电机与拖动课程设计PWM脉宽调速系统设计研究报告.docVIP

《电机与拖动》课 程 设 计 直流电机PWM脉宽调速系统设计 （邓 毅） 201030460405 （高浩斌） 201030460407 （郭剑桥） 201030460408 指导教师 许俊云老师 学院名称 工程学院 专业班级 10自动化4班 设计提交日期 2012年12月 目录.............................................................1一、课程设计内容.................................................2 二、设计原理......................................................2 2.1系统设计原理...........................................2 2.2 PWM基本原理............................................3 2.3 PWM调速基本原理.......................................3 三、方案设计与选择..............................................4 3.1脉宽调制电路的选择.....................................4 3.2驱动电路的选择...........................................4 四、方案具体实现.................................................5 4.1 设计方案...............................................5 4.2直流电机驱动控制总流程图............................5 4.3矩形波信号产生器......................................5 4.4驱动电路................................................7 4.5总电路图................................................9 4.6调试数据及波形........................................10 4.6.1调试数据......................................10 4.6.2调试波形......................................10 五、调试过程中遇到的问题及解决方案.........................11 六、心得体会....................................................12 七、元件清单....................................................12 八、小组分工....................................................12 一 、设计内容 1 直流电机的调速有单象限，二象限和四象限三种工作形式。要求学生选择后两种工作形式的任意一种进行设计。 2选用额定电压为220V，额定电流为1.2A的它励直流电动机（即把实验室的并励直流电动机做它励接法）作为调速对象。要求带一发电机负载进行调速实验。 二、设计原理 2.1.系统设计原理 脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量，PWM控制技术的理论基础为：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。 直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示为 （1） 式中 Ua——电枢供电电压（V）； Ia ——电枢电流（A）； Ф——励磁磁通（Wb）； Ra——电枢回路总电阻（Ω）； CE——电势系数， ，p为电磁对数，a为电枢并联支路数，N为导体数。 由式（1）可以看出，式中Ua、Ra、Ф三个参量都可以成为变量，只要改变其中一个参量，就可以改变电动机的转速，所以直流电动机有三种基本调速方法：(1)改变电枢回路总电阻Ra；；(2)改变电枢供