直流脉宽PWM调速设计

交直流调速课程设计说明书 一、方案确定 2.1.1 方案选定 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 PW M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。 ASRACRPWMKsβR1/CeαUn*Ui*nId-- 图 1 双闭环调速系统的结构简化图 用双闭环转速电流调节方法，虽然相对成本较高，但保证了系统的可靠性能，保证了对生产工艺的要求的满足，既保证了稳态后速度的稳定，同时也兼顾了启动时启动电流的动态过程。在启动过程的主要阶段，只有电流负反馈，没有转速负反馈，不让电流负反馈发挥主要作用，既能控制转速，实现转速无静差调节，又能控制电流使系统在充分利用电机过载能力的条件下获得最佳过渡过程，很好的满足了生产需求。 2.1.2 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ABU的极性随开关器件驱动电压的极性变化而变化。 MGMOTOR DCVT1VT2VD1VD2VT3VT4VD3VD4Ug1Ug2Ug3Ug4Us 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。 OOOOUg1Ug4Ug2Ug3UABUs-Usidid1id2tttttonTtonT 图3 PWM 变换器的驱动电压波形 他们的关系是：1423ggggUUUU  。在一个开关周期内，当0ontt时，晶体管1VT 、4V T 饱和导通而3VT 、2V T 截止，这时ABsUU。当onttT时，1VT 、4V T 截止，但3VT 、2V T 不能立即导通，电枢电流di 经2VD 、3VD 续流，这时ABsUU 。ABU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，2onTt，则ABU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，2onTt，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 21ononondsstTttUUUTTT 如果定义占空比ontT ，电压系...