综合课程设计
专 业： 05自动化
学 号： 200510320219
姓 名： 张建华
完成日期：
指导教师： 李晓高
电力电子与电机拖动综合课程设计任务书
班级：自动化05 姓名：张建华 指导老师： 2008年6月10日
设计题目：PWM控制直流电机的系统 |
设计任务与要求 | 设计一直流PWM（脉宽调制）调速的电机控制系统。该电机拖动的负载为短时工作方式，负载转矩为T=1.5N·M,最大转矩为1500r/min。负载短时工作时间为tr=20s,要求采用普通直流电动机拖动。设计要求进行起动转矩校核。 |
设计步骤 | 设计说明书一份 |
参考文献 黑河旅游 | |
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教研室主任签字：
年 月 日
1 引言
直流电机由于具有速度控制容易，启、制动性能良好，且在宽范围内平滑调速等特点而在冶金、机械制造、轻工等工业部门中得到广泛应用。直流电动机转速的控制方法可分为两类，即励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通，其控制功率虽然小，但低速时受到磁饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制;而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法。调节电阻R即可改变端电压，达到调速目的。但这种传统的调压调速方法效率低。随着电力电子技术的进步，发展了许多新的电枢电压控制方法，其中PWM(脉宽调制)是常用的一种调速方法。其基本原理是用改变电机电枢(定子)电压的接通和断开的时间比(占空比)来控制马达的速度，在脉宽调速系统中，当电机通电时，其速度增加；电机断电时，其速度减低。只要按照一定的规律改变通、断电的时间，即可使电机的速度达到并保持一稳定值。最近几年来，随着微电子技术和计算机技术的发展及单片机的广泛应用，使调速装置向集
成化、小型化和智能化方向发展。
本电机调速系统采用脉宽调制方式, 与晶闸管调速相比技术先进, 可减少对电源的污染。为使整个系统能正常安全地运行, 设计了过流、过载、过压、欠压保护电路, 另外还有过压吸收电路。确保了系统可靠运行。
2 系统概述
2.1 系统构成
本系统主要有信号发生电路、PWM速度控制电路、电机驱动电路等几部分组成。整个系统上采用了转速、电流双闭环控制结构，如图1所示。在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，即以转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出作为PWM的控制电压。从闭环反馈结构上看，电流调节环在里面，是内环，按典型Ⅰ型系统设计；转速调节环在外面，成为外环，按典型Ⅱ型系统设计。为了获得良好的动、静态品质，调节器均采用PI调节器并对系统进行了校正。检测部分中，采用了霍尔片式电流检测装置对电流环进行检测，转速还则是采用了测速电机进行检测，达到了 比较理想的检测效果。主电路部分采用了以GTR为可控开关元件、H平乐古镇有什么好玩的桥电路为功率放大电路所构成的电路结构。
PWM方式是在大功率开关晶体管的基极上，加上脉冲宽度可调的方波电压，控制开关管的导通时间t，改变占空比，达到控制目的。图1是直流PWM系统原理框图。这是一个双闭环系统，有电流环和速度环。核心部分是脉冲功率放大器和脉宽调制器。控制部分采用SG1525集成控制器产生两路互补的PWM脉冲波形，通过调节这两路波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，便能够实现对电机速度的控制。
图1 直流电动机PWM系统原理图
图2为控制电路的原理图。图中，V为大功率晶体管，C1、 R1 、VD1为过电压吸收电路。由SG1525集成PWM控制器产生的大庆旅游攻略必玩的景点PWM信号，经驱动电路隔离放大后，驱动晶体管。输出的PWM电压平均值按下式变化，其中的值由SG1525定频调宽法，即T1+T2=T保持一定，使T1在0～T范围内变化来调节。
Ua=
Ud 系统的直流主回路电源VD，经三相桥式不可控整流滤波电路供电。当被控直流电机的额定功率较小时，VD 也可由单相桥式不可控整流滤波电路供电。系统 由主开关器件V的上海动物园开放时间及门票 PWM 斩波渡控制 ，在电感L左端形成主控回路的PWM脉宽可调控电压Ua哈尔滨冰雪大世界营业时间 ，Ua 再经 LC滤波得到直流电机两端的平直直流电压Va 。
