電拖課程設(shè)計(jì)運(yùn)用脈沖寬度調(diào)制設(shè)計(jì)直流電機(jī)PWM控制調(diào)速系統(tǒng)

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1、1、前言 在當(dāng)今的社會(huì)生活中，電子科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用越來越深入到了各行各業(yè)之中，并得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步，自動(dòng)化控制系統(tǒng)更是得到了廣泛的應(yīng)用，其中一項(xiàng)重要的應(yīng)用就是——自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。相較于交流電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴、制造困難且不容易維護(hù)，但由于直流電動(dòng)機(jī)具有良好的調(diào)速性能、較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過載能力強(qiáng)，適宜在廣泛的范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以直流調(diào)速系統(tǒng)至今仍是自調(diào)速系統(tǒng)中的重要形式。 而伴隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，開關(guān)速度更快、控制更容易的全控性功率器件MOSFET和IGBT成為主流，PWM表現(xiàn)出了越大的優(yōu)越性：主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少；開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損

2、耗及發(fā)熱都較??；低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1:10000左右；若與快速響應(yīng)的電機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高；直流電源采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。本設(shè)計(jì)采用PWM技術(shù)來對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，與一般直流調(diào)速相比，既減少了對(duì)電源的污染，而且使控制過程更簡(jiǎn)單方便，減少了對(duì)人力資源的使用，又因?yàn)榫€路的簡(jiǎn)單化、功率器件需用的減少，使系統(tǒng)的維護(hù)、維修變得更加簡(jiǎn)單了，但動(dòng)、靜態(tài)性能卻提高了。 1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 本次課程設(shè)計(jì)是運(yùn)用脈沖寬度調(diào)制設(shè)計(jì)直流電機(jī)PWM控制調(diào)速系

3、統(tǒng)。 1.2 任務(wù)要求 設(shè)計(jì)要求：介紹直流電機(jī)PWM控制調(diào)速基本原理。設(shè)計(jì)出主電路、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路、PWM驅(qū)動(dòng)裝置控制電路、基極驅(qū)動(dòng)電路，并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。 2 脈寬調(diào)制PWM 2.1脈寬調(diào)制PWM簡(jiǎn)介 脈寬調(diào)制的全稱為：Pulse Width Modulator，簡(jiǎn)稱PWM，由于它的特殊性能常被用于直流負(fù)載回路中。燈具調(diào)光或直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速、HW-1020型調(diào)速器、就是利用脈寬調(diào)制(PWM)原理制作的馬達(dá)調(diào)速器。PWM調(diào)速器已經(jīng)在工業(yè)直流電機(jī)調(diào)速、工業(yè)傳送帶調(diào)速、燈光照明調(diào)解、計(jì)算機(jī)電源散熱、直流電扇等、得到廣泛應(yīng)用。脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)用于直流電機(jī)調(diào)速，可簡(jiǎn)化

4、電路結(jié)構(gòu)，減小設(shè)備體積，減輕設(shè)備重量，并且控制方便，性能穩(wěn)定。 2.2 PWM基本原理 脈沖寬度調(diào)制（PWM）是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(wú)(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。簡(jiǎn)而言之，就是用改變電機(jī)電樞(定子)電壓的接通和斷開的時(shí)間比

5、(占空比)來控制馬達(dá)的速度，在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，其速度增加；電機(jī)斷電時(shí)，其速度減低。只要按照一定的規(guī)律改變通、斷電的時(shí)間，即可使電機(jī)的速度達(dá)到并保持一穩(wěn)定值。 2.3 PWM控制調(diào)速優(yōu)點(diǎn) PWM控制調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有： （1）簡(jiǎn)化了主電路和控制電路的結(jié)構(gòu)，使裝置的體積變小，重量減輕，造價(jià)下降，所用功率元件少，且工作于開關(guān)狀態(tài)，因此電路的導(dǎo)通損耗小，工作效率比較高。 （2）開關(guān)頻率高，可避開機(jī)床的共振區(qū)，工作平穩(wěn)。 （3）采用功率較小的低慣量電機(jī)時(shí)，具有高的定位速度和精度。 （4）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬。 （5）改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和電機(jī)的運(yùn)行性能，提高了調(diào)節(jié)

6、速度，使調(diào)節(jié)過程中電壓與頻率配合較好，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性能高。 3直流電機(jī)PWM控制調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1直流電機(jī)PWM控制調(diào)速系統(tǒng)基本原理 PWM方式是在大功率開關(guān)晶體管的基極上，加上脈沖寬度可調(diào)的方波電壓，控制開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間t，改變占空比，達(dá)到控制目的。 直流電機(jī)PWM控制調(diào)速系統(tǒng)原理框圖如圖3.1所示。本系統(tǒng)主要有信號(hào)發(fā)生電路、PWM速度控制電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成。整個(gè)系統(tǒng)上采用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。在此系統(tǒng)中有兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串級(jí)連接，即以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出作 速度調(diào)節(jié)器

7、 調(diào)節(jié)器 驅(qū)動(dòng)電路 直流斬波器 電流調(diào)節(jié)器 電動(dòng)機(jī) 速度傳感器 速度反饋 UCMD + _ Ugi + _ Ufi 電流反饋 U0 b1 b2 b3 b4 PWM 圖3.1 直流電動(dòng)機(jī)PWM系統(tǒng)原理圖 為PWM的控制電壓。核心部分是脈沖功率放大器和脈寬調(diào)制器?？刂撇糠植捎肧G1525（脈寬調(diào)制芯片SG1525具有欠壓鎖定、故障關(guān)閉和軟起動(dòng)等功能,因而在中小功率電源和電機(jī)調(diào)速等方面應(yīng)用較廣泛。SG1525是電壓型控制芯片,利用電壓反

8、饋的方法控制PWM信號(hào)的占空比,整個(gè)電路成為雙極點(diǎn)系統(tǒng)的控制問題,簡(jiǎn)化了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。）集成控制器產(chǎn)生兩路互補(bǔ)的PWM脈沖波形，通過調(diào)節(jié)這兩路波形的寬度來控制H電路中的GTR通斷時(shí)間，便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的控制。為了獲得良好的動(dòng)、靜態(tài)品質(zhì)，調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了校正。檢測(cè)部分中，采用了霍爾片式電流檢測(cè)裝置對(duì)電流環(huán)進(jìn)行檢測(cè)，轉(zhuǎn)速還則是采用了測(cè)速電機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，能達(dá)到比較理想的檢測(cè)效果。 3.2 PWM驅(qū)動(dòng)裝置 PWM驅(qū)動(dòng)裝置是利用大功率晶體管的開關(guān)特性來調(diào)制固定電壓的直流電源，按一個(gè)固定的頻率來接通和斷開，并根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”與“斷開”時(shí)間的長(zhǎng)短，通過改變直流伺服

9、電動(dòng)機(jī)電樞上電壓的“占比空”來改變平均電壓的大小，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，這種裝置又稱為“開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。 圖3.2為PWM驅(qū)動(dòng)裝置控制電路框圖。該控制電路包括恒頻波形發(fā)生器、脈寬調(diào)制器、脈沖分配電路等脈寬調(diào)速系統(tǒng)所特有的電路。 恒頻波形發(fā)生器 脈寬調(diào)制電路 脈沖分配電路 基極驅(qū)動(dòng)電路 L1 L2 L3 M UC UD 功率轉(zhuǎn)換電路 US + 圖3.2 PWM驅(qū)動(dòng)裝置控制電路框圖 （1）恒頻波形發(fā)生器 它的作用是產(chǎn)生頻率恒定的振蕩信號(hào)作為時(shí)間比較的基準(zhǔn)，其波形可以是三角形波或鋸齒波。PWM波由具有輸出的PWM控制器產(chǎn)

10、生。 （2）脈寬調(diào)制器 它的作用是實(shí)現(xiàn)電壓、脈寬的轉(zhuǎn)換（V/M），即形成PWM信號(hào)。 （3）脈沖分配電路 在可逆PWM變換器中，上、下兩個(gè)晶體管經(jīng)常交替工作。由于晶體管存在關(guān)斷時(shí)間，因此有可能能造成在一個(gè)晶體管未完全關(guān)斷時(shí)，另一個(gè)晶體管已導(dǎo)通，從而使電源短路。為了避免這種情況發(fā)生，根據(jù)功率轉(zhuǎn)換電路的工作要求，設(shè)置了大功率晶體管的導(dǎo)通次序，即脈沖分配電路，使大功率晶體管能按照指定的順序?qū)ā? 脈沖分配電路如圖3.3所示。在圖3.3中，晶體管V1、V4是同時(shí)關(guān)斷的，V2、V3也是同時(shí)導(dǎo)通同時(shí)關(guān)斷的，但V1與V2、V3與V4都不允許同時(shí)導(dǎo)通，否則電源Ud直通短路。設(shè)V1、V4先同時(shí)導(dǎo)通T1

11、秒后同時(shí)關(guān)斷，間隔一定時(shí)間之后，再使V2、V3同時(shí)導(dǎo)通T2秒后同時(shí)關(guān)斷。 電動(dòng)機(jī)電樞端電壓的平均值為： （3.1） 由于，Ua值的范圍是-Ud～+Ud，因而電動(dòng)機(jī)可以在正反兩個(gè)方向調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 M V1 Ua V3 V2 Ud/2 Ud/2 V4 圖3.3 脈沖分配電路 3.3 控制電路 PWM控制的示意圖如圖3.4所示，可控開關(guān)S以一定的時(shí)間間隔重復(fù)地接通和斷開，當(dāng)S接通時(shí)，供電電源Us通過開關(guān)S施加到電動(dòng)機(jī)兩端，電源向電機(jī)提供能量，電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)能；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，中斷了供電電源

12、Us向電動(dòng)機(jī)電流繼續(xù)流通。這樣，電動(dòng)機(jī)得到的電壓平均值Uas為： （3.2） 式中，ton為開關(guān)每次接通的時(shí)間，T為開關(guān)通斷的工作周期（即開關(guān)接通時(shí)間ton和關(guān)斷時(shí)間toff之和），α為占空比，α= ton/T 。 M + US ― VD ia S 圖3.4 PWM控制示意圖 由式（3.2）可見，改變開關(guān)接通時(shí)間ton和開關(guān)周期T的比例也即改變脈沖的占空比，電動(dòng)機(jī)兩端電壓的平均值也隨之改變，因而

13、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速得到了控制。 圖3.5為控制電路的原理圖。圖中V為大功率晶體管，C1、R1、VD1為過電壓吸收電路。由SG1525集成PWM控制器產(chǎn)生的PWM信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路隔離放大后，驅(qū)動(dòng)晶體管。輸出的PWM電壓平均值按下式變化，其中的值由SG1525定頻調(diào)寬法，即T1+T2=T保持一定，使T1在0～T范圍內(nèi)變化來調(diào)節(jié)。 （3.3） 系統(tǒng)的直流主回路電源VD，經(jīng)三相橋式不可控整流濾波電路供電。當(dāng)被流電機(jī)的額定功率較小時(shí)，VD也可由單相橋式不可控整流濾波電路供電。系統(tǒng)由主開關(guān)器件V的PWM斬波渡控制，在電感L

14、左端形成主控回路的PWM脈寬可調(diào)控電壓Ua，Ua再經(jīng)LC濾波得到直流電機(jī)兩端的平直直流電壓Va。 圖3.5 控制電路的原理圖 3.4轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)電路 在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，電流調(diào)節(jié)器的輸出控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)電路原理圖如圖3.6所示，檢測(cè)部分中，采用了霍爾片式電流檢測(cè)裝置對(duì)電流環(huán)進(jìn)行檢測(cè)，轉(zhuǎn)速則是采用了測(cè)速電機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器都采用 PI 調(diào)節(jié)器。PI調(diào)節(jié)器的輸出由兩部分組成，第一部分是比例部分

15、，第二部分是積分部分。 圖3.6 轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)電路原理圖 在圖3.6中，ASR為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，ACR為電流調(diào)節(jié)器，GT為觸發(fā)裝置，M為直流電動(dòng)機(jī)，TG為測(cè)速發(fā)電機(jī)，TA為電流互感器，UPE為電力電子變換器，Un*為轉(zhuǎn)速給定電壓，Un為轉(zhuǎn)速反饋電壓，Ui*為電流給定電壓，Ui為電流反饋電壓。 把比例運(yùn)算電路和積分電路組合起來就構(gòu)成了比例積分調(diào)節(jié)器，如圖3.7所示， 圖3.7 PI調(diào)節(jié)器電路 由此可知： （3.4）

16、 （3.5） （3.6） 當(dāng)突加輸入信號(hào)Ui時(shí)，開始瞬間電容C1相當(dāng)于短路，反饋回路中只有電阻R1， 此時(shí)相當(dāng)于比例調(diào)節(jié)器，它可以毫無(wú)延遲地起調(diào)節(jié)作用，故調(diào)節(jié)速度快；而后隨著電容C1被充電而開始積分，U0線性增長(zhǎng)，直到穩(wěn)態(tài)。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速跟隨其給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用，其輸出限幅值決定電機(jī)允許的最大電流。電流調(diào)節(jié)器使電流緊緊跟隨其給定電壓變化，對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用，在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中能夠獲得電動(dòng)機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程，當(dāng)電機(jī)過載甚

17、至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。 圖3.6中，來自速度給定電位器給定的信號(hào)Un*與速度反饋信號(hào)Un比較后，偏差為△Un= Un*-Un，送到速度調(diào)節(jié)器ASR的輸入端。速度調(diào)節(jié)器的輸出Ui*作為電流調(diào)節(jié)器ACR的給定信號(hào)，與電流反饋信號(hào)Ui比較后，偏差為△Un= Ui*-Ui，送到電流調(diào)節(jié)器ACR的輸入端，電流調(diào)節(jié)器的輸出Uct送到觸發(fā)器，以控制可控整流器，整流器為電動(dòng)機(jī)提供直流電壓Ud。 3.5基極驅(qū)動(dòng)電路 系統(tǒng)采用的功率驅(qū)動(dòng)電路取決于主開關(guān)管V的器件類別。用不同類別的主開關(guān)其功率驅(qū)動(dòng)電路也不同。本系統(tǒng)采用BJT功率晶體管的驅(qū)動(dòng)電

18、路。圖3.8是驅(qū)動(dòng)BJT功率晶體管的一種用的雙電源光電耦合驅(qū)動(dòng)電路。其工作原理如下：V01 +V02為邏輯低電平時(shí)，T4晶體管止。集電極輸出高電平至T3基極，穩(wěn)壓管W與T3均導(dǎo)通，使集電極為低電平。一般可設(shè)計(jì)T3集電極低電平為負(fù)值。 例如，設(shè)計(jì)Vca=Vw+VCESa-VCC=-2.6V，受VC3負(fù)位制約；BJT基極電位(A點(diǎn))為VC3+VEB2=-2V(此時(shí)T1管VBE1-VEB2=0.6V反偏電壓截止)。BJT發(fā)射極連于電容 C的聯(lián)交點(diǎn) B，可獲得直流懸浮零電位VB (VCC-Vc)=0。VC=2VCC(C+C)/C該直流懸浮零電位使 BJT基極發(fā)射極間有2V的反向偏置電壓，以保證 B

19、JT的可靠關(guān)斷。因BJT發(fā)極與電感 L相連，電容C還有效隔斷驅(qū)動(dòng)路和L強(qiáng)電電路的直流電聯(lián)系。V01 +V02為高電平時(shí)，T4導(dǎo)通，T3和穩(wěn)壓管關(guān)斷，Vcc經(jīng)R3和T1管基極、發(fā)射極向BJT提供基極開通電流，T2管承受VBE1=-VEB2反壓截止。R1限制 BJT導(dǎo)通基流的大小。 圖3.8 基極驅(qū)動(dòng)電路 R2在BJT關(guān)斷瞬間，限制電容C經(jīng)BJT發(fā)射極、基極，T2發(fā)射極、集電極，負(fù)電源回路的反向恢復(fù)電流峰值。調(diào)試圖3.5中的R5，可改變V01 +V02脈沖的幅值，以適應(yīng)輸入光電耦合電路的參敬定額要求。圖3.8電路的適應(yīng)性較強(qiáng)，也可用于IGBT

20、絕緣柵雙極晶體管的功率驅(qū)動(dòng)電路。 3.6主電路的設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)主電路部分，采用的是以大功率GTR為開關(guān)元件、H橋電路為功率放大電路所構(gòu)成的電路結(jié)構(gòu)，如圖3.9所示。 在圖3.9中，四只GTR分為兩組，VT1和VT4為一組，VT2和VT3為另一組。同一組中的兩只GTR同時(shí)導(dǎo)通，同時(shí)關(guān)斷，且兩組晶體管之間可以是交替的導(dǎo)通和關(guān)斷。欲使電動(dòng)機(jī)M向正方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則要求控制電壓Uk為正，各三極管基極電壓波形如圖3.10和圖3.11所示。欲使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，則使控制電壓Uk為負(fù)即可。 SMM VT1 Ub1 VT2 Ub2 VD

21、1 VD2 VD3 VD4 VT3 Ub3 VT4 Ub4 A B 1 4 2 3 圖3.9 H橋式可逆PWM變換器 正向運(yùn)行波形圖如圖3.10所示。 第1階段，在0 ≤ t ≤ ton期間，Ub1、Ub4為正，VT1、VT4導(dǎo)通，Ub2、Ub3為負(fù)，VT2、VT3截止，電流id沿回路1流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB = +Us 。 第2階段，在ton ≤ t ≤ T期間，Ub1、Ub4為負(fù)，VT1、VT4截止，VD2、VD3續(xù)流，并鉗位使VT2、V

22、T3保持截止，電流id沿回路2流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB = –Us 。 ton T Ud E id t Ui +Us -Us 0 如圖3.10 正向電動(dòng)運(yùn)行波形圖 反向運(yùn)行波形圖如圖3.11所示。 第1階段，在0 ≤ t ≤ ton期間，Ub2、Ub3為負(fù)，VT2、VT3截止，VD1、VD4續(xù)流，并鉗位使VT1、 VT4截止，電流–id沿回路4流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB = +Us 。 第2階段，在ton ≤ t ≤ T 期間，Ub2、Ub3為正，VT2、VT3導(dǎo)通，Ub1、Ub4為負(fù)，使VT1、VT4保持截止，電流

23、–id沿回路3流通，電動(dòng)機(jī)M兩端電壓UAB = –Us 。 t ld E Ud -Us ton T Ui +Us 圖3.11 反向電動(dòng)運(yùn)行波形圖 雙極式控制的橋式可逆PWM變換器的優(yōu)點(diǎn)： （1）電流一定連續(xù)； （2）可使電機(jī)在四象限運(yùn)行； （3）電機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)； （4）低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)1:20000左右； （5）低速時(shí)，每個(gè)開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。 4設(shè)計(jì)結(jié)果及分析 (1)CT，RT，RD的選取

24、 SG1525集成控制器可輸出0.1～400kHz的脈沖頻率，對(duì)應(yīng) CT= 0.001～0.1μ F，RT=2~150 k取值。一般對(duì)于BJT和GT0器件可取 f=1kHz以下，IGBT器件取f= 10kHz左右。f與CT，RT，RD的關(guān)系用下式確定： (4.1) 例如若f= lkHz，T= 0.001s，取 定t1=0.0009s，t2=0.0001s，可算得CT=0.0lμF時(shí)的 RT與RD分別為： (4.2)

25、 (4.3) t2一般應(yīng)取遠(yuǎn)小于t1的值,否則影響脈沖占空比(t1/(t1 + t2))和斬波效率。此處的占空比最大值為0.0009/(0.0001+0.0009)=0.9。 (2)R2和RP1的選取 VREF輸出的最大電流為 50mA，一般在 40mA 以下取值。若取定IREF=1~5mA變化，RP1設(shè)為零值時(shí)可算得 R2為： (4.4) RP1設(shè)置為最大值時(shí)可算得： (4.5)

26、 RP1 = 4.1 k (4.6) (3)其它引腳器件的確定 R5電阻的選取要用調(diào)試方法確定，一般選取一個(gè)可調(diào)電位器 Rw和一個(gè)固定的R串聯(lián)組成 Rs=Rw+R 的結(jié)構(gòu)。當(dāng) Rw調(diào)為零時(shí)，R的大小要足以限制功率驅(qū)動(dòng)電路的輸入電流不超過允許值。例如，功率驅(qū)動(dòng)電路要求V01 +V02=3V。驅(qū)動(dòng)輸入電流最大允許值為50mA，忽略圖2中 Tt或T2導(dǎo)通壓降最小值(sat)，可算得R5電阻應(yīng)為： (4.7) 可選取R5=300，略

27、大于計(jì)算值的電阻。由于R5上有較大的電流，還要注意其瓦數(shù)的選擇,此處可選。 總結(jié) 通過這次電力拖動(dòng)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)后，對(duì)電力拖動(dòng)基礎(chǔ)，尤其是直流電機(jī)PWM控制調(diào)速系統(tǒng)有了很深刻的認(rèn)識(shí)與理解，進(jìn)一步掌握了電力拖動(dòng)基礎(chǔ)課程所學(xué)的理論知識(shí)。熟悉PWM控制系統(tǒng)的工作原理。本次設(shè)計(jì)的直流電機(jī)PWM控制調(diào)速系統(tǒng)控制原理成熟可靠，運(yùn)行穩(wěn)定。該系統(tǒng)是基于現(xiàn)代電力技術(shù)，采用PWM控制技術(shù)構(gòu)成的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，啟停時(shí)對(duì)直流系統(tǒng)無(wú)沖擊。工作安全可靠、維護(hù)量小，從而確保了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。通過此次學(xué)以致用，更加掌握

28、了電力拖動(dòng)在實(shí)際中的運(yùn)用。 此外，通過本次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了查閱資料、方案比較、計(jì)算、制作、調(diào)試等技能，增強(qiáng)了自己的分析、解決實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度。 在老師極力幫助下終于完成了本次設(shè)計(jì)。在此，感謝老師的大力指導(dǎo)。在今后的學(xué)習(xí)中，一定會(huì)更加深入的學(xué)習(xí)電力拖動(dòng)技術(shù)，為以后工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1]顧繩谷主編.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社出版.第4版.2007年. [2]陳伯時(shí)主編.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].機(jī)械工業(yè)出版社出版. 1992年. [3]辜承林,陳喬夫,熊永前主編.電機(jī)學(xué)[M].華中科技大學(xué)出版社出版.第二版.2005年. [4]高美霞,吳振奎,魏毅力,王小芹．直流PWM調(diào)速系統(tǒng)研究[A]．包頭鋼鐵學(xué)院.2000年. [5]邱丹,王東,高振東.直流電機(jī)PWM 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)[A]．青島大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院.1999年 . 15