可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

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1、可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級：電氣自動化09—40（1）班學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：2011-6-2電氣與信息工程系課程設(shè)計任務(wù)書2011/12學(xué)年學(xué)期2011年6月2日專業(yè)電氣自動化班級09-40（1）班課程名稱電力電子技術(shù)課程設(shè)計設(shè)計題目可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)指導(dǎo)教師起止時間2011年5月30-6月2周數(shù)1周設(shè)計地點(diǎn)電力電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)計目的：1.了解并掌握電力電子裝置的一般設(shè)計方法；2.初步掌握電力電子裝置的組裝和調(diào)試的基本技能；3.提高綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識獨(dú)立分析和解決問題的能力；4.進(jìn)一步掌握電子儀器的使用方法。

2、設(shè)計任務(wù)或主要技術(shù)指標(biāo)：1.了解直流電機(jī)工作的原理；2.學(xué)會Protel99se仿真3.掌握PWM控制及調(diào)試過程技術(shù)指標(biāo)：直流電動機(jī)220V10A；二極管1N91；三極管EF152設(shè)計進(jìn)度與要求：第一天：查找相關(guān)資料第二、三、四天：進(jìn)行仿真、調(diào)試PWM控制系統(tǒng)第五天:整理實(shí)訓(xùn)報告要求：了解電機(jī)工作原理熟練掌握PWM調(diào)速系統(tǒng)及分析各部分功能主要參考書及參考資料：《電力電子技術(shù)輔助教材》內(nèi)部教材《電力電子應(yīng)用技術(shù)（第三版）》莫正康主編機(jī)械工業(yè)出版社2000年《電力電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書》李久勝等編哈爾濱工業(yè)大學(xué)2006年教研室主任（

3、簽名）系（部）主任（簽名）年月日課程設(shè)計評定意見設(shè)計題目：可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)學(xué)生姓名：專業(yè)電氣自動化班級09—40（1）班評定意見：評定成績：指導(dǎo)教師（簽名）：年月日評定意見參考提綱：1.學(xué)生完成的工作量與內(nèi)容是否符合任務(wù)書的要求。2.學(xué)生的勤勉態(tài)度。3.設(shè)計或說明書的優(yōu)缺點(diǎn)，包括：學(xué)生對理論知識的掌握程度、實(shí)踐工作能力、表現(xiàn)出的創(chuàng)造性和綜合應(yīng)用能力等。摘要本文介紹了一種基于PWM信號，采用H橋?qū)χ绷麟姍C(jī)進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速的驅(qū)動電路，利用PWM調(diào)節(jié)導(dǎo)通時間來改變輸出波形的寬度，從而達(dá)到調(diào)壓調(diào)速的目的。在這次的電力電子設(shè)計中我們小組

4、經(jīng)過商量討論后，采用的是二極管的橋式連接和絕緣柵型三極管構(gòu)成的橋式連接，來調(diào)節(jié)直流電機(jī)可逆，控制寬度調(diào)節(jié)輸出波形的時間，來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，方案制定后我們開始用仿真。我們組經(jīng)過調(diào)式后，滿足了可逆和調(diào)速。關(guān)鍵詞：脈寬調(diào)制；H橋驅(qū)動電橋；PROTEL仿真；電機(jī)原理目錄1基本原理11.1直流電機(jī)工作原理及基本結(jié)構(gòu)11.1.1直流電機(jī)基本工作原理11.1.2直流電機(jī)結(jié)構(gòu)22.PWM基本介紹42.1PWM控制調(diào)速原理42.2脈寬調(diào)制變換器52.3橋式可逆PWM變換器62.4．調(diào)試過程9總結(jié)與體會11致謝12參考文獻(xiàn)13附錄A14附錄B15可逆直流

5、PWM調(diào)速系統(tǒng)1基本原理1.1直流電機(jī)工作原理及基本結(jié)構(gòu)1.1.1直流電機(jī)基本工作原理在電工課程中，我們已經(jīng)知道通電導(dǎo)體在磁場中會受到電磁力的作用--電磁力定律。電動機(jī)就是應(yīng)用這個定律工作的。圖1.1是直流電動機(jī)的原理圖。圖1.1直流電機(jī)原理圖電樞繞組通過電刷接到直流電源上，繞組的旋轉(zhuǎn)軸與機(jī)械負(fù)載相聯(lián)。電流從電刷A流入電樞繞組，從電刷B流出。電樞電流Ia與磁場相互作用產(chǎn)生電磁力F，其方向可用左手定則判定。這一對電磁力所形成的電磁轉(zhuǎn)矩T，使電動機(jī)電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn)。如上圖a所示。當(dāng)電樞轉(zhuǎn)到上圖b所示位置時，由于換向器的作用，電源電

6、流Ia仍由電刷A流入繞組，由電刷B流出。電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍然使電動機(jī)電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn)。電樞轉(zhuǎn)動時，割切磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個電動勢(用右手定則判定)的方向與電樞電流Ia和外加電壓U的方向總是相反的，稱為反電動勢Ea。它與發(fā)電機(jī)的電動勢E的作用不同。發(fā)電機(jī)的電動勢是電源電動勢，在外電路產(chǎn)生電流。而Ea是反電動勢，電源只有克服這個反電動勢才能向電動機(jī)輸入電流。可見，電動機(jī)向負(fù)載輸出機(jī)械功率的同時，電源卻向電動機(jī)輸入電功率，電動機(jī)起著將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的作用。發(fā)電機(jī)和電動機(jī)兩者的電磁轉(zhuǎn)矩T的作用是不同的。發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

7、是阻轉(zhuǎn)矩，它與原動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T1的方向是相反的。電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，它使電樞轉(zhuǎn)動。電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T必須與機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2及空載損耗轉(zhuǎn)矩T0相平衡，即T＝T2十T014可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)。當(dāng)電動機(jī)軸上的機(jī)械負(fù)載發(fā)生變化時，則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、反電動勢、電流及電磁轉(zhuǎn)矩將自動進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載的變化，保持新的平衡。可見，直流電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行和作電動機(jī)運(yùn)行時，雖然都產(chǎn)生電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，但兩者作用截然相反。1.1.2直流電機(jī)結(jié)構(gòu)我們討論電機(jī)及其它電器的結(jié)構(gòu)，目的在于了解它們各主要部件的名稱、作用、相互組裝及動作關(guān)系。以利正

8、確選用和使用。電機(jī)的結(jié)構(gòu)是由以下幾方面的要求來確定的。首先是電磁方面的要求:使電機(jī)產(chǎn)生足夠的磁場，感應(yīng)出一定的電動勢，通過一定的電流，產(chǎn)生一定的電磁轉(zhuǎn)矩，要有一定的絕緣強(qiáng)度。其次是機(jī)械方面的要求：電機(jī)能傳遞一定的轉(zhuǎn)矩，保持機(jī)械上的堅固穩(wěn)定。此外，還要滿足冷卻的要