双闭环可逆直流脉宽调速系统课程设计2

机械设计方法学设

计（论文）

题 目双闭环可逆直流脉宽调速系统设计与实现

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专 业

学生姓名

学 号

指导教师

年月日

目录

一 课程设计任务书......................................1

二 课程设计说明书......................................3

1.任务分析............................................

1.1选择PWM控制系统的理由.......................................................

1.2采用转速电流双闭环的理由..........................................................

1.3直流PWM传动系统结构图..........................................................

1.4双闭环调速系统的结构图.............................................................

1.5调速系统起动过程的电流和转速波形........................................

1.6 H桥双极式逆变器的工作原理....................................................

1.7 PWM调速系统的静特性.............................................................

2.主电路设计...........................................

2.1给定基准电源..............................................................................

2.2 双闭环调节器电路设计.............................................................

2.2.1 电流调节器.............................................................................

2.2.2 转速调节器............................................................................

2.3 控制电路的设计.......................................................................

2.4 驱动电路设计...........................................................................

2.5转速及电流检测电路................................................................

2.5.1 转速检测电路........................................................................

2.5.2 电流检测电路........................................................................

3.调节器的参数整定...................................

3.1系统固有部分的主要参数计算...............................................

3.2预先选定的参数......................................................................

3.3电流环的设计..........................................................................

3.4速度环的设计..........................................................................

4.转速及电流检测环节.................................

5.电路图总体设计.....................................

6.心得及总结.........................................

参考文献.............................................

一、题目：双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计

二、设计目的

1、对先修课程（电力拖动自动控制系统、电力电子学、自动控制原理等）

的进一步理解与运用

2、运用《电力拖动自动控制系统》的理论知识设计出可行的直流调速系统，

通过建模、仿真验证理论分析的正确性。也可以制作硬件电路。

3、同时能够加强同学们对一些常用单元电路的设计、常用集成芯片的使用以及

对电阻、电容等元件的选择等的工程训练。达到综合提高学生工程设计与动手能

力的目的。

三、系统方案的确定

自动控制系统的设计一般要经历从“机械负载的调速性能（动、静）→电机

参数→主电路→控制方案”（系统方案的确定）→“系统设计→仿真研究→参数

整定→直到理论实现要求→硬件设计→制版、焊接、调试”等过程，其中系统方

案的确定至关重要。为了发挥同学们的主观能动作用，且避免方案及结果雷同，

在选定系统方案时，规定外的其他参数有同学自己选定。

1、主电路采用二极管不可控整流，逆变器采用带续流二极管的功率开关管

IGBT构成H型双极式控制可逆PWM变换器；

2、速度调节器和电流调节器采用PI调节器；U*nm=U*im=Ucm=10V

3、机械负载为反抗性恒转矩负载,系统飞轮矩（含电机及传动机构）

GD=1.5Nm2；

4、主电源：可以选择单相交流380V供电；变压器二次相电压为52V；

5、他励直流电动机的参数：见习题集【4-19】（P96）=1000r/min，电枢回

路总电阻R=2Ω,电流过载倍数λ=2；

6、PWM装置的放大系数Ks=11；PWM装置的延迟时间Ts=0.4ms。

2

四、设计任务

a）总体方案的确定；

b）主电路原理及波形分析、元件选择、参数计算；

c）系统原理图、稳态结构图、动态结构图、主要硬件结构图；

d）控制电路设计、原理分析、主要元件、参数的选择；

e）调节器、PWM信号产生电路的设计；

f）检测及反馈电路的设计与计算；

五、课程设计报告的要求：

1、不准相互抄袭或代做，一经查出，按不及格处理；

2、报告字数：不少于8000字（含图、公式、计算式等）。

3、形式要求：必须按照《福建农林大学本科生课程设计》（工科）的规范化

要求。

4、必须画出系统总图，总图不准徒手画，电路图应清洁、正确、规范。未

进行具体设计的功能块允许用框图表示，且功能块之间的连线允许用标号标注。

六、参考资料

1、电气传动控制系统设计指导 李荣生主编 机械工业出版社 2004.6

2、新型电力电子变换技术 陈国呈 中国电力出版社

3、电力拖动自动控制系统，上海工业大学 陈伯时 机械工业出版社

4、电力电子技术 王兆安 黄俊主编 机械工业出版社 2000.1

双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计

1.任务分析

1.1选择PWM控制系统的理由

脉宽调制器UPW采用美国硅通用公司（Silicon General）的第二代产品SG3525，

这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成PWM控制器。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，故获得广泛使用。

PWM系统在很多方面具有较大的优越性 ：

1） PWM调速系统主电路线路简单，需用的功率器件少。

2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。

3） 低速性能好，稳速精度高，调速范围广，可达到1：10000左右。

4） 如果可以与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗

扰能力强。

5） 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损

耗也不大，因而装置效率较高。 变频调速很快为广大电动机用户所接受，成为了一种最受欢迎的调速方法，

在一些中小容量的动态高性能系统中更是已经完全取代了其他调速方式。由此可

见，变频调速是非常值得自动化工作者去研究 …… 此处隐藏：8844字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……