PWM直流脉宽调速系统的设计.doc

摘 要 以电力电子学和电机调速技术为基础，本文设计了一种基于直流脉宽调速控制技术的直流电机调速系统。为了得到较好的动静态性能，该控制系统采用了双闭环控制，同时速度调节器和电流调节器都选用PI调节器。 本调速系统采用半桥型电路作为主电路,它相当于降压斩波电路和升压斩波电路的串联组合,选用全控型器件IGBT作开关器件。控制电路以集成PWM控制器SG3525为核心,3525输出的脉宽调制信号经LM1413放大后作为IGBT的驱动信号。实验证明本调试系统直流电压大小调节和电机可逆运行的实现非常方便，并具有较硬的静特性和机械特性。 关键词: 升/降压斩波电路；SG3525；直流脉宽调速  Abstract On the basis of Power Electronic and electric motor speed adjusting technology, the calibrator designs a speed adjusting system in which Pulse Width Modulation (PWM) controlling technology is used to control D.C. motor. Dual closed loop controlling technic is alse adopted so that the sysetem has satisfactory steady-state and dynamic characters. The system uses single chip micro computer as an auxiliary unit. Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) is selected as power semiconductor on-off element in the system The thesis explains the principle of PWM controlling. The special integrated PWM controller-SG3525 which can help us realize PWM control easily is elaborated , this chips internal structure and its peripheral circuit are analyzed, and its applying example in this system is given. Key words: Boost/Buck chopper；SG3525；DC Pulse Width speed control 目录 摘要 III Abstract IV 第1章 引言 1 1.1 直流拖动系统 1 1．2调速系统的性能指标 1 1.3课题来源 2 1.4文献综述 3 1.5直流电机参数 5 第2章 PWM直流调速系统总体介绍与主电路原理 6 2.1 电路组成及系统分析 6 2.2主电路工作原理 6 2.3主电路的组成 8 第3章 PWM控制电路 10 3．1 PWM基本原理 10 3．2 PWM的理论基础 11 3．3 PWM实现方法 12 3．4直流电机的PWM控制技术 13 第4章 转速调节器和电流调节器的设计 18 4.1 PID调节器的基本原理 18 4.2速度调节器ASR 19 4.3电流调节器ACR 20 4.4触发输入及保护装置（CSR） 21 4.5 PWM波形发生器 24 4.6电流检测 24 4.7给定单元 24 致谢 25 参考文献 26 第1章 引言 在现代科学技术革命过程中，电气自动化在20世纪的后四十年曾进行了两次重大的技术更新。一次是元器件的更新，即以大功率半导体器件晶闸管取代传统的变流机组，以线形组件运算放大器取代电磁放大器件。后一次技术更新主要是把现代控制理论和计算机技术用于电气工程，控制器由模拟式进入了数字式。在前一次技术更新中，电气系统的动态设计仍采用经典控制理论的方法。而后一次技术更新是设计思想和理论概念上的一个飞跃和质变，电气系统的结构和性能亦随之改观。在整个电气自动化系统中，电力拖动及调速系统是其中的核心部分。 现代的电力拖动控制系统都是由惯性很小的晶闸管、电力晶体管或其他电力电子器件以及集成电路调节器等组成的。经过合理的简化处理，整个系统一般都可以用低阶近似。而以运算放大器为核心的有源校正网络（调节器），和由 R、C等元件构成的无源校正网络相比,又可以实现更为精确的比例、微分、积分控制规律,于是就有可能将各种各样的控制系统简化和近似成少数典型的低阶系统结构。如果事先对这些典型系统作比