控制直流调速系统设计论文.doc

物电系2012级电气一班 姓名：阳邹 学号：201214240133 课题名称：控制直流调速系统的设计 目录 第1章 引言 1 1.1课题来源 1 1.2 直流电动机的调速方法介绍 1 1.3 选择PWM控制系统的理由 3 1.5 设计技术指标要求 3 第2章 PWM控制直流调速系统主电路设计 5 2.1 主电路结构设计? 5 2.1.1电路组成及系统分析 5 2.2电路总体介绍 5 2.2.1主电路工作原理 6 2.2.2降压斩波电路与电机的电动状态 6 2.2.3升压斩波电路与电机的制动状态 7 2.2.4半桥电路与电机的电动和制动运行状态 7 2.2.5电机可逆运行的实现 7 2.3 PWM变换器介绍 8 2.4.2 缓冲电路参数 14 2.4.3 泵升电路参数 14 第3章PWM控制直流调速系统控制电路设计 16 3.1控制电路设计 16 3.1.1 SG3525的应用 16 3.1.2 SG3525芯片的主要特点 16 3.1.3 SG3525引脚各端子功能 17 3.1.4 SG3525的工作原理 19 3.2 LM1413的应用 19 3.3脉冲变压器的应用 19 3.4速度调节器（ST-1） 20 3.5电枢电流调节器（LT-1） 22 3.6速度变换单元（FBS） 24 3.7电流检测 24 3.8 脉冲变压器 25 3.9 给定单元 25 第1章 引言 1.1课题来源 目前，直流调速技术的研究和应用已达到比较成熟的地步，尤其是随着全数字直流调速的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性。目前国内各大专院校，科研单位和厂家也都在开发直流调速装置，但大多数调速技术都是结合工业生产中，而在民用中应用相对较少，所以应用已有的成熟技术开发性能价格比高的，具有自主知识产权的直流调速单元，将有广阔的应用前景。 直流斩波电路原理实验和直流电机的PWM调速实验都是《电力电子技术》课程要求必须开设的实验。本课题是应生产教仪的厂家的需要,研制开发出一套控制平滑、稳定、经济、实用、简便、可靠性高、操作方便的直流调速控制挂箱以供大中专院校实验教学之用,利用该挂箱设备可以进行的实验项目有: ①降压斩波电路实验②升压斩波电路实验③可逆直流PWM调速实验，实现了斩波实验电路与可逆PWM调速实验电路的兼容。 本系统采用转速环和电流环双闭环结构,因此需要实时检测电机的电枢电流并把它作为电流调节器的反馈信号。 1.2 直流电动机的调速方法介绍 直流电动机的调速方法有三种：????（1）调节电枢供电电压U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。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。改变磁通可以实现无级平滑调速，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。????（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。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主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：（1）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。（2）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。（3）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。旋转变流机组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V-M系统，又称静止Ward-Leonard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