毕业设计---直流双极式可逆PWM调速系统设计

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1、 目录 摘要 1 1 概述 2 2 设计任务及要求 2 2.1 设计任务 2 2.2 设计要求 2 3 理论设计 . 3 3.1 方案论证 3 3.2 系统设计 4 3.2.1 电流调节器 4 3.2.1.1 电流环结构框的简化 4 3.2.1.2 确定时间常数 5 3.2.1.3 选择电流调节器结构 6 3.2.1.4 计算电流调节器参数 6 3.2.1.5 校验近似条件 6 3.2.1.6 计算调节器电阻和电容 6 3.2.2 转速调节器设计 7 3.2.2.1 转速环结构框图的简化 7 3.2.2.2 确定时间常数 8 3.2.2.3 选择电流调节器结构 8 3.2.2.4 计算转速调节

2、器参数 8 3.2.2.5 校验近似条件 8 3.2.2.6 计算调节器电阻和电容 9 3.2.2.7 校核转速超调量. 9 4 系统主电路设计.10 4.1 桥式可逆 PWM 变换器的工作原理 10 4.2 PWM 直流脉宽调速系统的机械特性 12 4.3 主电路设计 12 4.4 PWM 信号产生电路 . 13 4.5 IGBT 基极驱动电路原理及设计 14 4.6 保护电路设计 16 5 总结与体会 18 参考文献 .19 附录 .20 1 摘要 在电气时代的今天，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。直流 电机是最常见的一种电机，在各领域中得到广泛应用。研究直流电机的控

3、制和测量方法，对 提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。电机调速问题一直是自动化领域比 较重要的问题之一。不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求，因此，不同的调速方法 有着不同的应用场合。 本文基于 PWM 的双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机的双闭 环直流调速系统。提出了 PWM 调速方法的优势，指出了未来 PWM 调速方法的发展前景， 点出了研究 PWM 调速方法的意义。应用于直流电机的调速方式很多，其中以 PWM 变频调 速方式应用最为广泛，而 PWM 变频器中，H 型 PWM 变频器性能尤为突出，作为本次设计 的基础理论，本文将对 PWM 的理论进行详

4、细论述。在此基础上，本文将做出 SG3525 单片 机控制的 H 型 PWM 变频调速系统的整体设计，然后对各个部分分别进行论证，力图在每个 组成单元上都达到最好的系统性能。 关键词：直流调速 双闭环 PWM 直流电机 2 直流双极式可逆 PWM 调速系统设计 1 概述 采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成脉宽调制变换器直流电动机调速系统， 简称直流脉宽调速系统或直流 PWM 调速系统。脉宽调制变换器是把脉冲宽度进行调制的一 种直流斩波器，脉宽调制，是利用电力电子开关器件的导通与关断，将直流电压变成连续的 直流脉冲序列，并通过控制脉冲的宽度或周期达到变压的目的。与 V-M 系统相比，PWM 系 统在很多方面有较大的优越性： 1）主电路线路简单，需用的功率器件少。 2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。 3）低速性能好，稳态精度高，调速范围宽，可达 1：10000 左右。 4）若是与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强。 5）功率开关器件工作在开关状态，道通损耗小，当开关频率适中时，开关损耗也不大， 因而装置效率高。 6）直流电流采