開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)_圖文_百度文庫(kù)

1、 由圖可見(jiàn)，整個(gè)電路包含基準(zhǔn)電壓源 UREF，誤差放大器 AE，可設(shè)定頻率的振蕩器 G、觸發(fā)器 AT、兩個(gè)特性一致的晶體管 VA 與 VB 和高增益的比較器 AC，限流保護(hù) FCL，輸出關(guān)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(hào)通過(guò)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(yīng)在 1.8

2、100K 之間選??；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(zhuǎn)，CT 應(yīng)在 0.0010.1/ f 之間選取，誤差放大器增益的標(biāo)準(zhǔn)值為 80Db，最小值為 60dB， 引起小信號(hào)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(zhǔn)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(dá) 100mA，當(dāng)用單端 PWM 時(shí)，VA、VB 可并接，這時(shí) 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(chǎng)合，VA、VB 必須

3、分開(kāi)，輪 流導(dǎo)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(jiàn)，誤差放大器 AE 的輸出和限流保護(hù)電路 FCL 的輸出、關(guān)斷電路的輸出共接 至同一點(diǎn)脈寬調(diào)制比較器的反向輸入端（也是補(bǔ)償端腳） ，其中任一信號(hào)為低電平都將鎖 零輸出脈沖。實(shí)用中，常將腳和 FCL 的輸入端腳，腳與外電路適當(dāng)連接，用作限流保護(hù)， 而在補(bǔ)償端腳與“地”之間則接一個(gè) RC 串連零點(diǎn)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)（C 取 1 F，R 取 20K ） ，以抵 消電路輸出濾波中的極點(diǎn)。 二、 SG3524 的應(yīng)用 在 SR 電動(dòng)機(jī)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(yīng) 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(hào)（即 PWM 控制信號(hào)）為速度 調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)。 輸出晶體管 VA、 VB 作并聯(lián)連接， 故隨著速度信號(hào)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(dòng)機(jī)的 圖 4.6 SG3524 實(shí)際應(yīng)用電路 負(fù)載電流的脈動(dòng)，減小電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪聲和發(fā)熱來(lái)看，以增大 fT 為宜，但從降低 IPM 開(kāi)關(guān) 損耗、換相損耗及改善低速特性來(lái)看，fT 也不宜太大，當(dāng)然 fT 過(guò)小，也可能在負(fù)載較大時(shí)使 系統(tǒng)起動(dòng)困難，或影響其低速性能，故 fT 的合理選擇對(duì)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(shí)，S1 是斷開(kāi)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(hào)；當(dāng)主電路過(guò)電流時(shí)，S1 閉合，使關(guān)斷端獲得信號(hào)，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(shè)計(jì) 若要求 SRD 實(shí)現(xiàn)寬范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)速，還要求有較高的抗干擾能力，就必須應(yīng)用反饋控制 技術(shù)。通常需要穩(wěn)定系統(tǒng)中的哪個(gè)變量，就引入哪個(gè)變量的反饋，從而構(gòu)成按偏差調(diào)節(jié)的閉環(huán) 系統(tǒng)。事實(shí)上，高性能的 SRD 控制的實(shí)質(zhì)即為反饋加調(diào)節(jié)器的控制，調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)是整個(gè) SRD

6、 的設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，本設(shè) 計(jì)用的是速度調(diào)節(jié)器。 第一節(jié) 調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)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(shí)間常數(shù)，T D -微分時(shí)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(lái)等效，即 G W (s= Kn 1 + TW s 式中，K n -速度反饋系數(shù)，T W -測(cè)速環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù) 一 SRD 速度調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法 經(jīng)推導(dǎo) SRD 速度調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)對(duì)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(shè)計(jì)法，對(duì)上式所描述的調(diào)節(jié)對(duì)象，調(diào)節(jié)器應(yīng)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(shè)計(jì) 中的 PI 調(diào)節(jié)器可由上面三式為依據(jù)，按圖解 4-6 設(shè)計(jì)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(dāng) T M >T å 時(shí)，可將 T M 慣性環(huán)節(jié)近似看作積分環(huán)節(jié)來(lái)計(jì)算三階設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中的 PI 調(diào)節(jié)器可由上面三式為依據(jù)，依圖 4-6 設(shè)計(jì)具體電路 二 本課題選用的調(diào)節(jié)器 盡管三階設(shè)計(jì)較二階