直流脈寬(PWM)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究主電路設(shè)計(jì)課設(shè)報(bào)告

1、沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)摘要調(diào)速系統(tǒng)是當(dāng)今電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一中系統(tǒng)。目前對(duì)調(diào)速性能要求較高的各類生產(chǎn)機(jī)械大多采用直流傳動(dòng)，簡(jiǎn)稱為直流調(diào)速。早在20世紀(jì)40年代采用的是發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，又稱放大機(jī)控制的發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在40年代廣泛應(yīng)用，但是它的缺點(diǎn)是占地大，效率低，運(yùn)行費(fèi)用昂貴，維護(hù)不方便等，特別是至少要包含兩臺(tái)與被調(diào)速電機(jī)容量相同的電機(jī)。為了克服這些缺點(diǎn)，50年代開(kāi)始使用水銀整流器作為可控變流裝置。這種系統(tǒng)缺點(diǎn)也很明顯，主要是污染環(huán)境，危害人體健康。50年代末晶閘管出現(xiàn)，晶閘管變流技術(shù)日益成熟，使直流調(diào)速系統(tǒng)更加完善。晶閘管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)今主要的直流調(diào)速系

2、統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于世界各國(guó)。近幾年，交流調(diào)速飛速發(fā)展，逐漸有趕超并代替直流調(diào)速的趨勢(shì)。直流調(diào)速理論基礎(chǔ)是經(jīng)典控制理論，而交流調(diào)速主要依靠現(xiàn)代控制理論。不過(guò)最近研制成功的直流調(diào)速器，具有和交流變頻器同等性能的高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性、高智能化特點(diǎn)。同時(shí)直流電機(jī)的低速特性，大大優(yōu)于交流鼠籠式異步電機(jī)，為直流調(diào)速系統(tǒng)展現(xiàn)了無(wú)限前景。單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)行性能要求很高的機(jī)床還存在著很多不足，快速性還不夠好。而基于電流和轉(zhuǎn)速的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜動(dòng)態(tài)特性都很理想。關(guān)鍵字：調(diào)速系統(tǒng) 直流調(diào)速器 晶閘管 晶閘管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)目錄1 緒論11.1 背景11.2 直流調(diào)速系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)11.2.1 設(shè)計(jì)已知參

3、數(shù)11.2.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)21.2.3 現(xiàn)行方案的討論與比較21.2.4 選擇pwm控制系統(tǒng)的理由21.2.5 選擇igbt的h橋型主電路的理由31.2.6 采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的理由32 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)42.1 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.1.1 pwm變換器介紹42.1.2 泵升電路72.2 參數(shù)設(shè)計(jì)72.2.1 igbt管的參數(shù)72.2.2 緩沖電路參數(shù)82.2.3 泵升電路參數(shù)83 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)93.1 pwm信號(hào)發(fā)生器93.2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)設(shè)計(jì)93.2.1 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)103.2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)134 系統(tǒng)調(diào)試174.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖174.2 系統(tǒng)單元調(diào)試

4、174.2.1 基本調(diào)速174.2.2 轉(zhuǎn)速反饋調(diào)節(jié)器、電流反饋調(diào)節(jié)器的整定184.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果184.3.1 開(kāi)環(huán)機(jī)械特性測(cè)試184.3.2 閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)試及閉環(huán)靜特性測(cè)定195 總結(jié)20參考文獻(xiàn)21附錄a22a.1 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)節(jié)特性的測(cè)定22a.2 雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)性能測(cè)試26291 緒論1.1 背景在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命過(guò)程中，電氣自動(dòng)化在20世紀(jì)的后四十年曾進(jìn)行了兩次重大的技術(shù)更新。一次是元器件的更新，即以大功率半導(dǎo)體器件晶閘管取代傳統(tǒng)的變流機(jī)組，以線形組件運(yùn)算放大器取代電磁放大器件。后一次技術(shù)更新主要是把現(xiàn)代控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)用于電氣工程，控制器由模擬式進(jìn)入了數(shù)

5、字式。在前一次技術(shù)更新中，電氣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)仍采用經(jīng)典控制理論的方法。而后一次技術(shù)更新是設(shè)計(jì)思想和理論概念上的一個(gè)飛躍和質(zhì)變，電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能亦隨之改觀。在整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，電力拖動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)是其中的核心部分。現(xiàn)代的電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)都是由慣性很小的晶閘管、電力晶體管或其他電力電子器件以及集成電路調(diào)節(jié)器等組成的。經(jīng)過(guò)合理的簡(jiǎn)化處理，整個(gè)系統(tǒng)一般都可以用低階近似。而以運(yùn)算放大器為核心的有源校正網(wǎng)絡(luò)（調(diào)節(jié)器），和由 r、c等元件構(gòu)成的無(wú)源校正網(wǎng)絡(luò)相比,又可以實(shí)現(xiàn)更為精確的比例、微分、積分控制規(guī)律,于是就有可能將各種各樣的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化和近似成少數(shù)典型的低階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。目前，隨著大功率電力電子器件

6、的迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已日臻成熟并日漸成為實(shí)際應(yīng)用的主流，但這并不意味著傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)已經(jīng)完全退出了實(shí)際應(yīng)用的舞臺(tái)。相反，近幾年交流變頻調(diào)速在控制精度的提高上遇到了瓶頸，于是直流調(diào)速的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)了出來(lái)。直流調(diào)速仍然是目前最可靠，精度最高的調(diào)速方法。譬如在對(duì)控制精度有較高要求的造紙，轉(zhuǎn)臺(tái)，輪機(jī)定位等系統(tǒng)中仍離不開(kāi)直流調(diào)速裝置，因此加強(qiáng)對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的研究還是很有必要的。1.2 直流調(diào)速系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 1.2.1 設(shè)計(jì)已知參數(shù)1、拖動(dòng)設(shè)備：直流電動(dòng)機(jī)： ，過(guò)載倍數(shù)。2、負(fù)載：直流發(fā)電機(jī)： 3、機(jī)組：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1.2.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)1、d，穩(wěn)態(tài)時(shí)無(wú)靜差。2、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n=1500r/min, 負(fù)

7、載電流0.8a。3、電流超調(diào)量，空載起動(dòng)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。1.2.3 現(xiàn)行方案的討論與比較直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有三種：調(diào)節(jié)電樞供電電壓u、改變電動(dòng)機(jī)主磁通、改變電樞回路電阻r。改變電阻調(diào)速缺點(diǎn)很多，目前很少采用，僅在有些起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)及電車等調(diào)速性能要求不高或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長(zhǎng)的傳動(dòng)系統(tǒng)中采用。弱磁調(diào)速范圍不大，往往是和調(diào)壓調(diào)速配合使用，在額定轉(zhuǎn)速以上作小范圍的升速。對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電樞電壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)采用的主要方法，調(diào)節(jié)電樞供電電壓需要有專門的可控直流電源，常用的可控直流電源有三種：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組、靜止可控整流器、直流

8、斬波器或脈寬調(diào)制變換器。由于旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組缺點(diǎn)太多，采用汞弧整流器和閘流管這樣的靜止變流裝置來(lái)代替旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，形成所謂的離子拖動(dòng)系統(tǒng)。離子拖動(dòng)系統(tǒng)克服旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組的許多缺點(diǎn)，而且縮短了響應(yīng)時(shí)間。目前，采用晶閘管整流供電的直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)成為直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。由于以上種種原因，所以選擇了脈寬調(diào)制變換器進(jìn)行改變電樞電壓的直流調(diào)速系統(tǒng)。1.2.4 選擇pwm控制系統(tǒng)的理由sg3525是一種性能優(yōu)良，功能全，通用性強(qiáng)的單片集成pwm控制器。由于它簡(jiǎn)單、可靠及使用方便靈活，大大簡(jiǎn)化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試，故獲得廣泛使用。pwm系統(tǒng)在很多方面具有較大的優(yōu)越性 ：1） pwm調(diào)速系統(tǒng)主電路線路

9、簡(jiǎn)單，需用的功率器件少。2） 開(kāi)關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。3） 低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍廣，可達(dá)到1：10000左右。4） 如果可以與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。變頻調(diào)速很快為廣大電動(dòng)機(jī)用戶所接受，成為了一種最受歡迎的調(diào)速方法，在一些中小容量的動(dòng)態(tài)高性能系統(tǒng)中更是已經(jīng)完全取代了其他調(diào)速方式。由此可見(jiàn)，變頻調(diào)速是非常值得自動(dòng)化工作者去研究的。在變頻調(diào)速方式中，pwm調(diào)速方式尤為大家所重視，這是我們選取它作為研究對(duì)象的重要原因。1.2.5 選擇igbt的h橋型主電路的理由igbt的優(yōu)點(diǎn)：1)igbt的開(kāi)關(guān)速度高，開(kāi)關(guān)損耗小。2)在相同電壓和電

10、流定額的情況下，igbt的安全工作區(qū)比gtr大，而且具有耐脈沖電流沖擊的能力。3)igbt的通態(tài)壓降比vdmosfet低，特別是在電流較大的區(qū)域。4)igbt的輸入阻抗高，其輸入特性與電力mosfet類似。5)與電力mosfet和gtr相比，igbt的耐壓和通流能力還可以進(jìn)一步提高，同時(shí)可保持開(kāi)關(guān)頻率高的特點(diǎn)。在眾多pwm變換器實(shí)現(xiàn)方法中，又以h型pwm變換器更為多見(jiàn)。這種電路具備電流連續(xù)、電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行、無(wú)摩擦死區(qū)、低速平穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)以h型pwm直流控制器為主要研究對(duì)象。1.2.6 采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的理由同開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)相比，它具有抑制干擾的能力，對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系

11、統(tǒng)的響應(yīng)特性。由于閉環(huán)系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)因此選用閉環(huán)系統(tǒng)。單閉環(huán)速度反饋調(diào)速系統(tǒng)，采用pi控制器時(shí)，可以保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差為零。但是如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，如果要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。在要求較高的調(diào)速系統(tǒng)中，一般有兩個(gè)基本要求：一是能夠快速啟動(dòng)制動(dòng)；二是能夠快速克服負(fù)載、電網(wǎng)等干擾。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，如果要求快速起動(dòng)，必須使直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中輸出最大的恒定允許電磁轉(zhuǎn)矩，即最大的恒定允許電樞電流，當(dāng)電樞電流保持最大允許值時(shí)，電動(dòng)機(jī)以恒加速度升速至給定轉(zhuǎn)速，然后電樞電流立即降至負(fù)載電流值。如果要求快速克服電網(wǎng)的干擾，必須對(duì)電樞電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。以上兩點(diǎn)都涉及

12、電樞電流的控制，所以自然考慮到將電樞電流也作為被控量，組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。2 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)2.1 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.1 pwm變換器介紹脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱pwm變換器。pwm變換器有不可逆和可逆兩類，下面對(duì)本課設(shè)用到的可逆做一下簡(jiǎn)單的介紹和分析?？赡鎝wm變換器主電路的結(jié)構(gòu)形式有t型和h型兩種，其基本電路如圖2.1所示，圖中（a）為t型pwm變換器電路，（b）為h型pwm變換器電路。圖2.1 可逆pwm變換器電路（a）t型 （b）h型t型電路由兩個(gè)可控電力電子器件和與兩個(gè)續(xù)流二極管組成，所用元件少，線路簡(jiǎn)單，構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)便于引出反饋，適用

13、于作為電壓低于50v的電動(dòng)機(jī)的可控電壓源；但是t型電路需要正負(fù)對(duì)稱的雙極性直流電源，電路中的電力電子器件要求承受兩倍的電源電壓，在相同的直流電源電壓下，其輸出電壓的幅值為h型電路的一半。h型電路是實(shí)際上廣泛應(yīng)用的可逆pwm變換器電路，它由四個(gè)可控電力電子器件和四個(gè)續(xù)流二極管組成的橋式電路。雙極式可逆pwm變換器的主電路如圖2.1（b）所示。四個(gè)電力晶體管分為兩組，vt1和vt4為一組，vt2和vt3為一組。同一組中兩個(gè)電力晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電壓波形相同，即ub1=ub4，vt1和vt4同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷；ub2=ub3，vt2和vt3同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷。而且ub1，ub4和ub2，ub3相位相反，在一個(gè)

14、開(kāi)關(guān)周期內(nèi)vt1，vt4和vt2，vt3兩組晶體管交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，變換器輸出電壓uab在一個(gè)周期內(nèi)有正負(fù)極性變化。由于電壓極性的變化，使得電樞回路電流的變化存在兩種情況，其電壓、電流波形如圖2.2所示。圖2.2 雙極式pwm變換器電壓和電流波形（a）電動(dòng)機(jī)負(fù)載較重時(shí) （b）電動(dòng)機(jī)負(fù)載較輕時(shí)如果電動(dòng)機(jī)的負(fù)載較重，平均負(fù)載電流較大， vt1和vt4飽和導(dǎo)通；而和為負(fù)，vt2和vt3截止。這時(shí)，加在電樞ab兩端，電樞電流沿回路流通（見(jiàn)圖2.2（b），電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。在時(shí)，和為負(fù)，vt1和vt4截止；和為正，在電樞電感釋放儲(chǔ)能的作用下，電樞電流經(jīng)二極管vd2和vd3續(xù)流，在vd2和vd3上的正向

15、壓降使vt2和vt3的c-e極承受反壓而不能導(dǎo)通，電樞電流沿回路2流通，電動(dòng)機(jī)仍處于電動(dòng)狀態(tài)。有關(guān)參量波形圖示于圖2.2（a）。如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載較輕，平均電流小，在續(xù)流階段電流很快衰減到零。于是在時(shí)，vt2和vt3的c-e極兩端失去反壓，并在負(fù)的電源電壓（）和電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)e的共同作用下導(dǎo)通，電樞電流反向，沿回路3流通，電動(dòng)機(jī)處于反接制動(dòng)狀態(tài)。在（）時(shí)，和變負(fù)，vt2和vt3截止，因電樞電感的作用，電流經(jīng)vd1和vd4續(xù)流，使vt1和vt4的c-e極承受反壓，雖然和為正，vt1和vt4也不能導(dǎo)通，電流沿回路4流通，電動(dòng)機(jī)工作在制動(dòng)狀態(tài)。有關(guān)參量的波形示于圖2.2（b）。雙極式可逆pwm變換器與具

16、有制動(dòng)作用的不可逆pwm變換器的電流波形差不多，主要區(qū)別在于電壓波形；前者，無(wú)論負(fù)載是輕還是重，加在電動(dòng)機(jī)電樞兩端的電壓都在和之間變換；后者的電壓只在和0之間變換。這里并未反映出“可逆”的作用。實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)制可逆運(yùn)行，由正、負(fù)驅(qū)動(dòng)電壓的脈沖寬窄而定。如果正、負(fù)脈沖寬度相等，平均電壓為零，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)殡p極式可逆pwm變換器電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓為 若仍以來(lái)定義pwm電壓的占空比，則雙極式pwm變換器的電壓占空比為。改變即可調(diào)速，的變化范圍為。為正值，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；為負(fù)值，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在時(shí)，電動(dòng)機(jī)雖然不動(dòng)，但電樞兩端的瞬時(shí)電壓和流過(guò)電樞的瞬時(shí)電流都不為零，而是交變的。這個(gè)交

17、變電流的平均值為零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增加了電動(dòng)機(jī)的損耗，當(dāng)然是不利的。由于本次設(shè)計(jì)要求電機(jī)能實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)，并且能進(jìn)行無(wú)極調(diào)速等。又根據(jù)雙極式h型可逆pwm變換器具有的優(yōu)點(diǎn)：電流一定連續(xù)，可以使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)四象限動(dòng)行；電動(dòng)機(jī)停止時(shí)的微振交變電流可以消除靜摩擦死區(qū)；低速時(shí)由于每個(gè)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬而有利于折可靠導(dǎo)通；低速平穩(wěn)性好，可達(dá)到很寬的調(diào)速范圍。所以，本次設(shè)計(jì)我們選擇雙極式h型可逆pwm變換器。主電路如圖2.3所示。圖2.3 h橋主電路2.1.2 泵升電路當(dāng)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由高變低時(shí)（減速或者停車），儲(chǔ)存在電動(dòng)機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)部分的動(dòng)能將變成電能，并通過(guò)pwm變換器

18、回饋給直流電源。當(dāng)直流電源功率二極管整流器供電時(shí)，不能將這部分能量回饋給電網(wǎng)，只能對(duì)整流器輸出端的濾波電容器充電而使電源電壓升高，稱作“泵升電壓”。過(guò)高的泵升電壓會(huì)損壞元器件，因此必須采取預(yù)防措施，防止過(guò)高的泵升電壓出現(xiàn)?？梢圆捎糜煞至麟娮鑢和開(kāi)關(guān)元件（電力電子器件）vt組成的泵升電壓限制電路，如圖2.4所示。 圖2.4 泵升電壓限制電路當(dāng)濾波電容器c兩端的電壓超過(guò)規(guī)定的泵升電壓允許數(shù)值時(shí)，vt導(dǎo)通，將回饋能量的一部分消耗在分流電阻r上。這種辦法簡(jiǎn)單實(shí)用，但能量有損失，且會(huì)使分流電阻r發(fā)熱。2.2 參數(shù)設(shè)計(jì)2.2.1 igbt管的參數(shù)igbt（insulated gate bipolor tr

19、ansistor）叫做絕緣柵極雙極晶體管。這種器件具有mos門極的高速開(kāi)關(guān)性能和雙極動(dòng)作的高耐壓、大電流容量的兩種特點(diǎn)。其開(kāi)關(guān)速度可達(dá)1ms，額定電流密度100a/cm2，電壓驅(qū)動(dòng)，自身?yè)p耗小。其符號(hào)和波形圖如圖2.5所示。設(shè)計(jì)中選的igbt管的型號(hào)是irgpc50u,它的參數(shù)如下：管子類型：nmos場(chǎng)效應(yīng)管極限電壓vm：600v極限電流im：27 a耗散功率p：200 w 額定電壓u：220v額定電流i：1.2a圖2.5 igbt信號(hào)及波形圖2.2.2 緩沖電路參數(shù)如圖2.1(b)所示，h橋電路中采用了緩沖電路，由電阻和電容組成。 igbt的緩沖電路功能側(cè)重于開(kāi)關(guān)過(guò)程中過(guò)電壓的吸收與抑制，這

20、是由于igbt的工作頻率可以高達(dá)30-50khz；因此很小的電路電感就可能引起頗大的，從而產(chǎn)生過(guò)電壓，危及igbt的安全。逆變器中igbt開(kāi)通時(shí)出現(xiàn)尖峰電流，其原因是由于在剛導(dǎo)通的igbt負(fù)載電流上疊加了橋臂中互補(bǔ)管上反并聯(lián)的續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流，所以在此二極管恢復(fù)阻斷前，剛導(dǎo)通的igbt上形成逆變橋臂的瞬時(shí)貫穿短路，使出現(xiàn)尖峰，為此需要串入抑流電感，即串聯(lián)緩沖電路，或放大igbt的容量。緩沖電路參數(shù)：經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出緩沖電路電阻r=10k；電容。2.2.3 泵升電路參數(shù) 如圖2.4所示，泵升電路由一個(gè)電容量大的電解電容、一個(gè)電阻和一個(gè)vt組成。泵升電路中電解電容選取c=2000；電壓u=450

21、v；vt選取irgpc50u 型號(hào)的igbt管；電阻選取r=20。3 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)3.1 pwm信號(hào)發(fā)生器pwm信號(hào)發(fā)生器以集成可調(diào)脈寬調(diào)制器sg3525為核心構(gòu)成，他把產(chǎn)生的電壓信號(hào)送給h橋中的四個(gè)igbt。通過(guò)改變電力晶體管基極控制電壓的占空比，而達(dá)到調(diào)速的目的。其控制電路如圖3-1所示.圖3-1 pwm控制電路3.2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)設(shè)計(jì)圖3-2雙閉環(huán)直流調(diào)速控制系統(tǒng)原理圖圖中，將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器二者之間實(shí)行串級(jí)連接。把速度調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器upe。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器一般選擇pi調(diào)節(jié)器。在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr的輸出限幅值決定了電流給定的最大值，電流給定的輸出限幅電壓限制了電力電子變換器的最大輸出電壓。分析系統(tǒng)靜特性的關(guān)鍵是掌握pi調(diào)節(jié)器的特征，pi調(diào)節(jié)器一般存在兩種狀況：飽和-輸出達(dá)到限幅值，不飽和-輸出未達(dá)到限幅值。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，