毕业论文直流脉宽调至系统主电路和稳压电源课程设计.doc

摘 要 本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。首先描述了变频器的发展历程，提出了PWM调速方法的优势，指出了未来PWM调速方法的发展前景，点出了研究PWM调速方法的意义。应用于直流电机的调速方式很多，其中以PWM变频调速方式应用最为广泛，而PWM变频器中，H型PWM变频器性能尤为突出，作为本次设计的基础理论，本文将对PWM的理论进行详细论述。在此基础上，本文将做出SG3525单片机控制的H型PWM变频调速系统的整体设计，然后对各个部分分别进行论证，力图在每个组成单元上都达到最好的系统性能。：直流调速 PWM ；SG3525 ；调节器的设计 目录 1 绪论 1 1.1 背景 1 1.2 直流调速系统的方案设计 2 1.2.1 设计已知参数 2 1.2.2 设计指标 2 1.2.3 现行方案的讨论与比较 2 1.2.4 选择PWM控制系统的理由 3 1.2.5 选择IGBT的H桥型主电路的理由 3 1.2.6 采用转速电流双闭环的理由 4 2 直流脉宽调速系统主电路设计 4 2.1 主电路结构设计 4 2.1.1 PWM变换器介绍 4 2.1.2 泵升电路 8 2.2 参数设计 8 2.2.1 IGBT管的参数 8 2.2.2 缓冲电路参数 9 2.2.3 泵升电路参数 10 3 直流脉宽调速系统稳压电源设计 10 3.1直流脉宽原理 10 3.1.1单相半波整流电路 10 3.1.2单相全波整流电路 11 3.1.3单相桥式整流电路 11 3.2 方案的优缺点 11 3.2.1单元电路设计与参数计算 11 4 直流脉宽调速系统控制电路设计 12 4.1 PWM信号发生器 12 4.2 转速、电流双闭环设计 13 4.2.1 电流调节器设计 13 4.2.2 转速调节器设计 13 5 系统调试 14 5.1 系统结构框图 14 5.2 系统单元调试 15 5.2.1 基本调速 15 5.2.2 转速反馈调节器、电流反馈调节器的整定 15 5.3 实验结果 16 5.3.1 开环机械特性测试 16 5.3.2 闭环系统调试及闭环静特性测定 17 6 总结 18 7 参考文献 19 附录A 20 A.1 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 20 A.2 双闭环可逆直流脉宽调速系统性能测试 24 1 绪论 1.1 背景 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。 目前，随着大功率电力电子器件的迅速发展，交流变频调速技术已日臻成熟并日渐成为实际应用的主流，但这并不意味着传统的直流调速技术已经完全退出了实际应用的舞台。相反，近几年交流变频调速在控制精度的提高上遇到了瓶颈，于是直流调速的优势就显现了出来。直流调速仍然是目前最可靠，精度最高的调速方法。譬如在对控制精度有较高要求的造纸，转台，轮机定位等系统中仍离不开直流调速装置，因此加强对直流调速系统的研究还是很有必要的。 1.2 直流调速系统的方案设计 1.2.1 设计已知参数 1、拖动设备：直流电动机： ，过载倍数。 负载：直流发电机： 机组：转动惯量1、D＝４，稳态时无静差。　　 2、稳态转速n=1500r/min, 负载电流0.8A。 3、电流超调量，空载起动到稳态转速时的转速超调量。 、改变电枢回路电阻R。 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。对于要求在一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。 改变电枢电压调速是直