双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计(精).doc

双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计学院：机电工程学院学号：专业（方向）年级：学生姓名：福建农林大学机电工程学院电气工程系2011年1月7日目录TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc8958一.设计任务书1HYPERLINK\l_Toc15511二．设计说明书32.1方案确定HYPERLINK\l_Toc38373HYPERLINK\l_Toc44392.1.1方案选定3HYPERLINK\l_Toc44392.1.2桥式可逆PWM变换器工作原理3HYPERLINK\l_Toc44392.1.3系统控制电路图6HYPERLINK\l_Toc44392.1.4双闭环直流调速系统静态分析6HYPERLINK\l_Toc44392.1.5双闭环直流调速系统稳态结构图7HYPERLINK\l_Toc44392.2硬件结构9HYPERLINK\l_Toc44392.2.1主电路9HYPERLINK\l_Toc44392.2.2泵升压限制11HYPERLINK\l_Toc79202.3主电路参数计算及元件选择12HYPERLINK\l_Toc44392.3.1整流二极管选择12HYPERLINK\l_Toc44392.3.2绝缘栅双极晶体管选择12HYPERLINK\l_Toc275812.4调节器参数设计和选择13HYPERLINK\l_Toc44392.4.1电流环的设计13HYPERLINK\l_Toc44392.4.2转速环的设计16HYPERLINK\l_Toc44392.4.3反馈单元182.5系统总电路图HYPERLINK\l_Toc383719HYPERLINK\l_Toc14041三．心得体会20交直流调速课程设计任务书一、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，规定外的其他参数由同学自己选定。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；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）4、主电源：可以选择三相交流380V供电；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。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：以《福建农林大学本科生课程设计》（工科）的规范化要求撰写。要求文字通顺、字迹工整、公式书写规范、报告书上的图表允许徒手画，但必须清晰、正确且要有图题。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机械工业出版社2004.62、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陈伯时机械工业出版社4、电力电子技术王兆安黄俊机械工业出版社2000.1交直流调速课程设计说明书一、方案确定2.1.1方案选定直流双闭环调速系统的结构图如图1所示，转速调节器与电流调节器串极联结，转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制PWM装置。其中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一定、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，达到设计要求。总体方案简化图如图1所示。图1