直流脉宽调速系统.ppt

§5.2.2可逆PWM功率放大器可逆PWM功率放大器三种控制方式的比较④电力晶体管的开关损耗。双极式控制4个电力晶体管均加控制脉冲电压，开关损耗最大，单极式控制有2个晶体管加控制脉冲电压，开关损耗较小，受限单极式控制只有1个晶体管加控制脉冲电压，开关损耗最小。①可逆运行的切换。双极式控制只需改变控制脉冲的占空比，可自然实现正、反转的切换；单极式控制和受限单极式控制则需要改变晶体管控制电压的施加方式。②电枢电压的极性。双极式控制电动机的瞬时电压uAB有2种极性；单极式控制和受限单极式控制则只有一种极性，即电动机正转时uAB为正脉冲电压，反转时uAB为负脉冲电压。③电枢电流的连续性。双极式控制和单极式控制，电枢电流总是连续的，受限单极式控制在轻载运行时会出现电流断续。第31页,共47页，星期六，2024年，5月§5.2.2可逆PWM功率放大器可逆PWM功率放大器三种控制方式的比较⑦晶体管和二极管导通情况比较。3种控制方式下，不同转向、不同时段晶体管和二极管的导通情况如表5-1所示。⑤安全性。双极式控制左右桥臂晶体管均可能出现上下直通情况，单极式控制左桥臂可能出现上下直通情况，受限单极式控制不会出现上下直通情况。⑥低速性能。双极式在低速时控制正脉冲宽度接近T/2，晶体管能可靠导通，因此低速性能好，调速范围宽；单极式和受限单极式控制，低速控制时，正脉冲宽度接近于零，不能保证晶体管可靠导通，因此低速性能较差，有最低转速限制。第32页,共47页，星期六，2024年，5月思考题：1．什么是双极式控制、单极式控制和受限单极式控制？4．H型PWM功率放大器的3种控制方式各有什么优缺点？第33页,共47页，星期六，2024年，5月§5.3脉宽调速系统的控制电路脉宽调速系统主电路的构成----PWM功率放大器主电路控制电路为电机提供脉宽可调的脉冲电压提供主电路所需的基极控制电压控制电路的构成----基于双闭环控制主电路控制电路为什么没有平波电抗器？第34页,共47页，星期六，2024年，5月§5.3脉宽调速系统的控制电路双闭环：ACR输出控制电压Uc。UPW(脉宽调制器)：产生宽度由Uc控制的Ub波形。GM(调制波发生器)：产生调制波形，如周期性的三角波等。DLD(逻辑延时电路)：防止H桥臂上下直通。GD(驱动电器)：对Ub进行整形的功率放大。FA：过电流保护之用。第35页,共47页，星期六，2024年，5月§5.3.1脉宽调制器UPW1．脉宽调制器的功能脉宽调制器是一个电压—脉冲变换电路，产生脉冲的周期由来自调制波发生器GM的调制波决定，一个周期内正负脉冲的宽度由电流调节器输出的控制电压Uc加以控制。脉宽调制器2．脉宽调制器的类型④数字式脉宽调制器。①用锯齿波作调制信号的脉宽调制器。②用三角波作调制信号的脉宽调制器。③用多谐振荡器和单稳触发器组成的脉宽调制器。第36页,共47页，星期六，2024年，5月§5.3.1脉宽调制器UPW3．锯齿波脉宽调制器的工作原理起偏置调节作用的偏移电压Ub脉宽调制器是一个由运算放大器构成的电压比较器来自调制波发生器GM的锯齿波信号Usa来自电流调节器输出的控制信号Uc有3个电压输入信号：合成信号仍然是锯齿波，Ub、Uc的作用是使锯齿波上下移动。脉宽调制器的输入输出特性第37页,共47页，星期六，2024年，5月§5.3.1脉宽调制器UPW3．锯齿波脉宽调制器的工作原理改变控制电压Uc的值，可使锯齿波上下移动，从而引起Upw正负脉冲的宽度发生改变，即改变占空比。第38页,共47页，星期六，2024年，5月§5.3.1脉宽调制器UPW4．脉宽调制器偏移电压的整定偏移电压Ub的整定原则：Uc=0V时，使产生脉冲的占空比ρ=0PWM功率放大器在不同控制方式下，占空比为零的控制脉冲是不一样的，偏移电压Ub的整定也是不同的。双极式控制方式下，ρ=0的波形如图示即正、负脉冲宽度相等设锯齿波的幅值为Usmax第39页,共47页，星期六，2024年，5月Ub整定后，改变Uc可得到不同占空比的控制波形Upw电机反转电机正转电机停转控制电压的取值范围：第40页,共47页，星期六，2024年，5月§5.3.2延时环节DLD1．DLD的作用防止H电路同一桥臂上下两个晶体管直通形成短路。2．H电路上下直通的成因晶体管基极电压变负时，真正关断需要一定的时间，称为关断时间toff（包括存储时间ts和电流下降时间t1）H电路上下两个管子，一个管子的Ub由正变负的同时，另一个管子的Ub由负变正。若在关断