直流電機的pwm調速控制器論文

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1、直流電機的PWM調速控制器畢業(yè)論文目錄緒論1第一章脈寬調制(PWM)直流調速控制概述21.1直流電機調速原理21.2PWM控制技術的應用21.2.1PWM在直流調速中的應用21.2.2PWM相關概念31.2.3PWM控制電機轉速的原理31.3設計目標4第二章元器件應用介紹52.1二極管52.1.1整流二極管62.1.2穩(wěn)壓二極管62.1.3續(xù)流二極管62.2整流橋堆72.3三端穩(wěn)壓器72.3.1固定輸出三端穩(wěn)壓器82.3.1運算放大器112.3.2LM324運算放大器112.4電壓比較器122.4.1LM393比

2、較器122.5三極管142.5.1NPN型、PNP型三極管的結構和符號142.5.2NPN型三極管電流放大原理152.5.3晶體三極管的三種工作狀態(tài)152.6場效應管162.6.1場效應管的作用與特點162.6.2場效應管的分類172.6.3關于MOSFET—IRF740172.7光電耦合器18第三章電路設計193.1直流電源193.1.1±6V直流穩(wěn)壓電源19393.1.2為直流電機供電的+36V直流電壓213.2三角波和PWM波發(fā)生電路223.2.4CD4520引腳圖及引腳功能263.2.5CD4520功能2

3、73.3運放電路LM324的原理及波形273.3.1參數(shù)計算303.3.2元器件參數(shù)選擇303.4方波輸出313.5H橋驅動電路333.5.1H橋驅動電路原理333.6單雙極性可逆變換器比較363.7H橋驅動電路器件38第四章總結39致謝40參考文獻41附圖一42附圖二42附表14339畢業(yè)設計論文直流電機的PWM調速控制器緒論在當今社會生活中，電子科學技術的運用越來越深入到各個行業(yè)之中，并得到了長期的發(fā)展和進步，自動化控制更是得到了廣泛的應用，其中一項重要的應用就是——自動調速系統(tǒng)。直流電機由于具有速度控制容易

4、，啟、制動性能良好，且在脈寬范圍內平滑調速等特點而在冶金、機械制造、輕工等工業(yè)部門中得到廣泛應用。直流電動機轉速的控制方法可分為兩類，即勵磁控制法與電樞電壓控制法。勵磁控制法控制磁通，其控制功率雖然小，但低速時受到磁飽和的限制，高速時受到換向火花和換向器結構強度的限制；而且由于勵磁線圈電感較大，動態(tài)響應較差。所以常用的控制方法是改變電樞端電壓調速的電樞電壓控制法。調節(jié)電阻R即可改變端電壓，達到調速目的。但這種傳統(tǒng)的調壓調速方法效率低。伴隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，開關速度更快、控制更容易的全控型電力電子器件（GT

5、R、MOSFET、IGBT、PIC）逐漸成為主流，由他們組成的各種功率變換裝置也隨之發(fā)展，從而使直流電動機調速裝置的種類不斷拓展，性能不斷提高。其中PWM（脈寬調制）是常用的一種調速方法。PWM（脈寬調制）具有極大的優(yōu)越性：主電路簡單，需要的功率器件少：開關頻率高，快速響應性好，電流容易連續(xù)，諧波少，電極損耗及發(fā)熱都較??；波形系數(shù)好，對電網(wǎng)功率因數(shù)高；低速性能好，穩(wěn)速精度高，調速范圍寬，可達1:10000左右。若與快速響應的電機配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應快，動態(tài)抗擾能力強；功率開關器件工作在開關狀態(tài)，導通損耗小

6、，當開關頻率適當時，開關損耗也不大，因而裝置效率較高。本設計采用PWM技術對直流電機進行調速，與一般直流調速相比，既減少了對電源的污染，而且使控制過程更簡單方便，又因為線路的簡單化、功率器件需用的減少，使系統(tǒng)的維護、維修變得更加簡單，同時動、靜態(tài)性能卻提高了。39畢業(yè)設計論文直流電機的PWM調速控制器第一章脈寬調制(PWM)直流調速控制概述1.1直流電機調速原理當改變勵磁電流時，可以改變磁通量的大小，從而達到變磁通調速的目的。但由于勵磁線圈發(fā)熱和電動機磁飽和的限制，電動機的勵磁電流和磁通量只能在低于其額定值的范圍

7、內調節(jié)，故只能弱磁調速。而對于調節(jié)電樞外加電阻R時，會使機械特性變軟，導致電機帶負載能力減弱。當改變電樞電壓理想空載轉速隨電樞電壓升降而發(fā)生相應的升降變化。不同電樞電壓的機械特性曲線相互平行，說明硬度不隨電樞電壓的變化而改變，電機帶負載能力恒定。當我們平滑調節(jié)他勵直流電機電樞兩端電壓時，可實現(xiàn)電機的無級調速。1.2PWM控制技術的應用PWM是PulseWidthModulation的縮寫，即脈沖寬度調制，是通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要波形(含形狀和幅值)。調速可分為直流調速和交流調速。盡管直

8、流電機比交流電機結構復雜、成本較高、維修保養(yǎng)貴，但是其調速性能好，所以在調速傳動領域中一直占主導地位。1.2.1PWM在直流調速中的應用PWM廣泛應用于直流調速系統(tǒng)，例如，以往普遍應用的晶閘管相控整流—直流電機調壓調速系統(tǒng)，現(xiàn)在也發(fā)展了全波步控整流PWM斬波—直流電壓調速系統(tǒng)，開關磁阻電動機也是有直流斬波器供電的。PWM控制技術是利用半導體開關器件的導通與關斷把直流電壓變