雙閉環(huán)可逆直流脈寬pwm調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-07-14 21:02本頁面
【正文】 停車時(shí),儲(chǔ)存在電機(jī)和負(fù)載傳動(dòng)部分的動(dòng)能將變成電能，并通過 PWM 變壓器回饋給直流電源。如果要讓電容器全部吸收回饋能量，將需要很大的電容量，或者迫使泵升電壓很高而損壞元器件。R 的分流電路靠開個(gè)器件 VT 在泵升電壓達(dá)到允許數(shù)值時(shí)接通。 整流二極管的選擇根據(jù)二極管的最大整流平均 和最高反向工作電壓 分別應(yīng)滿足：fI RU（A）)(f ??????AVoI（V）選用大功率硅整流二極管，型號(hào)和參數(shù)如下所示：型號(hào)額定正向平均電流（A)fI額定反向峰值電壓URM（V)正向平均壓降 （V)FU反向平均漏電流 RI（mA)散熱器型號(hào)ZP10A 10 200~2022 ~ 6 SZ14在設(shè)計(jì)主電路時(shí)，濾波電容是根據(jù)負(fù)載的情況來選擇電容 C 值，使 RC （3~5）?T/2，且有（V)???，即 C ???故此，選用型號(hào)為 CD15 的鋁電解電容，其額定直流電壓為 400V，標(biāo)稱容量為22022uF。再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。在這里是：先從電流環(huán)人手，首先設(shè)計(jì)好電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)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)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。額定力矩為 nomInoU調(diào)速系統(tǒng)的最小負(fù)載電流 =1A，電源電壓 =122V。如圖 10 為電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖圖 10 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖 確定時(shí)間常數(shù)rVnIRUCNae min/?????sGDTmem ??sRLl .???（1）脈寬調(diào)制器和 PWM 變換器的滯后時(shí)間常數(shù) 與傳遞函數(shù)的計(jì)算PWMT開關(guān)頻率 f 選為 。ciPWMT? s???????（2）要求 ，現(xiàn) 。 sT ??????可見均滿足要求。 轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì) 確定時(shí)間常數(shù)（1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)為 ???（2）取轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) .5ons（3） s???? ASR 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)穩(wěn)態(tài)無靜差及其他動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求，按典型 II 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)，ASR選用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 1()nASRsWK???圖 11 速度環(huán)結(jié)構(gòu)圖 選擇 ASR 參數(shù)取 h=5，則 ?????221875..NnKs????則 ()???????? 校驗(yàn)近似條件 ??????（1）要求 ，現(xiàn) 。 計(jì)算 ASR 電阻和電容取 ，則04Rk?? ，取 ???k ，取 ??F? ??? 檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量 maxn%()2()NnbmCTz?????????當(dāng) h=5 時(shí)， ，而 ， ???因此 %51n?????可見轉(zhuǎn)速超調(diào)量滿足要求。 反饋單元 轉(zhuǎn)速檢測裝置選擇選測速發(fā)電機(jī) 永磁式 ZYS231/110 型，額定數(shù)據(jù)為P=，U=110V，I=，n=1900r/min。測速發(fā)電機(jī)工作最高電壓 ???測速反饋電位器阻值 ??32.%21TNRPI此時(shí) RP2 所消耗的功率為 WUMRP ???為了使電位器溫度不要很高，實(shí)選瓦數(shù)應(yīng)為消耗功率的一倍以上，故選 RP2 為4W，取 2022 。 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 12 所示。電機(jī)的啟動(dòng)dI過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器經(jīng)歷了飽和、退飽和、不飽和三種狀態(tài)。系統(tǒng)正反轉(zhuǎn)仿真如圖 15 所示。在仿真中取電流的過載倍數(shù)為 2，因此電機(jī)的正轉(zhuǎn)啟動(dòng)和制動(dòng)、反轉(zhuǎn)啟動(dòng)過程中始終保持著最大電流 12A 左右。圖 17 給出了電流給定波形、電流反饋波形和電流調(diào)節(jié)器輸出波形，圖 18 為速度給定信號(hào)、速度反饋波形和速度調(diào)節(jié)器輸出波形。圖 18 上：轉(zhuǎn)速給定，中：轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)，下：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出波形心得體會(huì)參考資料（1）、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 陳伯時(shí) 機(jī)械工業(yè)出版社 （2）、電力電子技術(shù)（第 4 版） 王兆安 黃俊 機(jī)械工業(yè)出版社 （3）、電力電子、電機(jī)控制系統(tǒng)的建模和仿真 洪乃剛 機(jī)械工業(yè)出版社
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