PWM直流可逆调速微机控制系统的探究.pdfVIP

《冶金自动化))2005年增刊 PWM直流可逆调速微机控制系统的研究 程耕国，张国栋 (武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081) [摘要]研究了微机控制的PWM直流可逆调速系统，给出了微机控制的直流可逆调速系统的硬件框图，并为 使调速系统获得满意的静态指标与动态指标给出了PI控制箅法。 【关键词】PWi～!；可逆调速；单片机；数字滤渡；PI控制算法 O前言… 随着电力电子技术的发展，交流调速系统的 应用逐渐超过了直流调速系统，但是直流调速系 统有着本身的特点，更适合应用于调速精度要求 高的场合。本文在电力电子技术的不断进步，新 的电枢电压控制方法不断发展的背景下，做出基 (a)原理图 于微机控制的PWM直流可逆调速系统的研究。 U 新的电枢电压控制有由交流电源供电，使用晶闸 砺 管整流器进行相控调压；使用硅整流器将交流电 整流成直流电或由蓄电池等直流电源供电，再由 葛 H兰 PW,M降压斩波器进行斩波调压等方法。PWM斩脚 波器调压比传统的串电阻调压损耗小，效率高；而 斩波调压又比相控调压优点多，比如滤波装置小， 不需要外加滤波装置，电动机的损耗和发热小，动 态响应快等。 彻输出电压渡j肜 J 1 直流电动机的PWM控制原理【2 图1桥式PWM降压斩波器原理电路及输出电压波形 PWM控制原理如图1所示，晶闸管y。、K是 下 ”I 同时导通同时关断的，屹、b也是同时导通同时关 式中，口=芽五=了1 (2) 断的，但y，与K、％与K都不允许同时导通，否 r=71+疋 则电源仉直通短路。设K、K先导通正秒后同 由于0≤理≤1，仉值的范围是一仉一+玑，因 时关断，间隔一定时间(为避免电源直通短路。该 而电动机可以在正反两个方向运转。 间隔时间称为死区时间)之后，再使％、L同时导 2 由8031单片机控制的PWM直流 通疋秒后同时关断，如此反复，则电动机电枢端 可逆调速系统 电压波形如图1(b)所示。 2．1系统硬件结构 电动机电枢端电压的平均值为： 系统的硬件结构如图2所示。主电路是由四 以=争等仉=(2每一1)Ua=2(a—1)玑个大功率的晶体管V。一V。模块构成的桥式斩波 J J 』1．r 2 电路。M为他励直流电动机。根据需要的直流电 (1) [收稿日期]2004—09—24“修改稿收到日期]2004—11一lO [基金项目]国家自然科学基金资助项目 [作者简介]程耕国(1947一)男，安徽绩溪人，教授，博士，主要从事智能控制、智能材料应用、故障诊断、信号处理等方面的研究工 作。 ·615· 《冶金自动化》2005年增刊 压值大小，三相交流电用全控桥或半控桥整流，并 肘。一帆分别为U—亿的