1、“.....就出现了采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式,形成了脉宽调制变换器直流电动机调速系统,简称直流脉宽调速系统,或直流调速系统。系统在很多方面有较大的优越性主电路线路简单,需用的功率器件少开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗及发热都较小低速性能好,稳速精度高,调速范围宽,可达左右若与快速响应的电动机配合,则系统频带宽,动态响应快,动态抗干扰能力强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,因而装置效率较高直流电源采用不控整流时,电网效率因数比相控整流器高。由于上述优点,在中小容量的高动态性能系统中,直流调速系统的应用日益广泛。脉宽调制变换器在干线铁道电力机车工矿电力机车城市电车和地铁电机车等电力牵引设备上,常采用直流串励或复励电动机,由恒压直流电网供电。过去用切换电枢回路电阻来控制电机的起动制动和调速......”。
2、“.....为了节能,并实行无触电控制,现在多改用电力电子开关器件,如快速晶闸管等。采用简单的单管控制时,称作直流斩波器,后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路,统称为脉宽调制变换器。直流斩波器电动机系统的原理如图所示,其中用开关符号表示任何种电力电子器件,表示续流二极管。当导通时,直流电源电压加到电动机上当关断时,直流电源与电机脱开,电动机电枢经续流,两端电压接近于零。如此反复,得到电枢端电压波形,如图所示,好象是电源电压在时间内被接上,又在内被斩断,故称为斩波。这样,电动机得到的平均电压为式中功率开关器件的开关周期开通时间占空比其中为开关频率。,未找到引用源。图脉宽调制变换器电动机系统的原理图和电压波形图原理图电压波形图如图所示,给出了种可逆脉宽调速系统的基本原理图,由共个电力电子开关器件构成桥式或称形可逆脉冲宽度调制,简称变换器。和同时导通和关断......”。
3、“.....改变两组开关器件导通的时间,也就改变了电压脉冲的宽度,得到电动机两端电压波形如图所示,未找到引用源。图桥失可逆脉宽调速系统基本原理图和电压波形基本原理图电压波形如果用表示和导通的时间,开关周期和占空比的定义和上面相同,则电动机电枢端电压平均值为脉宽调制变换器的作用是用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率定宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电机转速。桥式可逆变换器可逆变换器主电路有多种形式,最常用的是桥式亦称型电路,如图所示。,未找到引用源。图桥式可逆变换器双极式控制可逆变换器的个驱动电压波形如图所示。,未找到引用源。,未找到引用源。图双极式控制可逆变换器的驱动电压输出电压和电流波形它们之间的关系是。在个开关周期内,当时电枢电流沿回路流通当时,驱动电压反相,沿回路经二极管续流,。因此......”。
4、“.....这是双极式名称的由来。图也绘出了双极式控制时的输出电压和电流波形。,未找到引用源。相当于般负载的情况,脉动电流的方向始终为正,未找到引用源。相当于轻载情况,电流可在正负方向之间脉动,但平均值仍为正,等于负载电流。电动机的正反转则体现在驱动电压正负脉冲的宽度上。当正脉冲较宽时,则的平均值为正,电动机正转,反之,则反转如果正负脉冲相等平均输出电压为零,则电动机停止。图所示的波形是电动机正转时的情况。双极式控制可逆变换器的输出平均电压为,未找到引用源。若占空比和电压系数的定义与不可逆变换器相同,则在双极式是可逆变换器中就和不可逆变换器中的关系不样了。调速时,的可调范围为,相应的,。当时,为正,电动机正转当时,为负,电动机反转当时电动机停止。但电动机停止时电枢电压并不等于零,而是正负脉宽相等的交变脉冲电压,因而,电流也是交变的。这个交变电流的平均值为零......”。
5、“.....徒然增大电动机的损耗,这是双极式控制的缺点。但它也有好处,在电动机停止时仍有高频微振电流,从而消除了正反向时的静摩擦死区,起着所谓动力润滑的作用。双极式控制的桥式可逆变换器有下列优点电流定连续可使电动机在四象限运行电动机停止时有微振电流,能消除静摩擦死区低速平稳性好,系统的调速范围可达左右低速时,每个开关器件的驱动脉冲仍较宽,有利于保证器件的可靠导通。双极式控制方式的不足之处是在工作过程中,个开关器件可能都处于开关状态,开关损耗大,而且在切换时可能发生上下桥臂直通的事故,为了防止直通,在上下桥臂的驱动脉冲之间,应设置逻辑延时。为了克服上述缺点,可采用单极式控制,使部分器件处于常通或常断状态,以减少开关次数和开关损耗,提高可靠性,但系统的静动态性能会略有降低。第四章基于的直流脉宽调速的实验系统系统硬件构成直流脉宽调速系统的组成如图所示......”。
6、“.....图直流脉宽调速电路主电路二级管整流桥把输入的交流电变为直流电,电阻为起动限流电阻,为滤波电容。可逆变换器主电路系采用所构成的型结构形式,它是由四个功率管和四个续流二极管组成的双极式可逆变换器,根据脉冲占空比的不同,在直流电机上可得到正或负的直流电压。如图所示图主电路控制及保护电路为脉宽调制器。由,构成逻辑延时环节。由非门及与门电路构成保护环节。此外,还有隔离及驱动电路。图中的为电压给定器,为转速调节器,为电流调节器。如图所示图控制及保护电路检测回路在和的源极回路中,串接两个取样电阻,其上的电压分别反映流过的导通和关断,其驱动电压和同时动作,其驱动电压。调节正负脉冲的电压宽度可实现可逆运行,当正脉冲较宽时时,则电枢两端的平均电压为正,电动机正转。如果正负脉冲的宽度相等,平均电压为零,则电动机停转。当正脉冲较窄时时,平均电压为负,电动机反转......”。
7、“.....只要改变脉宽调制波的占空比就可很方便的改变平均电压的大小和极性。双闭环可逆自动调速的实现如附录图所示,由电流调节器和电流测量环节构成电流内环,由转速调节器和转速测量环节构成转速外环。两个调节器都是比例积分调节器,因此,系统能够实现无静差调节。电动机的转速能自动维持在给定的转速下运行。电流环的接入可使闭环系统突加给定起动,此外,电流环还有抑制由电网电压的波动而产生的干扰的作用。要实现可逆运行,只需要改变给定电压的极性即可,不会产生短路现象。主电路元件参数的选择本电路所控制的对象为实验室所使用的电动机,功率为,功率场效应管的型号为,开关频率为,主电路二极管采用,反向峰值电压为,电阻为,的阻值为,功率为,滤波电容为,采用反向恢复时间较快的功率二极管,两个取样电阻的阻值为......”。
8、“.....可以看出,系统的突加给定起动抗干扰性都优于双闭环晶闸管直流调速系统,而且运行稳定,可以很方便的实现可逆运行。图突加给定起动时。电动机电枢电流转速波形图突加额定负载时。电动机电枢电流转速波形图突减额定负载时,电动机电枢电流转速波形采用集成脉宽调制器可大大简化脉宽调制电路的设计,调试非常方便,电路控制也很灵活,调速系统直流电压大小调节非常方便,而且能实现可逆运行,增加模拟或数字调节器就可以构成闭环自动控制系统。结论通过这次设计,我基本上掌握了直流双闭环调速系统的设计。具体的说,第,了解了调速的发展史的同时,进步了解了交流调速系统所蕴涵的发展潜力,并了解了的功能及构成,掌握了这方面未来的发展动态第二,双闭环直流调速系统的基本组成以及其静态动态特性第三,速度电流调节器为了满足系统的动态静态指标在结构上的选取,包括其参数的计算第四......”。
9、“.....组成,并分析了桥式可逆的工作状态及电压电流的波形第五,掌握了的直流脉宽调速的实验系统。总之,在设计过程中,我不仅学到了以前从未接触过的新知识,而且学会了独立的去发现,面对,分析,解决新问题的能力,不仅学到了知识,又锻炼了自己的能力,使我受益非浅。论文的主要工作如下。掌握电机传动的工作原理及应用掌握基于的直流脉宽调速系统包括可控硅整流电路,触发电路设计电流调节器设计转速调节器设计完成相关实验。致谢感谢我的毕业设计指导老师杨柏松老师以及在我做毕业设计过程中给予我较大帮助的辅导老师,没有他们的帮助,我是无法顺利的完成这次设计的,再次向辅导老师表示感谢。毕业设计是学生在校期间最后个重要的综合性实践环节,是学生全面运用所学基础理论专业知识基本技能,对实际问题进行设计和研究的综合训练。正是有了这次设计,让我在大学三年的最后个学期过的丰富而又充实......”。
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