毕业论文：数字式PWM可逆直流调速系统.doc

电力拖动自动控制系统课程设计 PAGE  PAGE 20 一、 SKIPIF 1 0 设计要求： 1、调速范围D=20，静差率S≤5%。再整个调速范围内要求转速无极、平滑可调； 2、动态性能指标：电流环超调量 δ≤5%： 空载启动到额定转速时转速超量δ≤10% 直流电动机的参数： 直流电动机型号（KW）Z2—32额定容量（KW）2.2额定电压（V）220额定电流（A）12.5最大电流（A）18.75额定转速（rpm）1500额定励磁（A）0.61GD SKIPIF 1 0 (kg m SKIPIF 1 0 )0.105电动机电枢电阻RA（）1.3电动机电枢电感la（Mh）10 其它参数： 名称数值整流侧内阻Rn（Ω）0.037整流变压器漏感Lt（mH）0.24电抗器直流电阻Rh（Ω）0.024电抗器电感Lh（mh）3.2二、任务分析 2.1控制系统的整体设计 直流双闭环调速系统的结构图如图1所示，转速调节器与电流调节器串极联结，转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制PWM装置。其中脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速，达到设计要求。总体方案简化图如图1所示。 图1、转速、电流双闭环直流调速系统 TG n ASR ACR U*n + - Un Ui U*i + - Uc TA V M + - Ud Id UPE L - M TG 图2 双闭环直流调速系统的动态结构图 U*n ? Uc -IdL n Ud0 Un + - - ? + - Ui WASR(s) WACR(s) Ks Tss+1 1/R Tl s+1 R Tms U*i Id 1/Ce + E 2.2桥式可逆PWM变换器的工作原理 脉宽调制器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定宽度可变的脉冲电压序列，从而平均输出电压的大小，以调节电机转速。桥式可逆PWM 变换器电路如图2所示。这是电动机M两端电压的极性随开关器件驱动电压的极性变化而变化。 图2 桥式可逆PWM变换器电路 双极式控制可逆PWM变换器的四个驱动电压波形如图3所示。 图3 PWM变换器的驱动电压波形 他们的关系是： SKIPIF 1 0 。在一个开关周期内，当 SKIPIF 1 0 时，晶体管 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 饱和导通而 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 截止，这时 SKIPIF 1 0 。当 SKIPIF 1 0 时， SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 截止，但 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 不能立即导通，电枢电流 SKIPIF 1 0 经 SKIPIF 1 0 、 SKIPIF 1 0 续流，这时 SKIPIF 1 0 。 SKIPIF 1 0 在一个周期内正负相间，这是双极式PWM变换器的特征，其电压、电流波形如图2所示。电动机的正反转体现在驱动电压正、负脉冲的宽窄上。当正脉冲较宽时， SKIPIF 1 0 ，则 SKIPIF 1 0 的平均值为正，电动机正转，当正脉冲较窄时，则反转；如果正负脉冲相等， SKIPIF 1 0 ，平均输出电压为零，则电动机停止。 双极式控制可逆PWM变换器的输出平均电压为  SKIPIF 1 0  如果定义占空比 SKIPIF 1 0 ，电压系数 SKIPIF 1 0  则在双极式可逆变换器中  SKIPIF 1 0  调速时，p的可调范围为0～1相应的r=-