PWM直流双闭环调速系统设计(word文档良心出品).doc
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1、运动控制系统大作业直流PWM双闭环调速系统,基本数据如下:(1) 直流电机:额定功率185W,额定电枢电压220VDC,额定电枢电流1.25A,励磁电压220VDC,励磁电流0.16A,额定转速1500rpm,额定转矩12000gcm,允许过载倍数1.2;(2) PWM变换器:占空比15%-85%;(3) 时间常数:电磁时间常数10ms,机电时间常数87ms;(4) 控制器的最大输入/输出电压均不超过3V设计要求:(1) 静态指标,转速/电流无静差;(2) 动态指标,电流超调不超过5%;空载启动到额定转速时的转速超调不超过10%。请完成转速调节器、电流调节器的设计、理论仿真和调试。1.双闭环调
2、速系统的结构图 直流双闭环调速系统的结构图如图所示,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。双闭环调速系统的结构图2.电路设计H桥式可逆直流脉宽调速系统主电路的如图所示。PWM逆变器的直流电源由交流电网经不控的二极管整流器产生,并采用大电容滤波,以获得恒定的直流电压。由于直流电源靠二极管整流器供电,不可能回馈电能,电动机制动时只好对滤波电容充电,这时电容器两
3、端电压升高称作“泵升电压”。为了限制泵升电压,用镇流电阻Rz消耗掉这些能量,在泵升电压达到允许值时接通VTz。H桥式直流脉宽调速系统主电路四单元IGBT模块型号:20MT120UF 主要参数如下:=1200V =16A =100 2.1给定基准电源此电路用于产生15V电压作为转速给定电压以及基准电压,如图所示:给定基准电源电路2.2 双闭环调节器电路设计为了实现闭环控制,必须对被控量进行采样,然后与给定值比较,决定调节器的输出,反馈的关键是对被控量进行采样与测量。2.2.1 电流调节器由于电流检测中常常含有交流分量,为使其不影响调节器的输入,需加低通滤波。此滤波环节传递函数可用一阶惯性环节表示
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