PWM直流调速-主电路.docx

学生姓名班级学号专 业自动化课程设计题目直流脉宽（PWM）调速系统设计与研究—主电路设计评语组长签字：成绩日期20 年 月 日成 绩 评 定 表课程设计任务书学 院自动化与电气工程学院专 业自动化学生姓名班级学号课程设计题目直流脉宽（PWM）调速系统设计与研究—主电路设计一、设计目的1、掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。2、熟悉直流PWM专用集成电路SG3525、SG3524等的组成、功能与工作原理。3、掌握H型PWM变换器的双极式控制方式的原理与特点。4、掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。二、设计已知参数1、拖动设备：直流电动机：，过载倍数。2、负载：直流发电机：3、机组：转动惯量三、设计指标1、D＝４，稳态时无静差。　　2、稳态转速n=1500r/min, 负载电流0.8A。3、电流超调量，空载起动到稳态转速时的转速超调量。四、设计内容1、主电路设计。设计主电路，并根据已知参数选择电路元件容量。2、直流脉宽控制电路设计。利用数字集成电路设计直流脉宽控制电路。3、转速调节器设计。根据直流调速系统的工程设计方法进行转速调节器的设计。4、电流调节器设计。根据直流调速系统的工程设计方法进行电流调节器的设计5、反馈及保护电路设计。根据要求设计反馈电路，选择反馈参数，并进行过流保护和过压保护电路设计。6、调试。比较脉宽直流调速系统于晶闸管－电动机直流调速系统的性能。五、设计要求1、绘制脉宽直流调速双闭环系统的电路图。2、提交设计报告（设计过程，参数计算，测试过程，调试结果）。六、进度安排：1、查阅资料一天2、设计四天3、实验操作四天4、撰写报告及答辩一天指导教师：2016年12月1日专业负责人： 2016 年 月 日学院教学副院长：2016 年 月 日摘要直流电动机具有良好的起、制动性能，易于在大范围内平滑调整，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统中得到了广泛的应用。自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成了脉宽调制变换器--直流电动机调速系统，简称直流PWM调速系统。直流PWM调速系统采用门极可关断晶闸管GTO、全控电力晶体管GTR、MOSFET、IGBT等电力电子器件组成的直流脉冲宽度（PWM）型的调速系统近年来已经发展成熟，用途越来越广泛，与晶闸管可控整流调速系统（V-M系统）相比，在很多方面具有较大的优越性：（1）主电路线路简单，需用的功率元件少；（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗和发热都较小；（3）低速性能好，稳速精度高，因而调速范围宽；（4）系统频带宽，快速响应性能好，动态抗扰能力强；（5）主电路元件工作在开关状态，导通损耗小，装置效率较高；（6）直流电源采用不可控三相整流时，电网功率因数高。????报告分析了系统工作原理和提高调速性能的方法，研究了IGBT模块应用中驱动、吸收、保护控制等关键技术.在微机控制方面，讨论了数字触发、数字测速、数字PWM调制器、双极式H型PWM变换电路、转速与电流控制器的原理,并给出了软、硬件实现方案。?关键词：PWM调速、直流电动机、双闭环调速目录1 引言12 简要介绍及设计方案22.1 PWM简介22.2 直流调速系统的方案设计22.2.1 设计指标及设计内容22.2.2 现行方案的讨论与比较32.2.3 选择IGBT的H桥型主电路的理由32.2.4 采用转速电流双闭环的理由43 主电路设计53.1 主电路结构53.2主电路工作原理53.3 主电路的组成63.4 参数设计74 调节器设计ASR,ACR94.1 电流调节器设计94.2 转速调节器设计94.3转速反馈调节器、电流反馈调节器的整定95 触发电路设计116 保护电路126.1 PWM电路中的保护电路126.2反馈及保护电路设计127 调试137.1 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定137.1.1 实验内容137.1.2实验系统组成和工作原理137.1.3测试内容137.2 双闭环可逆直流脉宽调速系统性能测试167.2.1 实验内容167.2.2 实验系统的组成和工作原理167.2.3 测试内容17总结24参考文献25第1章 引言在现代科学技术革命过程中，电气自动化在20世纪的后四十年曾进行了两次重大的技术更新。一次是元器件的更新，即以大功率半导体器件晶闸管取代传统的变流机组，以线形组件运算放大器取代电磁放大器件。后一次技术更新主要是把现代控制理论和计算机技术用于电气工程，控制器由模拟式进入了数字式。在前一次技术更新中，电气系统的动态设计仍采用经典控制理论的方法。而后一次技术更新是设计思想和理论概念上的一个飞跃和质变，电气系统的结构和性能亦随之改观。在整个电气