直流脉宽PWM调速系统课程设计

1 双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计 1. 引言 转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能好、应用最广的直流调速系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和 PI调节器的单闭环的调速系统可以再保证系统稳定的条件下实现转速无静差。本设计是以直流PWM控制调速系统进行调速，采用转速调节器 ASR、以及电流调节器 ACR并用 PI调节器进行校正，对反馈信号进行采集，处理起到无静差效果。用 25LJPF40电力二极管进行整流，以及滤波，通过驱动电路的作用将控制电路输出的 PWM信号得到 IGBT可靠的导通和关断，并用霍尔传感器对电流取样进而反馈至电流调节器，系统同时设有过流保护，为此达到双闭环可逆调速。 2. 系统设计参数 2.1 设计内容和数据资料 某直流电动机拖动的机械装置系统。主电动机技术数据为： VUN48,AIN7.3，min200rnN ，5.6aR，电枢回路总电阻 8R，电枢回路电磁时间常数msTl5，机电时间常数msTm200，电源电压VUs60，给定值和 ASR、ACR的输出限幅值均为V10，电流反馈系数AV33.1， 转速反 馈 系数rVmin05.0， 电 动 势 转速比 rVCemin18.0，Ks=4.8，Ts=0.4ms，试对该系统进行初步设计。 2.2 技术指标要求 电动机能够实现可逆运行。要求静态无静差。动态过渡过程时间sTs1.0，电流超调量%5% i，空载起动到额定转速时的转速超调量%10% n。 2 3. 主电路方案和控制系统确定 主电路选用直流脉宽调速系统，控制系统选用转速、电流双闭环控制方案。主电路采用25JPF40电力二极管不可控整流，逆变器采用带续流二极管的功率开关管 IGBT构成 H型双极式控制可逆 PWM变换器。其中属于脉宽调速系统特有的部分主要是 UPM、逻辑延时环节 DLD、全控型绝缘栅双极性晶体管驱动器 GD和PWM变换器。系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器，构成了电流环和转速环，前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到调节电流和转速的目的。该系统起动时，转速外环饱和不起作用，电 流内环起主要作用，调节起动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流...