h橋可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

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1、CDIO課程項(xiàng)目研究報(bào)告項(xiàng)目名稱：H橋可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浨把浴?摘要………………………………………………………………………………………………2第一章調(diào)速系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………31.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成………………………………………………………31.2.穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特…………………………………………………………………………41.2.1各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算………………………………………………61.3雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能…………………

2、…………………………………………71.3.1動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型…………………………………………………………………………71.3.2起動(dòng)過程分析…………………………………………………………………………71.3.3動(dòng)態(tài)性能和兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用……………………………………………………8第二章H橋可逆直流調(diào)速電源及保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………11第三章調(diào)節(jié)器的選型及參數(shù)設(shè)計(jì)……………………………………………………………133.1電流環(huán)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………133.2速度環(huán)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………15

3、第四章Matlab/Simulink仿真…………………………………………………………………17第五章實(shí)物制作………………………………………………………………………………20第六章性能測試………………………………………………………………………………226.1SG3525性能測試…………………………………………………………………………226.2開環(huán)系統(tǒng)調(diào)試……………………………………………………………………………23總結(jié)……………………………………………………………………………………………26參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………26前言隨著交流調(diào)速的

4、迅速發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)越趨成熟，以及交流電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和易維護(hù)性，使交流調(diào)速廣泛受到用戶的歡迎。但是直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)以其優(yōu)良的調(diào)速性能仍有廣闊的市場，并且建立在反饋控制理論基礎(chǔ)上的直流調(diào)速原理也是交流調(diào)速控制的基礎(chǔ)。采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但如果對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，如要求快速起制動(dòng)、突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降時(shí)，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足。這主要是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照需要來控制動(dòng)態(tài)過程中的電流或轉(zhuǎn)矩。在單閉環(huán)系統(tǒng)中，只有電流截至負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只是在超過臨界電流值以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，

5、并不能很理想的控制電流的動(dòng)態(tài)波形。實(shí)際工作中，在電機(jī)最大電流受限的條件下，充分利用電機(jī)的允許過載能力，最好是在過渡過程中始終保持電流轉(zhuǎn)矩為允許最大值，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)盡可能用最大的加速度啟動(dòng)，到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。實(shí)際上，由于主電路電感的作用，電流不能突跳，為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下最快啟動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過程，按照反饋控制規(guī)律，電流負(fù)反饋就能得到近似的恒流過程。問題是希望在啟動(dòng)過程中只有電流負(fù)反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋同時(shí)加到一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不要電流負(fù)反饋發(fā)揮主作用

6、，因此需采用雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。這樣就能做到既存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋?zhàn)饔糜帜苁顾鼈冏饔迷诓煌碾A段。項(xiàng)目預(yù)期成果：設(shè)計(jì)一個(gè)雙閉環(huán)可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電流超調(diào)量小于等于5%；轉(zhuǎn)速超調(diào)量小于等于5%；過渡過程時(shí)間小于等于0.1s的無靜差調(diào)速系統(tǒng)。項(xiàng)目分工：參數(shù)計(jì)算：仿真：電路設(shè)計(jì)：電路焊接：PPT答辯：摘要本設(shè)計(jì)的題目是基于SG3525的雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。SG3525是電流控制型PWM控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈的信號(hào)與誤差放大器輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化

7、而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。如果對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，則單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。而轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用PI調(diào)節(jié)器可以獲得無靜差；構(gòu)成的滯后校正，可以保證穩(wěn)態(tài)精度；雖快速性的限制來換取系統(tǒng)穩(wěn)定的，但是電路較簡單。所以雙閉環(huán)直流調(diào)速是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)選用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制電路，本課題內(nèi)容重點(diǎn)包括調(diào)速控制器的