TOP19【毕业设计】PWM控制直流调速系统设计.doc文档免费在线阅读

近似式为考虑能用于自动弱磁系统，为了实现自动弱磁升速时限制电动机的最大电流，速度调节器具有速度自动限幅电路，当直流电动机的转速因弱磁超过额定转速时，使速度调节器的限幅自动下降，可以根据直流电动机的要求在最高速限幅值下降到额定转速的限幅的。

速度自动限幅的静态近似可由下图决定。

输出电压输入电压电枢电流调节器电枢电流调节器是用来放大电枢电流偏差信号，并对电流偏差信号进行运算后作为它的输出，它的输出如果可以与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。

功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。

直流电源采用不可控整流时，电。

系统在很多方面具有较大的优越性调速系统主电路线路简单，需用的功率器件少。

开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。

低速性能好，稳速精度高，调速范围广，可达到左右。

国硅通用公司的第二代产品，这是种性能优良，功能全通用性强的单片集成控制器。

由于它简单可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用段，连续段特性比较硬，基本上还是直线断续段特性则很软，而且呈现出显著的非线性。

由于以上种种原因，所以选择了脉宽调制变换器进行改变电枢电压的直流调速系统。

选择控制系统的理由脉宽调制器采用美，应采取相应的无功补偿滤波和高次谐波的抑制措施。

晶闸管整流装置的输出电压是脉动的，而且脉波数总是有限的。

如果主电路电感不是非常大，则输出电流总存在连续和断续两种情况，因而机械特性也有连续和断续两晶闸管的导通角很小，使得系统的功率因素很低，并产生较大的高次谐波电流，引起电网电压波形畸变，殃及附近的用电设备。

如果采用晶闸管整流装置的调速系统在电网中所占容量比重较大，将造成所谓的电力公害。

为此证晶闸管装置的可靠运行。

晶闸管的控制原理决定了只能滞后触发，因此，晶闸管可控制整流器对交流电源来说相当于个感性负载，吸取滞后的无功电流，因此功率因素低，特别是在深调速状态，即系统在较低速运行时，元件对于过电压过电流以及过高的和十分敏感，其中任意指标超过允许值都可能在很短时间内元件损坏，因此必须有可靠的保护装置和符合要求的散热条件，而且在选择元件时还应保留足够的余量，以保，晶闸管整流器的电流是不允许反向的，这给电动机实现可逆运行造成困难。

必须实现四象限可逆运行时，只好采用开关切换或正反两组全控型整流电路，构成可逆调速系统，后者所用变流设备要增多倍。

晶闸管速系统即晶闸管电动机调速系统，简称系统，又称静止系统已经成为直流调速系统的主要形式。

但是，晶闸管整流器也有它的缺点，主要表现在以下方面晶闸管般是单向导电元件子拖动系统克服旋转变流机组的许多缺点，而且缩短了响应时间，但是由于汞弧整流器造价较高，体积仍然很大，维护麻烦，尤其是水银如果泄漏，将会污染环境，严重危害身体健康。

目前，采用晶闸管整流供电的直流电动机调用恒定直流电源或不可控整流电源供电，利用直流斩波或脉宽调制的方法产生可调的直流平均电压。

由于旋转变流机组缺点太多，采用汞弧整流器和闸流管这样的静止变流装置来代替旋转变流机组，形成所谓的离子拖动系统。

离种旋转变流机组。

用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。

静止可控整流器。

用静止的可控整流器，如汞弧整流器和晶闸管整流装置，产生可调的直流电压。

直流斩波器或脉宽调制变换器。

说，以调节电枢供电电压的方式为最好。

因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主速。

改变电枢电压调速是直流调速系统采用的主要方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有以下三用，仅在有些起重机卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长的传动系统中采用。

弱磁调速范围不大，往往是和调压调速配合使用，在额定转速以上作小范围的升速。

对于要求在定范围内无级平滑调速的系统来。

在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便。

但是只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软空载时几乎没什么调速作用还会在调速电阻上消耗大量电能。

改变电阻调速缺点很多，目前很少采调速，但只能减弱磁通进行调速简称弱磁调速，从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。

变化时间遇到的时间常数同变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。

改变电枢回路电阻。

调速，但只能减弱磁通进行调速简称弱磁调速，从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。

变化时间遇到的时间常数同变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。

改变电枢回路电阻。

在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便。

但是只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软空载时几乎没什么调速作用还会在调速电阻上消耗大量电能。

改变电阻调速缺点很多，目前很少采用，仅在有些起重机卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长的传动系统中采用。

弱磁调速范围不大，往往是和调压调速配合使用，在额定转速以上作小范围的升速。

对于要求在定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。

因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主速。

改变电枢电压调速是直流调速系统采用的主要方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有以下三种旋转变流机组。

用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。

静止可控整流器。

用静止的可控整流器，如汞弧整流器和晶闸管整流装置，产生可调的直流电压。

直流斩波器或脉宽调制变换器。

用恒定直流电源或不可控整流电源供电，利用直流斩波或脉宽调制的方法产生可调的直流平均电压。

由于旋转变流机组缺点太多，采用汞弧整流器和闸流管这样的静止变流装置来代替旋转变流机组，形成所谓的离子拖动系统。

离子拖动系统克服旋转变流机组的许多缺点，而且缩短了响应时间，但是由于汞弧整流器造价较高，体积仍然很大，维护麻烦，尤其是水银如果泄漏，将会污染环境，严重危害身体健康。

目前，采用晶闸管整流供电的直流电动机调速系统即晶闸管电动机调速系统，简称系统，又称静止系统已经成为直流调速系统的主要形式。

但是，晶闸管整流器也有它的缺点，主要表现在以下方面晶闸管般是单向导电元件，晶闸管整流器的电流是不允许反向的，这给电动机实现可逆运行造成困难。

必须实现四象限可逆运行时，只好采用开关切换或正反两组全控型整流电路，构成可逆调速系统，后者所用变流设备要增多倍。

晶闸管元件对于过电压过电流以及过高的和十分敏感，其中任意指标超过允许值都可能在很短时间内元件损坏，因此必须有可靠的保护装置和符合要求的散热条件，而且在选择元件时还应保留足够的余量，以保证晶闸管装置的可靠运行。

晶闸管的控制原理决定了只能滞后触发，因此，晶闸管可控制整流器对交流电源来说相当于个感性负载，吸取滞后的无功电流，因此功率因素低，特别是在深调速状态，即系统在较低速运行时，晶闸管的导通角很小，使得系统的功率因素很低，并产生较大的高次谐波电流，引起电网电压波形畸变，殃及附近的用电设备。

如果采用晶闸管整流装置的调速系统在电网中所占容量比重较大，将造成所谓的电力公害。

为此，应采取相应的无功补偿滤波和高次谐波的抑制措施。

晶闸管整流装置的输出电压是脉动的，而且脉波数总是有限的。

如果主电路电感不是非常大，则输出电流总存在连续和断续两种情况，因而机械特性也有连续和断续两段，连续段特性比较硬，基本上还是直线断续段特性则很软，而且呈现出显著的非线性。

由于以上种种原因，所以选择了脉宽调制变换器进行改变电枢电压的直流调速系统。

选择控制系统的理由脉宽调制器采用美国硅通用公司的第二代产品，这是种性能优良，功能全通用性强的单片集成控制器。

由于它简单可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用。

系统在很多方面具有较大的优越性调速系统主电路线路简单，需用的功率器件少。

开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。

低速性能好，稳速精度高，调速范围广，可达到左右。

如果可以与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。

功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。

直流电源采用不可控整流时，电网功率因数比相控整流器高。

采用转速电流双闭环的理由同开环控制系统相比，闭环控制具有系列优点。

在反馈控制系统中，不管出于什么原因外部扰动或系统内部变化，只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。

因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。

由于闭环系统的这些优点因此选用闭环系统。

单闭环速度反馈调速系统，采用控制器时，可以保证系统稳态速度误差为零。

但是如果对系统的动态性能要求较高，如果要求快速起制动，突加负载动态速降小等，单闭环系统就难以满足要求。

这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照要求来控制动态过程的电流或转矩。

另外，单闭环调速系统的动态抗干扰性较差，当电网电压波动时，必须待转速发生变化后，管反馈限幅，限幅值固定为，的正向限幅采用三极管反馈限幅，可以调节电位器来改变正向限幅值，正向限幅值可以由下述决定式中电位器的电阻值电阻的电阻值电源电压二极管的顺向压降三极管的基射电压。

近似式为考虑能用于自动弱磁系统，为了实现自动弱磁升速时限制电动机的最大电流，速度调节器具有速度自动限幅电路，当直流电动机的转速因弱磁超过额定转速