1、淮安信息职业技术学院毕业论文题目PWM直流调速系统的设计学生姓名学号41012128系部电气工程系专业电气自动化技术班级410121指导教师顾问教师二一四年十月摘要I摘要PWM直流脉宽调速系统，以控制电路为核心，采用恒频脉宽调制控制方案，由SG3525,LM1413以及两个脉冲变压器构成了PWM信号的产生与驱动。其中SG3525产生的脉宽调制信号作为IGBT的驱动信号，而第11,14引脚输出信号经LM1413放大后再驱动IGBT，主电路中采用两个IGBT构成的半桥型结构，可看成一个降压变换器和一个升压变换器电路的组合，使其实现无静差的转速闭环控制。实现电动机运行可逆，调速范围D大于10。在电动
2、机最低转速时，静差率不大于5，加人转速微分负反馈后，电动机运行动态特性接近理想情况。关键词直流调速脉冲宽度调制仿真ABSTRACTIIABSTRACTPWMDCPWMSPEEDCONTROLSYSTEM,TOCONTROLTHECIRCUITASTHECORE,WITHCONSTANTFREQUENCYPULSEWIDTHMODULATIONCONTROLSCHEME,BYSG3525,LM1413ANDTWOPULSETRANSFORMERFORMGENERATIONANDDRIVETHEPWMSIGNALTHESG3525GENERATESAPULSEWIDTHMODULATEDSIGNA
3、LASTHEDRIVINGSIGNALOFIGBT,ANDTHE11,14PINOUTPUTSIGNALBYTHELM1413AMPLIFICATIONANDTHENDRIVEIGBT,TWOIGBTHALFBRIDGETYPESTRUCTUREFORMEDBYTHEMAINCIRCUIT,CANBEREGARDEDASACOMBINATIONOFABUCKCONVERTERANDABOOSTCONVERTERCIRCUIT,WHICHREALIZESNOMOTORRUNNINGREVERSIBLE,ADJUSTABLESPEEDRANGEOFDISMORETHAN10ATTHELOWESTS
4、PEEDOFMOTOR,THESTATICERRORRATEISLESSTHAN5,THENEGATIVESPEEDDIFFERENTIALFEEDBACK,DYNAMICCHARACTERISTICSOFTHEMOTORRUNNINGCLOSETOTHEIDEALCASEKEYWORDDCSPEEDREGULATINGSYSTEM；PULSEWIDTHMODULATION；SIMULATION目录I目录摘要IABSTRACTII第一章绪论III11课题的来源III12直流电动机的调速方法介绍III13选择PWM控制系统的理由III14设计技术指标要求IV15采用转速电流双闭环的理由V第二章P
5、WM控制直流调速系统主电路设计621功率转换电路622系统的反馈回路723主电源整流电路及继电器控制电路及励磁电路7231主电源整流电路7232继电器控制电路7233励磁电路724保护电路及给定积分环节及控制电路直流电源的设计8241保护电路8242定积分环节及控制电路直流电源的设计9第三章PWM控制直流调速系统控制电路设计1031控制电路的设计1032SG3525的应用1133SG2325芯片的主要特点1134SG2325引脚各端子功能1235SG2325的工作原理1436LM1413的作用1437PID调节器的基本原理1438PWM波形发生器16目录II39给定单元16第四章仿真与讨论17
6、41流程与示意图17第五章结论与展望1951结论1952展望19致谢20参考文献21目录III第一章绪论11课题的来源目前，在直流调速方面晶闸管电动机调速系统已发展的很成熟，但脉冲宽度调制（PWM直流调速系统与之相比有着许多无可比拟的优点，因而具有相当广阔的发展前景。PWM装置控制原理利用三相不可控桥式整流电路由电网得到直流电主电源，再由功率转换电路在控制电路控制下进行PWM调制，将主电源能量传递给电动机,PWM直流调速系统性能越优，但系统较为复杂，必须对功率转换电路，控制电路等电路进行认真设计，并反复验证与改进，最终才能得到较优的设计方案。12直流电动机的调速方法介绍1、调节电枢供电电压U。
7、改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。电枢电流变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。2、改变电动机主磁通。改变磁通可以以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通，从电动机额定转速向上调速、属恒功率调速方法。电枢电流变化时遇到的时间常数要大很多，响应速度较慢但所需电源容量小。3、改变电枢回路电阻R。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。但是只能有级调速，调速平滑性差，机械特性较软；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。13选
8、择PWM控制系统的理由自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主，必要时把调压调速和弱磁调速两种方法配合起来使用。调压调速的实现需要有专门的可控直流电源。自20世纪70年代以来，电力电子器件迅速发展，研制并生产出多种既能控制其导通又能控制其关断的性能优良的全控型器件，由它们构成的脉宽调制（PWM）直流调速系统近年来在中小功率直流传动中得到了迅猛的发展，与老式的可控直流电源调速系统相比，PWM调速系统有以下优点采用全控型器件的PWM调速系统，其脉宽调制电路的开关频率高，因此系统的频带宽，响应速度快，动态抗扰能力强。由于开关频率高，仅靠电动机电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容
9、易连续，系统的低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，同时电动机的损耗和发热都较小。PWM系统中，主电路的电力电子器件工作在开关状态，损耗小，装置效率高，而且对交流电网的影响小，没有晶闸管整流器对电网的“污染”，率因主电目录IV路所需的功率元件少，线路简单，控制方便。目前，受到器件容量的限制，PWM直流调速系统只用于中、小功率的系统。无刷直流电动机的转速设定，取决于速度指令VC的高低。当VC设定以后，无论是负载变化、电源电压变化，还是环境温度变化，当转速低于指令转速时，反馈电压变小，调制波的占空比就会变大，电枢电流变大，使电动机产生的电磁转矩增大而产生加速度，直到电动机的实际转速与指令转速相等为止
10、；反之，如果电动机实际转速比指令转速高时，占空比减小，电枢电流减小，发生减速度，直至实际转速与指令转速相等为止。可以说，无刷直流电动机在允许的电网波动范围内，在允许的过载能力以下，其稳态转速与指令转速相差在1左右，并可以实现在调速范围内恒转矩运行。转速不受电压与负载变动的响。由于无刷直流电动机的励磁来源于永磁体，没有激磁损耗的问题,由于转子中无交变磁通，其转子上既无铜耗又无铁耗，综合效率比同容量异步电动机高出1020左右依据功率大小而定。无刷直流电动机具有高效率、高转矩、高精度的三高特性,非常适合使用在24小时连续运转的机械,同时具有体积小,重量轻,可作成各种体积形状,产品性能超越传统直流电机
11、的所有优点,是当今最理想的调速电机。过去，由于稀土永磁体价格比较高等因素，限制了稀土永磁无刷直流电动机的应用领域，但是随着技术的不断创新，其价格已迅速下降，稀土永磁无刷直流电动机的优势更加显现，在仪器仪表领域的运用日益广泛。无刷直流电动机的优良调速性能、在调速范围内恒转矩运行、低电磁干扰等特性使其很适合作为微型泵的驱动机构。我国微型真空泵行业领军企业成都“气海”机电公司一直致力于先进技术的研发，在国内率先推出了配备国际先进无刷直流电机的调速微型泵。气海公司对无刷直流电机进行了严格的测试筛选，电机装泵通过了24H不停机长时间运转。对电机进行了极限工况、长时间交变载荷的考验。电机在不同转速下转矩波
12、动很小，能很好满足泵的要求。最新研发的调速微型泵，型号众多，适用面广，有调速真空泵、调速气泵（VML、VLC、VLK系列，FML、FAL系列）、调速水泵（WKY、WPY、WNY系列，抽水抽气两用），泵的压力、流量范围宽而且调节方便。具有长寿命、低干扰、能输出电机转速反馈信号（FG等优点。14设计技术指标要求技术数据Z271型直流电动机额定功率PN10KW额定电压UN220额定电流IN548额定转速NN1000R/MIN最大励磁功率PL370W目录V励磁电压UL220V励磁电流IL17A调速范围D不小于10，静差率S不大于5，可逆，制动迅速平稳15采用转速电流双闭环的理由同开环控制系统相比，闭环
13、控制具有一系列优点。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PI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，调节作用才能产生，因此
14、动态误差较大。在要求较高的调速系统中，一般有两个基本要求一是能够快速启动制动；二是能够快速克服负载、电网等干扰。通过分析发现，如果要求快速起动，必须使直流电动机在起动过程中输出最大的恒定允许电磁转矩，即最大的恒定允许电枢电流，当电枢电流保持最大允许值时，电动机以恒加速度升速至给定转速，然后电枢电流立即降至负载电流值。如果要求快速克服电网的干扰，必须对电枢电流进行调节。以上两点都涉及电枢电流的控制，所以自然考虑到将电枢电流也作为被控量，组成转速、电流双闭环调速系统。第二章PWM控制直流调速系统主电路设计16第二章PWM控制直流调速系统主电路设计21功率转换电路设计中采用具有阻塞二极管的改进型H型
15、功率转换电路，PWM控制模式选用单极模式控制。这种功率转换电路性能完全满足设计要求，其特点是采用了阻塞二极管2VL、2V2，电路本身就具有防止直通短路的能力，相对于RC阻容延时直通保护电路，其线路更简单，系统成本也较低，电路如图21所示。图21功率转换电路图中，下桥臂1V1、1V2两个功率器件由驱动电路控制，工作在开关状态，两管的驱动电压波形为大小相等、相位相反、无延时的两个方波上桥臂两个功率管1V3、1V4则根据1V1、1V2的开通关断情况在外加独立偏压的作用下自动选择工作状态，因此只需两路驱动信号。当1V1的驱动信号为高电平、1V2的驱动信号为低电平时，1V1导通，1V2截止，由于1V3通
16、过RP接到偏压源UP上，此时处在自动工作状态下的1V3也就随之导通，电流流径为US电源正极一1V3电动机2V11V1US电源负极。此时由于2VL的钳位作用使1V4截止，防止上下两臂两管直通短路。当1V1的驱动信号为低电平、1V2的驱动信号为高电平时，1V2导通，1V1截止，电源经R。及1V1的RS、C、VD吸收电路给电容充电，1V4的基极电压逐渐升高直至导通。在1V2、1V4导通时，同样由于2V2的钳位作用使1V3截止，防止上下桥臂两管直通短路。因为2V1、2V2串接在主电路中，故有附加功率损耗和电压损耗。图中每个功率管都并联了电阻、电容、二极管组成的缓冲电路，用以在管子关断时限制UCE的上升
17、率，以使器件安全开关。除了加防直通保护措施外，还可以引入限流保护信号，一旦桥臂电流超过允许值，即同时封锁上、下桥臂的驱动信号，以保护开关器件。淮安信息职业技术学院毕业论文设计722系统的反馈回路根据设计要求，将系统设计为双闭环调速系统。双闭环系统由电流环内环、转速环外环组成，电流检测、转速检测分别使用霍尔电流检测装置和测速发电机实现。电流调节器与转速调节器实行串级联接，转速调节器的输出作为电流调节器的输人。为了获得良好的静动态性能，均采用PI调节器。为限制转速超调还需在转速负反馈的基础上设计叠加一个转速微分负反馈环节。1电流调节器ACR的设计针对系统设计要求，按典型工型系统设计电流调节器，选用
18、含给定滤波与反馈滤波的PI型。2转速调节器ASR的设计由于设计要求S5，转速调节器必须含有积分环节，又根据动态要求，应按典型N型系统设计转速环，ASR选用含给定滤波与反馈滤波的PI调节器。芯片在系统中的具体使用及反馈电路设计。23主电源整流电路及继电器控制电路及励磁电路231主电源整流电路主电源整流电路采用三相不可控桥式整流电路，由电网得到直流电主电源。其整流变压器、整流二极管均可按工程方法计算选取，同时必须设置相应的保护措施，如过电压、过电流保护。232继电器控制电路为使电路工作可靠，总电源由自动开关引人，脱扣器的额定电流为30A的DZS50型三极自动断路器即可满足要求。用交流接触器控制主电
19、路通断，选线圈电压为220V的CJ2063型交流接触器。选用吸引线圈电流为60A。的JL141125型直流过电流继电器作为过电流保护在励磁回路中，串联吸引线圈电流为25A的JL1411ZQ直流欠电流继电器作为弱磁保护。选用LA系列控制按钮，起动按钮用绿色，停止按钮用红色。继电一接触器控制电路设计如图22所示。233励磁电路电动机励磁绕组采用三相不可控桥式整流电路供电，电源可从主变压器二次侧引人，整流二极管可与主电路二磁保护，在磁场回路中需串人欠电流继电器。具体如图22所示。第二章PWM控制直流调速系统主电路设计8图22主电源整流电路及继电器控制电路及励磁电路24保护电路及给定积分环节及控制电路
20、直流电源的设计241保护电路在PWM系统中，保护电路是重要的部分，需装设以下几种保护措施桥路同侧短路保护过电流保护欠电压/过电压保护IZT保护瞬时停电保护泵升电压的抑制保护。其中泵升电压的抑制保护尤为重要，泵升电压抑制电路图如图23所示由R16和R17构成对储能电容C6两端电压US的分压器，在R16、R17选定之后，运算放大器N3输入电压与US成正比。由运算放大器构成电压比较器，参考电压UREF为门限电压加到N3的反相输人端。选定UREF，当电容两端电压超过预定的最大值USMAX时，VT管导通，电容通过RL放电，在储能电容储存一部分反馈能量的同时，把反馈能量的一部分消耗在分流电阻中，从而把电压
21、限制在规定值之内。图23保护电路第一章绪论9242定积分环节及控制电路直流电源的设计由于放大器输人电压和输出电压极性相反，而触发器的控制电压UC又为正电压，所以给定电压UGD取负电压，而一切反馈均取正电压。为此给定电压与触发芯片共用一个一巧V电源，用一个22KN，IW电位器引出给定电压。给定电压的稳定与否直接影响系统给定转速的稳定程度，对调速系统精度影响很大，因此在这里选用CM7815和CM7915三端集成稳压器作为SG2325芯片的供电电源。同时，选用CM7805三端集成稳压器作为芯片输出级的电源。第三章PWM控制直流调速系统控制电路设计10第三章PWM控制直流调速系统控制电路设计31控制电
22、路的设计从集成化角度考虑，以SG3525集成脉冲触发芯片作为控制电路的核心SG3525型集成芯片是专门为直流电动机的控制系统而设计的单片IC，它可以实现两个象限的脉宽调制，并具有双闭环反馈控制功能。但对所选取的IGBT模块SG1731芯片的输出电流较小，所以在芯片输出端与IGBT模块基极之间加一级射极输出器，以扩展输出电流，使IGBT模块能正常导通。图31控制电路淮安信息职业技术学院毕业论文设计1132SG3525的应用集成脉宽调制控制器SG3525是控制电路的核心，它采用恒频脉宽控制方案，适合于各种开关电源，斩波器的控制。本实验电路中用SG3525产生的脉宽调制信号作为IGBT的驱动信号。其
23、外围电路接线图如下。图32SG3525典型电路33SG2325芯片的主要特点1工作电压范围宽835V。2内置51V10的基准电压源。3芯片内振荡器工作频率宽100HZ400KHZ。4具有振荡器外部同步功能。5死区时间可调。为了适应驱动快速场效应管的需要，末级采用推拉式工作电路，使开关速度更陕，末级输出或吸入电流最大值可达400MA。6内设欠压锁定电路。当输入电压小于8V时芯片内部锁定，停止工作基准源及必要电路除外，使消耗电流降至小于2MA。7有软启动电路。比较器的反相输入端即软启动控制端芯片的引脚8，可外接软启动电容。该电容器内部的基准电压UREF由恒流源供电，达到25V的时间为T25V/50
24、AC，占空比由小到大50变化。8内置PWM脉宽调制。锁存器将比较器送来的所有的跳动和振荡信号消除。只有在下一个时钟周期才能重新置位，系统的可靠性高。第三章PWM控制直流调速系统控制电路设计12图33SG3525芯片内部结构34SG2325引脚各端子功能1INVINPUT引脚1误差放大器反向输入端。在闭环系统中，该引脚接反馈信号。在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。2NONINVINPUT引脚2误差放大器同向输入端。在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。
25、3SYNC引脚3振荡器外接同步信号输入端。该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。4OSCOUTPUT引脚4振荡器输出端。5CT引脚5振荡器定时电容接入端。6RT（引脚6）振荡器定时电阻接入端。7DISCHARGE引脚7振荡器放电端。该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回。淮安信息职业技术学院毕业论文设计138SOFTSTART引脚8软启动电容接入端。该端通常接一只5的软启动电容。9COMPENSATION引脚9PWM比较器补偿信号输入端。在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。10SHUTDOWN引脚10外部关断信号输入端。该端接高电平时控
26、制器输出被禁止。该端可与保护电路相连，以实现故障保护。11OUTPUTA（引脚11）输出端A。引脚11和引脚14是两路互补输出端路12GROUND引脚12信号地。13VC引脚13输出级偏置电压接入端。14OUTPUTB（引脚14）输出端B。引脚14和引脚11是两路互补输出端。15VCC（引脚15）偏置电源接入端。16VREF引脚16基准电源输出端。该端可输出一温度稳定性极好的基准电压图34SG3525引脚图第三章PWM控制直流调速系统控制电路设计1435SG2325的工作原理SG3525内置了51V精密基准电源，微调至10，在误差放大器共模输入电压范围内，无须外接分压电组。SG3525还增加了
27、同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。在CT引脚和DISCHARGE引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。由于SG3525内部集成了软启动电路，因此只需要一个外接定时电容。SG3525的软启动接入端（引脚8）上通常接一个5U的软启动电容。上电过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与软启动电容接入端相连的PWM比较器反向输入端处于低电平，PWM比较器输出高电平。此时，PWM琐存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，使之无法导通。只有软启动电容充电至其上的电压使引脚8处于高电平时，SG3525才开始工作。由于实际
28、中，基准电压通常是接在误差放大器的同相输入端上，而输出电压的采样电压则加在误差放大器的反相输入端上。当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的输出将减小，这将导致PWM比较器输出为正的时间变长PWM琐存器输出高电平的时间也变长，因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输出电压回落到额定值，实现了稳态。反之亦然。外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。当SHUTDOWN（引脚10）上的号为高电平时，PWM琐存器将立即动作，禁止SG3525的输出，同时，软启动电容将开始放电。如果该高电平持续，软启动电容将充分放电，直到关断信号结束，才重新进入软启动过程。注意，SHUTDOWN
29、引脚不能悬空，应通过接地电阻可靠接地，以防止外部干扰信号耦合而影响SG3525的正常工作,欠电压锁定功能同样作用于输出级和软启动电路。如果输入电压过低，在SG3525的输出被关断同时，软启动电容将开始放电。此外，SG3525还具有以下功能，即无论因为什么原因造成PWM脉冲中止，输出都将被中止，直到下一个时钟信号到来，PWM琐存器才被复位。36LM1413的作用LM1413是一种复合晶体管（达林顿电路）阵列驱动器，增加和耗散功率大，可靠性高。由于SG3525的驱动能力有限，本电路中把SG3525第，14脚的输出信号经LM1413放大后再驱动IGBT。37PID调节器的基本原理在模拟控制系统中，控
30、制器最常用的控制规律是PID控制。常规PID控制系统原理框图如图41所示，系统由模拟PID控制器和被控对象组成。淮安信息职业技术学院毕业论文设计15图35PID控制系统原理框图PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值RT与实际输出值CT构成控制偏差ETITCT将偏差的比例P,积分I和微分（D）通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，故称PID控制器。简单说来，PID控制器各校正环节的作用及对控制效果的影响如下比例环节作用快，无滞后，只要一有偏差，立即就能给出相应的调节作用，它能及时克服扰动，使被调参数稳定在给定值附近。加大比例系数可以提高系统对偏差的分辨率，提高系统的调节精度。缺点是对具
31、有自平衡性的控制对象有余差自平衡性是指系统阶跃响应终值为一有限值，扰动出现后，比例调节的结果使被调量不能回到给定值，只能恢复给定值附近。对一带有滞后的系统，叮能产生振荡，动态特性也差。比例系数过大会产生较大的超调，甚至导致系统不稳定若取值过小，可以减小系统的超调量，增大稳定裕度，但会降低系统的调节精度，使过渡时间延长。积分环节提高系统的抗干扰能力，消除系统的静态误差，适用于有自平衡性的系统。只要有偏差存在，输出调节信号就不断动作，直到把偏差信号消除。但它有滞后现象，使系统的响应速度变慢，超调量变大，并可能产生振荡。加大积分系数有利于减小系统的静态误差，但过强的积分作用会使超调增大。通常在调节过
32、程的初级阶段，为防止由于某些外部因素以及非线性等影响造成的积分饱和，从而引起整个系统响应过程中有较大的超调量，积分系数应该取得小一些，在响应过程的中期，为避免对动态稳定性造成影响，积分作用应该适中,在过渡过程后期，应该取较大的积分系数以减小系统的静差以提高调节精度，消除系统的稳态误差。微分环节改善系统的动态特性。它是根据偏差的变化速度来调节的，所以它的输出快，有时尽管偏差很小，只要它的变化速度很快，微分调节就有一个较大的输出。它的速度比比例调节还要迅速，它能给出响应过程提前制动的减速信号，有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定同时加快系统的响应速度，减小调整时间，从而改善了系统的动态淮安信息
33、职业技术学院毕业设计论文16性能,缺点是抗干扰能力差。适当选取微分环节，可以减小系统的超调，增加系统的稳定性，但是过大的微分系数会导致响应过程提前制动，从而延长调节时间，并且使得变化过于敏感，使系统的抗干扰性能变差。38PWM波形发生器为了获得PWM控制信号，控制电路采用了SG3525芯片，“PWM发生器”控制单元是以PWM脉宽调速系统的核心，它由PWM芯片SG3525，及其相关的外围电路组成。本系统采用SG3525内的误差放大器作为电流调节器，因此正转和反转各一个电流调节器，分属在各自SG3525芯片内。为了使SG3525输出的PWM信号能通过脉冲变压器的隔离传至IGBT的GS级，采用一片L
34、M1413芯片对两路输出PWM信号进行了放大。39给定单元给定单元由15V电源，双刀双掷开关，隔离用二极管，降压电阻及给定电位器组成。15V电源为“反向”给定，15V为“正向”给定。第四章仿真与讨论17第四章仿真与讨论41流程与示意图使用仿真软件MATABLE中的SIMLINK仿真功能对系统进行仿真，结果如下。图6A所示是当系统在最低转速、当出现负载干扰时的静态曲线，上方为电流曲线下方为转速曲线。从图中可以看出，在出现负载扰动后，转速出现了一个较小的波动，但在短时间内转速回到了额定转速。根据静差率公式计算，得出在最低转速时，静差率不大于5，达到系统的调速要求。图6B所示为PWM调速系统加了转速
35、微分负反馈后的动态特性曲线，上方为转速曲线，下方为电流曲线O。从中可以看出，双闭环调速系统在增加了一个转速微分负反馈环节之后，转速超调明显减少，上升时间虽然有所增加，但系统能在更短的时间内达到稳定状态，电流的曲线也更加接近理想曲线。图41调速系统的转速静态波形图淮安信息职业技术学院毕业设计论文18图42系统带有转速微分负反馈的动态特性曲线第五章结论与展望19第五章结论与展望51结论本课题的研发工作经过几个月的不懈努力，目前基本达到了预期的要求，通测试，可得到如下结论1电动机运行可逆，调速范围D大于10。2在电动机最低转速时，静差率不大于5，达到系统的静差率设计要求。3加人转速微分负反馈后，电动
36、机运行动态特性接近理想情况。可见，方案实现了设计目标。52展望1主电路复杂，需要的电力电子器件太多使得成本太高，未来发展应该降低成本使更多的领域都用到2开关频率低，电流不容易连续，谐波多，电机损耗及发热多这样使得电机的使用寿命降低应该减少电机损耗3低速性能不好，稳速精度低，调速范围不宽。不适合在一些需要低速运行的领域或需要速度稳定运行的以及速度跨越比较大的领域4若与快速响应的电动机配合，则系统频带低，动态响应慢，动态抗干扰能力强弱，应该增强这方面。5电力电子开关器件工作在开关状态，导通损耗大，效率低。本毕业设计为PWM直流脉宽调速系统，是以控制电路为核心，采用恒频脉宽调制控制方案，由SG352
37、5,LM1413以及两个脉冲变压器构成了PWM信号的产生与驱动。其中SG3525产生的脉宽调制信号作为IGBT的驱动信号，而第11,14引脚输出信号经LM1413放大后再驱动IGBT，主电路中采用两个IGBT构成的半桥型结构，可看成一个降压变换器和一个升压变换器电路的组合，使其实现无静差的转速闭环控制。有问题才能进步，这些问题对我是一种激励，我会在以后的工作和学习中更加的努力。致谢20致谢通过本次设计，使我们能够充分的把握理论与时间的相结合。用我们所学过的理论知识通过完成本设计充分发挥出来。在本设计中我们不但要运用电机理论知识，还要充分运用单片机，电路，电力电子，交流调速等方面的知识，使我们所
38、学过的知识进行综合的应用。增强我们对所学知识进行综合的应用及综合应用的能力，从而达到学至所用的目的，使我们明白把所学的知识能充分应用，那才是真正学会了，学了不会等于白学。因而我们必须时刻注意把我们所学的知识充分应用。不管是现在还是将来走向社会，都将是非常重要的。我们在学校所学的理论知识都将为我们将来走向社会铺好路，只有我们能够充分的实现学至所用的目的，我想不管是我们自己还是教会我们知识的老师都将非常欣慰。在整个毕业设计中首先要感谢我的指导老师。我能胜利的完成本次毕业设计使离不开她的细心的指导和支持的。设计一开始她就为我们指出了设计方向并制定了周密科学的工作任务安排，在设计过程中她更是细心的解答
39、我们在设计中所遇到的疑难问题，定期检查我们的设计成果，是我们顺利的完成设计，当然本次设计能够顺利完成与同组的同学的帮助是密不可分的，我们一起讨论相关的课题，使我的思路得以极大开阔，并能发现在某些内容上的欠缺。这也是我顺利完成毕业设计的一大动力，所以我要感谢我的同学。在完成本次毕业设计论文过程中给予我帮助的人很多，在此没有一一列出，但我要再次感谢他们，谢谢。参考文献21参考文献1徐承韬，隋丽萍电力电子J,2005年,第12期2张玉峰,刘海宽沈阳工业大学学报J2001年6月,第三期3张新荣,徐保国电气应用M冶金电气,2011,第164李正军,韩修恒微电机J2007,第10期5周斌重庆职业技术学院学报J2007年7月,第4期6贾玉瑛,王远包头钢铁职业技术学报J2010年12月,第4期7李旭超,刘宇安井冈山学院学报J第28卷第12期2007年12月8张贞艳,左瑞机电产品开发与创新J2011年9月,第5期
