都在開發(fā)直流調速裝置，但大多數調速技術都是結合工業(yè)生產中，而在民用中應用相對較少，所以應用已有的成熟技術開發(fā)性能價格比高的，具有自主知識產權的直流調速單元，將有廣闊的應用前景。 PWM control。 關鍵詞 : IGBT； PWM控制；雙閉環(huán) ****學院 PWM 控制直流調速系統(tǒng)設計 2 Abstract To the power electronics and motor technology as the foundation, The design of a PWM control technology based on the DC motor speed control system。論文對系統(tǒng)中用到測速電機和霍爾電流傳感器的原理和應用也進行了介紹。論文中對IGBT應用時要注意的各個技術方面進行了詳細的討論，給出了專用 IGBT驅動芯片 SG3525的內部結構和應用電路。霍爾電流傳感器與測速電機共同實現速度控制的功能，同時完成了人機交互的任務。****學院 PWM 控制直流調速系統(tǒng)設計 1 摘要 以電力電子學和電機調速技術為基礎，本設計了一種基于 PWM控制技術的直流電機調速控制系統(tǒng) 。為了得到好的動靜態(tài)性能，該控制系統(tǒng)采用了雙閉環(huán)控制。 對于調速系統(tǒng)中要用到的大功率半導體開關器件，本文選用的是 IGBT。論文對 PWM控制的原理進行了說明，重點對集成 PWM控制器SG3525做了介紹，分析了 SG3525的內 部結構和外部電路的接法，并給出了它在系統(tǒng)中的應用電路。最后分析了系統(tǒng)的靜動態(tài)特性，結果表明雙閉環(huán)控制對系統(tǒng)的性能有很大的改善，即雙閉環(huán)控制系統(tǒng)有響應快，靜態(tài)穩(wěn)定性好的特點。 In order to obtain a good dynamic and static properties, The control system uses a doubleloop control. Hall current sensor and guns together to achieve the motor speed control function, while the pletion of the HCI mission. Speed Control System for the use of the power semiconductor devices, the paper uses the IGBT. The thesis of IGBT application to the attention of the various technical aspects of detailed discussions, given the exclusive IGBT driver IC SG3525 the internal structure and application circuit. PWM control of the paper, the principle of the note, with a focus on integrated PWM controller SG3525 made a presentation the SG3525 analysis of the internal structure and external circuit access method, and gives it a system of circuit. Papers on gun systems used motor and Hall current sensor application of the principle and also introduced. Finally, the paper analyzes the static and dynamic characteristics of the results shows that the closedloop control on the performance of the system is greatly improved. that is, doubleloop control system is fast response, good static stability characteristics. Keywords: IGBT。 Double Closedloop 目錄 第 1章 引言 ............................................ 1 ................................................................... 1 直流電動機的調速方法介紹 .................................................. 1 選擇 PWM控制系統(tǒng)的理由 .................................................... 3 設計技術指標要求 ........................................................... 4 第 2章 PWM控制直流調速系統(tǒng)主電路設計 ................... 4 主電路結構設計 .......................................................... 4 ................................................... 4 ............................................................... 5 ....................................................... 5 .......................................... 6 狀態(tài) .......................................... 6 .................................... 6 ................................................... 7 PWM變換器介紹 ............................................................ 7 緩沖電路參數 ........................................................ 14 泵升電路參數 ........................................................ 14 第 3章 PWM控制直流調速系統(tǒng)控制電路設計 .................. 16 控制電路設計 ..................................................... 16 SG3525 的應用 .................................................. 16 SG3525 芯片的主要特點 ....................................... 16 SG3525 引腳各端子功能 ....................................... 17 SG3525 的工作原理 .......................................... 18 LM1413 的應用 .................................................... 19 脈沖變壓器的應用 ................................................. 19 速度調節(jié)器（ ST1） ............................................... 19 電樞電流調節(jié)器（ LT1） ........................................... 21 速度變換單元（ FBS） .............................................. 22 電流檢測 ......................................................... 23 脈沖變壓器 ....................................................... 23 給定單元 ......................................................... 24 結束語 ................................................. 25 致 謝 .................................................. 26 參考文獻 ............................................... 27 ****學院 PWM 控制直流調速系統(tǒng)設計 1 第 1 章 引言 目前，直流調速技術的研究和應用已達到比較成熟的地步，尤其是隨著全數字直流調速的出現，更提高了直流調速系 統(tǒng)的精度及可靠性。 直流斬波電路原理實驗和直流電機的 PWM 調速實驗都是《電力電子技術》課程要求必須開設的實驗。本系統(tǒng)采用轉速環(huán)和電流環(huán)雙閉環(huán)結構 ,因此需要實時檢測 電機的電樞電流并把它作為電流調節(jié)器的反饋信號。 改變電樞電壓主要是從額定電壓往下降低電樞電壓，從電動機額定轉速向下變速 ， 屬恒轉矩調速方法。 aI 變化遇到的時間 常數較小，能快速響應，但是需要大容量可調直流電源。改變磁通可以實現無級平滑調速，但只能減弱磁通進行調速（簡稱弱磁調速），從電機額定轉速向上調速，屬恒功率調速方法。 （ 3）改變電樞回路電阻 R。但 是只能進行有級調速，調速平滑性差，機械特性較軟；空載時幾乎沒什么調速作用；還會在調速電阻上消耗大量電能。弱磁調速范圍不大，往往是和調壓調速配合使用，在額定轉速以上作小范圍的升速。 因此，自動控制的直流調速系統(tǒng)往往以調壓調速為主 速。用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，以獲得可調的直流電壓。用靜止的可