IGBT组成的直流斩波调速系统设计 毕业设计

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1、IGBT组成的直流斩波调速系统设计1.课程设计目的报告正文部分：(要求：正文部分一律用小四号字，宋体，正文全文行间距固定值20pt。一级大标题小三号字黑体靠左，加粗。二级大标题四号黑体靠左。三级大标题小四黑体。)2.课程设计要求技术要求：，，电压连续可调，稳压精度小于，有限流保护。3.设计内容3.1调速系统方案确定由于可调直流电源容量不大，故可采用单相交流电源供电、单相整流变压器降压、二极管桥式整流、电容滤波获得斩波输入直流电源，经IGBT斩波，即可得到要求的可调直流电源。IGBT为场控输入器件，输入功率小。CW494集成脉宽控制器不但可方便获得所要求的斩波频率和脉冲宽度，由于

2、它输出最大电流为，因此，不用驱动放大电路即可满足控制要求，从而简化电路。CW494内部电路框图如下图所示。11CW494内部有两个放大器，很容易实现电压反馈。若采用比例积分调节，且反馈电阻、电容参数选择得当，电压静态精度可不用计算，动态精度计算也可从略。为实现限流保护，可采用电流截止反馈。因负载功率小，可用电阻采样，还可加入继电器，过电流严重时可切断主电路电源。系统框图如下图所示。113.2主电路计算斩波调压主电路如下图所示。3.2.1整流变压器计算一般情况下，整流装置所要求的交流供电电源与电网电压不一致，因此需要使用整流变压器。此外，整流变压器还可减小电网和整流装置的相互干扰

3、。已知条件：①一次电压；②整流电路接线方式和负载性质；③整流输出电压和电流。计算参数：①二次相电压和相电流；②一次相电流；③一次侧容量、二次侧容量和平均容量。①的计算考虑占空比为则取则11考虑裕量取②一、二次电流计算取变比考虑空载电流取③变压器容量计算3.2.2整流元件选择二极管承受最大反向电压，考虑3倍裕量，则，取该电路整流输出接有大电容，而且负载也不是纯电感负载，但为了简化计算，仍按电感负载进行计算，只是电流裕量可适当取大些即可。取。故选ZP10-5整流二极管4只，并配散热器。113.2.3滤波电容选择一般根据放电时间常数计算，负载越大，要求纹波系数越小，电容量也越大。一般

4、不作严格计算，多取以上。因该系统负载不大，故取耐压按，取。即选用、电容器。为滤除高频信号，取，耐压。3.2.4IGBT选择因，取3倍裕量，选耐压为以上的IGBT。由于IGBT是以最大值标注，且稳定电流与峰值电流间大致为4倍关系，故应选用大于4倍额定负载电流的IGBT为宜。为此选用的IGBT，并配以相应散热器即可。3.2.5保护元件的选用⑴变压器二次侧熔断器选择由于变压器最大二次电流，故选用熔芯即可满足要求。应选用、熔断器，熔断器的结构形式可根据设备结构而定。⑵IGBT保护电路选择1)电容的选择一般按布线电感磁场能量全部转化为电场能量估算。即得式中—主回路布线电感；—IGBT关断

5、时集电极电流；—缓冲电容量电压稳定值，由IGBT安全工作区确定；—直流电源电压。可由实测确定。这里可按估算。为保证保护可靠，可取稍低于IGBT耐压值为宜，这里取进行计算。取，，得11取、耐压（略大于）。2)缓冲电阻计算要求IGBT关断信号到来之前，将缓冲电容器所积蓄的电荷放完，以关断信号之前放电为条件，其计算公式如下：不能太小，过小会使IGBT开通时的集电极初始电流增大，因此，在满足上式条件下，希望尽可能选取大的电阻值。为开关频率、IGBT最大开关频率为，实际使用在以内，这里取。则有取。吸收电阻功率取，即选用、电阻即可。3)缓冲电路二极管因用于高频电路中，故应选用快速恢复二极管

6、，以保证IGBT导通时很快关断。电流定额可按IGBT通过电流的试选，然后由调试决定。3.2.6反馈电路参数选择①电压反馈总电阻一般取几千欧至几十千欧为宜过小损耗大，过大又会使电压反馈信号内阻加大。故取。考虑一定的功率裕量，可取一个、固定电阻与一个、电位器串联即可满足要求。电位器上分得电压，完全能满足反馈电压的需要。②反馈电路滤波电容的选择11放电时间常数为式中—电压周期，取。因控制电路采用CW494，其锯齿波电压最大值为，故反馈电压最大为，对应电位器电阻应为。则取。因控制电路电源电压为，故取、耐压为。③电流反馈电阻及滤波电容的选择因负载不大，可采用电阻取样。一般采样电阻压降应小

7、于，即小于。取。，取。电流截止反馈电位器及过流继电器保护取样电位器均取、实芯电位器即可。113.3控制电路参数选择控制电路如下图所示。3.3.1振荡器、选择取、、、耐压。3.3.2、、电阻的选择由于CW494内部有两个放大器，其中右边一个不用，为防止干扰信号使该放大器饱和输出，而影响另一放大器工作。可取、11，并使输入端短接接地，反馈电阻取、。3.3.3放大器的参数选择取，。为防止开环，可在2、3脚间再接一个、电阻。3.3.4及选择一般取，IGBT电流定额越大，值越小。IGBT选，取，。一般