第十六講（PWM直流調(diào)速系統(tǒng)）ppt課件.ppt

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1、Toimproveistochange;tobeperfectistochangeoften.——WinstonChurchill第十六講PWM直流調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)容一、PWM直流調(diào)速系統(tǒng)組成原理二、可逆PWM變換器及其工作原理三、脈寬調(diào)制器及其工作原理要求一、掌握可逆PWM變換器的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及其工作原理二、掌握脈寬調(diào)制器工作原理的分析方法第四章脈寬調(diào)制式（PWM）直流調(diào)速系統(tǒng)采用電力晶體管等全控式電力電子器件構(gòu)成的PWM直流調(diào)速系統(tǒng)具有線路簡(jiǎn)單、調(diào)速范圍寬、動(dòng)態(tài)性能好、功耗低、效率高和功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)而得到越

2、來(lái)越廣泛的應(yīng)用。閉環(huán)PWM調(diào)速的靜、動(dòng)態(tài)分析和已學(xué)的相控式調(diào)速系統(tǒng)基本相同，只需對(duì)有所不同的主電路、PWM控制電路以及一些特殊問(wèn)題進(jìn)行討論。1、相控整流：通過(guò)改變晶閘管的觸發(fā)角來(lái)改變其輸出電壓。2、脈寬調(diào)制式整流：通過(guò)改變脈沖寬度以改變?nèi)厥诫娏﹄娮悠骷?如GTO、MOSFET、IGBT等）的通斷時(shí)間來(lái)達(dá)到改變其輸出電壓的目的。實(shí)現(xiàn)可控整流的兩種控制方式4.1PWM直流調(diào)速系統(tǒng)的組成原理PWM直流調(diào)速系統(tǒng)是一種在V—M系統(tǒng)的基礎(chǔ)上以脈寬調(diào)制式可調(diào)直流電源取代晶閘管相控整流電源后構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)

3、。由于它采用全控型電力電子器件作為功率開(kāi)關(guān)元件，并按脈寬調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)電樞電壓的調(diào)節(jié)，因此其主電路簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越，是新設(shè)計(jì)100KW以下直流調(diào)速系統(tǒng)的首選方案。PWM直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖單片微機(jī)控制的PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)中、小功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用由電力電子功率開(kāi)關(guān)器件組成的橋式可逆PWM變換器(H形PWM變換器)。其中功率開(kāi)關(guān)器件采用IGBT，在小容量系統(tǒng)中則可用將IGBT、續(xù)流二極管、驅(qū)動(dòng)電路以及過(guò)流、欠壓保護(hù)等封裝在一起的智能功率模塊IPM。系統(tǒng)組成PWM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)組成（續(xù)）圖中

4、UR—整流器；UPEM—橋式可逆電力電子變換器，須要注意的是，直流變換器必須是可逆的；GD—驅(qū)動(dòng)電路模塊，內(nèi)部含有光電隔離電路和開(kāi)關(guān)放大電路；系統(tǒng)組成（續(xù)）UPW—PWM波生成環(huán)節(jié)，其算法包含在單片微機(jī)軟件中；TG—為測(cè)速發(fā)電機(jī)，當(dāng)調(diào)速精度要求較高時(shí)可采用數(shù)字測(cè)速碼盤；TA—霍爾電流傳感器；給定量n*，I*d和反饋量n，Id都已經(jīng)是數(shù)字量。微機(jī)數(shù)字控制雙閉環(huán)直流PWM調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)一般采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制，電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)，內(nèi)環(huán)的采樣周期小于外環(huán)的采樣周期。無(wú)論是電流采樣

5、值還是轉(zhuǎn)速采樣值都有交流分量，常采用阻容電路濾波，但阻容值太大時(shí)會(huì)延緩動(dòng)態(tài)響應(yīng)，為此可采用硬件濾波與軟件濾波相結(jié)合的辦法。系統(tǒng)控制（續(xù)）當(dāng)轉(zhuǎn)速給定信號(hào)在-n*max~0~+n*max之間變化并達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，由微機(jī)輸出的PWM信號(hào)占空比ρ在0~?~0的范圍內(nèi)變化，使UPEM的輸出平均電壓系數(shù)?的變化范圍為–1~0~+1實(shí)現(xiàn)雙極式可逆控制。4.2PWM變換器（PWM主電路）及其工作原理PWM變換器：采用脈沖寬度調(diào)制的直流斬波器。雙極式可逆PWM變換器+UsUg4M+-Ug3VD1VD2VD3VD4Ug1Ug2V

6、T1VT2VT4VT3ABVT1Ug1VT2Ug2VT3Ug3VT4Ug4橋式可逆PWM變換器可逆PWM變換器1、常用的H形結(jié)構(gòu)可逆PWM變換器+UsUg4M+-Ug3VD1VD2VD3VD4Ug1Ug2VT1VT2VT4VT312ABVT1Ug1VT2Ug2VT3Ug3VT4Ug4橋式可逆PWM變換器雙極式工作制正轉(zhuǎn)電動(dòng)運(yùn)行重載時(shí)+UsUg4M+-Ug3VD1VD2VD3VD4Ug1Ug2VT1VT2VT4VT312ABVT1Ug1VT2Ug2VT3Ug3VT4Ug4橋式可逆PWM變換器U,iUdEi

7、d+UsttonT0-UsO(1)正向電動(dòng)重載運(yùn)行波形U,iUdEid+UsttonT0-UsU,iU,iU,iUdEid+UsttonT0-UsOUg1,4ttonT0-Ug2,3雙極式工作制正轉(zhuǎn)電動(dòng)運(yùn)行重載時(shí)+UsUg4M+-Ug3VD1VD2VD3VD4Ug1Ug2VT1VT2VT4VT3132AB4VT1Ug1VT2Ug2VT3Ug3VT4Ug4橋式可逆PWM變換器雙極式工作制正轉(zhuǎn)電動(dòng)運(yùn)行輕載時(shí)U,iUdEid+UsttonT0-UsO(2)正向電動(dòng)輕載運(yùn)行波形U,iUdEid+UsttonT

8、0-UsU,iU,iU,iUdEid+UsttonT0-UsOUg1,4ttonT0-Ug2,3雙極式工作制正轉(zhuǎn)電動(dòng)運(yùn)行輕載時(shí)輸出平均電壓雙極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為U,iUdEid+UsttonT0-UsO(1)正向電動(dòng)運(yùn)行波形U,iUdEid+UsttonT0-Us(2)反向電動(dòng)運(yùn)行波形U,iUdEid+UsttonT0-UsU,iU,i性能評(píng)價(jià)雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有下列優(yōu)點(diǎn)：1）電流一定連續(xù)。