直流电动机的PWM控制技术.ppt

直流电动机的 PWM 控制技术 指导教师： *** 报告人： *** PWM 控制技术 PWM 控制技术是利用半导体开关器件的 导通与关断把直流电压变成电压脉冲列， 并通过控制电压脉冲宽度或周期以达到变 压目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲列 的周期以达到变压变频目的的一种控制技 术。 PWM 调速系统的由来 脉宽调速系统早就存在，以前由于缺乏高 速开关器件，这种技术并没有受到重视。所以 随着高速开关器件的推广应用，特别是大功率 全控型电力电子器件的制造成功和成本大幅下 降，直流脉宽调制 (PWM) 调速系统在实际生产 过程中得到广泛的应用，特别是 在中小容量的 高动态性能系统中已经完全取代了 VS-M 调速系 统 。 几种主要半导体开关器 件的输出容量、开关频 率及其主要应用领域。 IGBT 综合了 MOSFET( 场效应 晶体管 ) 和 GTR( 晶闸管 ) 的优点，既有 MOSFET 开关频率高的特点，又有 GTR 电压电流值较大的长处，但是 在大电压和大电流的情况下， IGBT 并不适用，还是得使用 GTR 。 开关频率 SCR( 高压直 流输电 ) GTO 晶闸管、 IGCT( 大功率逆变器， UPS) BJT 模块 ( 电气传动 UPS) IGBT 模块、 IPM( 电气 传动、自动焊机 ) MOSFET 模 ( 自动焊 机、静音式电源 ) 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 8 10 7 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 输 出 容 量 PWM 调速系统的优点 开关频率高 ，电动机 电枢电流容易连续 ，且 脉 动分量小 ，因而电枢电流脉动分量对电动机转速 的影响和由它引起的电动机的附加损耗都小。 比晶闸管调速系统的 低速性能要好 的多， 调速 范围更宽 。因为 PWM 放大器的电压放大系数不随 输出电压的改变而变化，但是晶闸管整流器的电 压放大系数在输出电压变低时变小。 控制电路更加简单，所需的功率元件更少 。 PWM 直流调速系统 +U ?? ???? ?? ???? ?? ????,?? ?? ????,?? 给定 ?? ???? ??? ?? ASR ?? ???? ??? ?? ACR ?? ?? ?? ?? BU EP ?? ?? ?? ????,?? 功放 ?? b??,?? 主电路 泵升 限制 电路 M TA 电流 反馈 失速 保护 过流 保护 速度 反馈 BR 三角波 发生器 F R -U ~~ PWM 调速系统的主电路 不可逆调速，即电机只能在某一方向调速。 可逆调速，电动机在正反两个方向都可以调速。 ?? a = ?? 1 ?? 1 + ?? 2 ?? ?? = ?? 1 ?? ?? ?? = ???? ?? ?? ?? = ?? 1 ? ?? 2 ?? 1 + ?? 2 ?? ?? = 2 ?? 1 ?? ? 1 ?? ?? = 2?? ? 1 ?? ?? ?? ?? M ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 0 M ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? Τ ?? ?? ?? Τ ?? ?? 0 ?? ?? ??? ?? ?? ?? 直流电动机的 PWM 控制可用不同手段来实现，如使用专用 集成 PWM 控制器，或者使用微机控制。随着单片微机的成本降低， 运算速度和功能增强，以单片微机为核心的控制系统逐渐形成主 流。 单片微机控制使得直流调速系统朝着集成化、小型化、智 能化的方向发展。 硬件结构简单，可以通过容易更改的软件实现不同的控制 需求。还具有系统的诊断、保护和自检等功能。 由集成 PWM 控制器控制的直流调速系统 由单片微机控制的直流调速系统