PWM直流双闭环调速系统设计

IdLntIdOIdmIdLntIdOIdmIdcrnn(a)(b)精品文档---下载后可任意编辑1 设计分析双闭环调速系统的结构图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。图 1 双闭环调速系统的结构图1.2 调速系统起动过程的电流和转速波形如图 2 所示，这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。这是在最大电流（转矩）受限的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。(a)带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动过程 (b)理想快速起动过程图 2 调速系统起动过程的电流和转速波形1.3 H 桥双极式逆变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。H 形双极式逆变器电路如图 3 所示。这时电动机 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 3H 形双极式逆变器电路双极式逆变器的四个驱动电压波形如图 4 所示。图 4 H 形双极式逆变器的驱动电压波形他们的关系是：。在一个开关周期内，当时，晶体管、饱和导通而、截止，这时。当时，、截止，但、不能立即导通，电枢电流经、续流，这时。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，，则的平均值为正，电动机正转，当正脉冲较窄时，OOOOUg1Ug4Ug2Ug3UABUs-Usidid1id2tttttonTtonT精品文档---下载后可任意编辑则反转；假如正负脉冲相等，，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假如定义占空比，电压系数则在双极式可逆变换器中调速时，的可调范围为 0～1 相应的。当时，为正，电动机正转；当时，为负，电动机反转；当时，，电动机停止。但电动机停止时电枢电压并不等于零，而是正负脉宽相等的交变脉冲电压，因而电流也是交变的。这个交变电流的平均值等于零，不产生平均转矩，徒然增大电动机的损耗这是双极式控制的缺点。但它也有好处，在电动机停止时仍然有高频微震电流，从而消除了正、反向时静摩擦死区。双极式...