可逆直流PWM调速系统设计

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1、可逆直流PWM调速系统设计专业班级：电气自动化09—40（1）班学生姓名：指导教师：完成日期：2011-6-2电气与信息工程系课程设计任务书2011/12学年学期2011年6月2日专业电气自动化班级09-40（1）班课程名称电力电子技术课程设计设计题目可逆直流PWM调速系统指导教师起止时间2011年5月30-6月2周数1周设计地点电力电子实验室设计目的：1.了解并掌握电力电子装置的一般设计方法；2.初步掌握电力电子装置的组装和调试的基本技能；3.提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力；4.进一步掌握电子仪器的使用方法。

2、设计任务或主要技术指标：1.了解直流电机工作的原理；2.学会Protel99se仿真3.掌握PWM控制及调试过程技术指标：直流电动机220V10A；二极管1N91；三极管EF152设计进度与要求：第一天：查找相关资料第二、三、四天：进行仿真、调试PWM控制系统第五天:整理实训报告要求：了解电机工作原理熟练掌握PWM调速系统及分析各部分功能主要参考书及参考资料：《电力电子技术辅助教材》内部教材《电力电子应用技术（第三版）》莫正康主编机械工业出版社2000年《电力电子技术课程设计指导书》李久胜等编哈尔滨工业大学2006年教研室主任（

3、签名）系（部）主任（签名）年月日课程设计评定意见设计题目：可逆直流PWM调速系统学生姓名：专业电气自动化班级09—40（1）班评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2.学生的勤勉态度。3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。摘要本文介绍了一种基于PWM信号，采用H桥对直流电机进行调压调速的驱动电路，利用PWM调节导通时间来改变输出波形的宽度，从而达到调压调速的目的。在这次的电力电子设计中我们小组

4、经过商量讨论后，采用的是二极管的桥式连接和绝缘栅型三极管构成的桥式连接，来调节直流电机可逆，控制宽度调节输出波形的时间，来实现调速，方案制定后我们开始用仿真。我们组经过调式后，满足了可逆和调速。关键词：脉宽调制；H桥驱动电桥；PROTEL仿真；电机原理目录1基本原理11.1直流电机工作原理及基本结构11.1.1直流电机基本工作原理11.1.2直流电机结构22.PWM基本介绍42.1PWM控制调速原理42.2脉宽调制变换器52.3桥式可逆PWM变换器62.4．调试过程9总结与体会11致谢12参考文献13附录A14附录B15可逆直流

5、PWM调速系统1基本原理1.1直流电机工作原理及基本结构1.1.1直流电机基本工作原理在电工课程中，我们已经知道通电导体在磁场中会受到电磁力的作用--电磁力定律。电动机就是应用这个定律工作的。图1.1是直流电动机的原理图。图1.1直流电机原理图电枢绕组通过电刷接到直流电源上，绕组的旋转轴与机械负载相联。电流从电刷A流入电枢绕组，从电刷B流出。电枢电流Ia与磁场相互作用产生电磁力F，其方向可用左手定则判定。这一对电磁力所形成的电磁转矩T，使电动机电枢逆时针方向旋转。如上图a所示。当电枢转到上图b所示位置时，由于换向器的作用，电源电

6、流Ia仍由电刷A流入绕组，由电刷B流出。电磁力和电磁转矩的方向仍然使电动机电枢逆时针方向旋转。电枢转动时，割切磁力线而产生感应电动势，这个电动势(用右手定则判定)的方向与电枢电流Ia和外加电压U的方向总是相反的，称为反电动势Ea。它与发电机的电动势E的作用不同。发电机的电动势是电源电动势，在外电路产生电流。而Ea是反电动势，电源只有克服这个反电动势才能向电动机输入电流。可见，电动机向负载输出机械功率的同时，电源却向电动机输入电功率，电动机起着将电能转换为机械能的作用。发电机和电动机两者的电磁转矩T的作用是不同的。发电机的电磁转矩

7、是阻转矩，它与原动机的驱动转矩T1的方向是相反的。电动机的电磁转矩是驱动转矩，它使电枢转动。电动机的电磁转矩T必须与机械负载转矩T2及空载损耗转矩T0相平衡，即T＝T2十T014可逆直流PWM调速系统。当电动机轴上的机械负载发生变化时，则电动机的转速、反电动势、电流及电磁转矩将自动进行调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。可见，直流电机作发电机运行和作电动机运行时，虽然都产生电动势和电磁转矩，但两者作用截然相反。1.1.2直流电机结构我们讨论电机及其它电器的结构，目的在于了解它们各主要部件的名称、作用、相互组装及动作关系。以利正

8、确选用和使用。电机的结构是由以下几方面的要求来确定的。首先是电磁方面的要求:使电机产生足够的磁场，感应出一定的电动势，通过一定的电流，产生一定的电磁转矩，要有一定的绝缘强度。其次是机械方面的要求：电机能传递一定的转矩，保持机械上的坚固稳定。此外，还要满足冷却的要