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《《運動控制系統(tǒng)》課程設計-直流單極式可逆pwm調速系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書目錄1任務分析11.1概述11.2直流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的結構圖11.3單極式可逆PWM變換器的工作原理21.4PWM調速系統(tǒng)的靜特性42電路設計52.1給定及偏移電源52.2雙環(huán)調節(jié)器電路62.2.1轉速調節(jié)器62.2.2電流調節(jié)器62.3信號產生電路72.4驅動電路82.5轉速及電流檢測電路102.5.1轉速檢測電路102.5.2電流傳感器103調節(jié)器的參數(shù)整定113.1電流調節(jié)器參數(shù)的計算113.2轉速調節(jié)器的參數(shù)整定123.3參數(shù)的校驗133.3.1電流參數(shù)的校驗133.3.2轉速參數(shù)的校驗143.3.3校驗
2、退飽和轉速超調量144心得體會15參考文獻16附錄1717武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書直流單極式可逆PWM調速系統(tǒng)設計1任務分析1.1概述本文所論述的是“直流單極式可逆PWM調速系統(tǒng)”。采用脈沖寬度調制的高頻開關控制方式，形成脈寬調制變換器—直流電動機調速系統(tǒng)，簡稱直流脈寬調速系統(tǒng)或直流PWM調速系統(tǒng)。脈寬調制變換器是把脈沖寬度進行調制的一種直流斬波器，脈寬調制，是利用電力電子開關器件的導通與關斷，將直流電壓變成連續(xù)的直流脈沖序列，并通過控制脈沖的寬度或周期達到變壓的目的。與V-M系統(tǒng)相比，PWM系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：1）主電路線路
3、簡單，需用的功率器件少。2）開關頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較小。3）低速性能好，穩(wěn)態(tài)精度高，調速范圍寬，可達1：10000左右。4）若是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)抗干擾能力強。5）功率開關器件工作在開關狀態(tài)，道通損耗小，當開關頻率適中時，開關損耗也不大，因而裝置效率高。6）直流電流采用不控整流時，電網功率因素比相控整流器高。由于有以上優(yōu)點直流PWM系統(tǒng)應用日益廣泛，特別是在中、小容量的高動態(tài)性能中，已完全取代了V-M系統(tǒng)。由于雙極式PWM變換器在工作過程中，4個電力晶體管都處于開關狀態(tài)，開關損耗相比來說較大，
4、而且容易發(fā)生上下兩管直通的事故。降低了裝置的可靠性，為了克服這一缺點，對于靜動態(tài)性能要求低一些的系統(tǒng)可采用單極式PWM變換器，其主電路不變，不同的僅僅在于驅動脈沖信號。為達到更好的機械特性要求，一般直流電動機都是在閉環(huán)控制下運行。經常采用的閉環(huán)系統(tǒng)有轉速負反饋和電流截止負反饋。綜上所述，我們可根據任務要求設計一個直流單極式可逆PWM雙閉環(huán)調速系統(tǒng)。1.2直流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的結構圖直流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的結構圖如圖1所示，轉速調節(jié)器與電流調節(jié)器串級17武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書聯(lián)結，轉速調節(jié)器的輸出作為電流調節(jié)器的輸入，再用電流調節(jié)器的輸出去控
5、制PWM裝置。其中脈寬調制變換器的作用是：用脈沖寬度調制的方法，把恒定的直流電源電壓調制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調節(jié)電機轉速，達到設計的要求?？傮w方案的結構簡化圖如圖1所示。圖1直流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的結構圖1.3單極式可逆PWM變換器的工作原理脈寬調制器的作用是：用脈沖寬度調制的方法，把恒定的直流電源電壓調制成頻率一定寬度可變的脈沖電壓序列，從而平均輸出電壓的大小，以調節(jié)電機轉速。可逆PWM變換器的輸出電壓極性是隨控制電壓極性變化而變化的，因而可組成可逆的直流調速系統(tǒng)。常見的可逆PWM變換器主電路有H型和T型，
6、本設計采用H型橋式可逆變換器。單極式可逆PWM變換器電路如圖2所示。它和雙極式一樣，由4個電力晶體管構成，不同之處僅在于電力晶體管的基極驅動信號不同。電動機M的極性隨控制電壓極性的變化而變化。圖2橋式可逆PWM變換器電路17武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書單極式可逆PWM變換器的驅動脈沖：，VT1和VT2交替導通（和雙極式一樣）、改成因電機的轉向而施加不同的直流控制信號。電機正轉時，使恒為負，恒為正，則VT3截止而VT4常通。電機反轉時，則恒為正,而恒為負，使VT3常通而VT4截止。下面分析當控制電壓為正即當電機正向電動時，在一個開關周期內：時
7、，和為正，晶體管VT1和VT4飽和導通;和為負，VT2和VT3截止。這時。當時，變負，VT1和VT3截止,VT4導通；變正，但VT2仍不通，正向電流沿VD2和VT4續(xù)流。這時。ttttT0000圖3單極式可逆PWM變換器的驅動電壓電流波形單極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為17武漢理工大學《運動控制系統(tǒng)》課程設計說明書如果定義占空比，電壓系數(shù)則在單極式可逆變換器中調速時，的可調范圍為0～1相應的的范圍也為0～1。由于單極式PWM變換器的電力晶體管VT3和VT4兩者之中總有一個是常通的，而另一個是截止的，運行中不用頻繁地交替導通。因此，單極式變換器的
8、開關損耗要比雙極式小，裝置的可靠性有所提高。但此電路無高頻微振，啟動較慢，其低速
