開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)設計_圖文_百度文庫

1、 由圖可見，整個電路包含基準電壓源 UREF，誤差放大器 AE，可設定頻率的振蕩器 G、觸發(fā)器 AT、兩個特性一致的晶體管 VA 與 VB 和高增益的比較器 AC，限流保護 FCL，輸出關斷電路等。 SG3524 是定頻脈寬調(diào)制電路，其振蕩器 F 的頻率 f 由接在腳的 CT、RT 決定，即 f = 1.18 RT CT （1） 式中，R 單位為 k ，CT 單位為 F，f 單位為 kHz。 輸出脈沖寬度調(diào)制是由電容 CT 上線性鋸齒波和誤差放大器輸出的控制信號通過脈寬調(diào)制 比較器后完成的。 CT 充電電流等于 3.6V/RT， 為限制充電電流在 30 A2mA 之間， RT 則應在 1.8

2、100K 之間選取；為保證振蕩器輸出脈沖的寬度0.5/ f，以保證每一脈沖都使觸發(fā)器可靠 翻轉，CT 應在 0.0010.1/ f 之間選取，誤差放大器增益的標準值為 80Db，最小值為 60dB， 引起小信號帶為 3MHz,故 PWM 控制器的最高工作頻率為 300Hz。 SG3524 內(nèi)部的 5V 基準電源，即給其內(nèi)部所有電路供電,也可由腳引出作為外部電路電 源。腳輸入電源電壓可在 814V 間選擇。 輸出晶體管 VA、VB 的輸出電流最大值可達 100mA，當用單端 PWM 時，VA、VB 可并接，這時 輸出脈沖頻率即為振蕩器的頻率，占空比為 090%；若在推挽輸出場合，VA、VB 必須

3、分開，輪 流導通，其輸出脈沖頻率為振蕩器頻率的一半，占空比為 045%。 從原理圖可見，誤差放大器 AE 的輸出和限流保護電路 FCL 的輸出、關斷電路的輸出共接 至同一點脈寬調(diào)制比較器的反向輸入端（也是補償端腳） ，其中任一信號為低電平都將鎖 零輸出脈沖。實用中，常將腳和 FCL 的輸入端腳，腳與外電路適當連接，用作限流保護， 而在補償端腳與“地”之間則接一個 RC 串連零點補償網(wǎng)絡（C 取 1 F，R 取 20K ） ，以抵 消電路輸出濾波中的極點。 二、 SG3524 的應用 在 SR 電動機閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，采用 SG3524 作為 PWM 的控制器，其在系統(tǒng)中的應 用電路如圖 4.

4、6 所示。 其中，SG3524 的誤差放大器接成跟隨器形式，其輸入信號（即 PWM 控制信號）為速度 調(diào)節(jié)器的輸出信號。 輸出晶體管 VA、 VB 作并聯(lián)連接， 故隨著速度信號的變化， 占空比可在 0 90%內(nèi)調(diào)節(jié)，而斬波頻率 fT 即為 SG3524 振蕩器的頻率，由 RT、CT 值決定。從減小電動機的 圖 4.6 SG3524 實際應用電路 負載電流的脈動，減小電動機的振動、噪聲和發(fā)熱來看，以增大 fT 為宜，但從降低 IPM 開關 損耗、換相損耗及改善低速特性來看，fT 也不宜太大，當然 fT 過小，也可能在負載較大時使 系統(tǒng)起動困難，或影響其低速性能，故 fT 的合理選擇對系統(tǒng)整體性能

5、的提高有重要的意義， 一般可在 12.5KHz 內(nèi)選擇。 正常工作時，S1 是斷開的，電路中 R1、R2、R3、R4 的配置能使限流比較器輸出高電平， 不產(chǎn)生鎖零信號；當主電路過電流時，S1 閉合，使關斷端獲得信號，阻斷輸出脈沖，以限 制主電路電流幅值。 第五章 速度調(diào)節(jié)器的設計 若要求 SRD 實現(xiàn)寬范圍內(nèi)無級調(diào)速，還要求有較高的抗干擾能力，就必須應用反饋控制 技術。通常需要穩(wěn)定系統(tǒng)中的哪個變量，就引入哪個變量的反饋，從而構成按偏差調(diào)節(jié)的閉環(huán) 系統(tǒng)。事實上，高性能的 SRD 控制的實質(zhì)即為反饋加調(diào)節(jié)器的控制，調(diào)節(jié)器的設計要保證系 統(tǒng)既能穩(wěn)定工作，又能保證足夠的精度。調(diào)節(jié)器的設計是整個 SRD

6、 的設計的重要環(huán)節(jié)，本設 計用的是速度調(diào)節(jié)器。 第一節(jié) 調(diào)節(jié)器設計理論 一般采用 PID 調(diào)節(jié)器作為速度調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 G T (s=k p (1+ 1 +T D s TI s 式中 Kp-比例系數(shù)，T I -積分時間常數(shù)，T D -微分時間常數(shù) 速度反饋采用模擬 F/V 電路法，用一小慣性環(huán)節(jié)來等效，即 G W (s= Kn 1 + TW s 式中，K n -速度反饋系數(shù)，T W -測速環(huán)節(jié)時間常數(shù) 一 SRD 速度調(diào)節(jié)器的工程設計方法 經(jīng)推導 SRD 速度調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)對象傳遞函數(shù)可近似等效為 W o (s= K ASR (Tå s + 1(TM s + 1 (1 若按“二階

7、最佳工程設計法，對上式所描述的調(diào)節(jié)對象，調(diào)節(jié)器應采用 PI 調(diào)節(jié)器: W(s= t 1s + 1 Ti s 式中 t i =T M ， 這樣可消去一大慣性環(huán)節(jié)， 剩下的只需選擇 T i 滿足 T i =2K o T å o 二階設計 中的 PI 調(diào)節(jié)器可由上面三式為依據(jù)，按圖解 4-6 設計具體的 PI 調(diào)節(jié)器電路。圖中元件參數(shù)按 下式選擇，既 T i =R 1 C 2 , t i =R 2 C 2 (2 當 T M >T å 時，可將 T M 慣性環(huán)節(jié)近似看作積分環(huán)節(jié)來計算三階設計的調(diào)節(jié)器，可采 用下式所示的 PI 調(diào)節(jié)器，即 W(s= t 1s + 1 Ti s 2 其中 t 1 =4 T å ，T i =8K 0 T å /T M 三階設計中的 PI 調(diào)節(jié)器可由上面三式為依據(jù)，依圖 4-6 設計具體電路 二 本課題選用的調(diào)節(jié)器 盡管三階設計較二階