升降压斩波电路在直流可逆电动机的运用.doc

电力电子技术 课程设计报告 姓 名： *** 学 号： *** 班 级： *** 指导老师： *** 专 业： 电气工程与自动化 设计时间： 2007-7 ***大学自动化学院制 升降压斩波电路在直流可逆电动机的运用 摘要：文章分析了升／降压斩波电路的工作原理，介绍了集成芯片SG3525的应用特点，并对由SG3525控制，通过升／降压斩波电路来实现的直流脉宽调速电路进行了分析和实验。 关键词：升／降压斩波电路 SG3525 直流脉宽调速 本文介绍了通过斩波电路来实现的直流脉宽调速电路，此斩波电路由基本的降压型变换器和升压型变换器相组合，选用全控型器件MOSFET，当此变换器对直流电动机供电时，只要对MOSFET进行实时的PWM 控制，就可实现电机的四象限运行。此斩波电路中IG—BT的驱动信号由集成脉宽调制控制器SG3525产生，由于它简单可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试。 1 电路组成及系统分析 直流脉宽调速电路原理如图1所示，其中直流斩波电路可看成降压型变换器和升压型变换器的串联组合，采用IGBT作为自关断器件，利用集成脉宽调制控制器SG3525产生的脉宽调制信号作为驱动信号，由两个IGBT及其反并联的续流二极管组成。 图1 电路原理图 1．1 主电路工作原理 三相127 V交流电经桥式整流电路，滤波电路变成直流电压加在P、N两点间，直流斩波电路上端接P点，下端接N点，中点公共端(COM)(如图1所示)。若使COM端与电机电枢绕组A端相接，B端接N，可使电机正转。若T2截止，T1周期性地通断，在T1导通的T。 时间内，形成电流回路P—T1一A—B-N，此时UAB0， AB0；在T1截止时由于电感电流不能突变，电流 AB经D2续流形成回路为A-B-D2-A，仍有UAB0，IAB0，电机工作在正转电动状态(第一象限)，T1，D2构成一个Buck变换器。若T1截止，T2周期性地通断，在T2导通的T。 时间内，形成电流回路A—T2一B_A；在T2截止时，由于电感电流不能突变，电流 AB经D1续流形成回路为A—D1一P—N— A，此时UAB()，lABd0，电机工作在正转制动状态(第二象限)，T2，D1 构成一个Boost变换器。只要改变T1，T2导通时间的大小，即改变给T1，T2所加门极驱动信号脉冲的宽度，即可改变UAB和IAB的大小调控直流电动机的转速和转矩。若使COM 端与电机电枢绕组A端相接，B端接N，可使电机工作在正转电动或制动状态(I，Ⅱ象限)，若使COM端与B相接而A端接N，可使电机工作在反转电动或制动状态(II，IV象限)。正转或反转状态电机电枢绕组的连接通过状态开关进行切换。这样仅用两个开关器件就可实现电机的四象限 运行。电机的转速经测速发电机以及FBS(转速变换器)输出到ASR(转速调节器)，作为ASR的输入并和给定电压比较，组成系统的外环，ASR的输出作为ACR(电流调节器)的输入并和主电路电流反馈信号进行比较作为系统的内环。由于电流调节器的输出接到SG3525的第2脚，R2为限流电阻，所以要求电流调节器再通过一个反号器的输出电压的极性必须为正，转速调节器的输出作为电流调节器的给定则又要求其输出电压信号为正，最后转速调节器的给定选择了负极性的可调电压，如图1所示。ASR和ACR均采用PI调节器，利用电流负反馈与速度调节器输出限幅环节的作用，使系统能够快速起制动，突加负载动态速降小，具有较好的加速特性。 ?1.2 电容滤波的三相不可控整流电路????在电容滤波的三相不可控整流电路中，最常用的是三相桥式结构，给出了其电路及理想的工作波形。 ????1.基本原理????该电路中，当某一对二极管导通时，输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。当没有二极管导通时，由电容向负载放电，ud按指数规律下降。????设二极管在距线电压过零点δ角处开始导通，并以二极管VD6和VD1开始导通的时刻为时间零点，则线电压为????? uab= U2sin(ωτ＋δ)????而相电压为 ?????ua= U2sin(ωτ＋δ－π/6)????在ωt = 0时，二极管VD6和VD1开始同时导通，直流侧电压等于uab；下一次同时导通的一对管子是VD1和VD2，直流侧电压等于uac。这两段导通过程之间的交替有两种情况，一种是在VD1和VD2同时导通之前VD6和VD1是关断的，交流侧向直流侧的充电电流id是断续的，如图1所示，另一种是VD1一直导通，交替时由VD6导通换相至VD2导通，id恰好连续。由前面所述“电压下降速度相等”的原则，可以确定临界条件。假设在ωt＋δ＝2π/3的