不可逆直流PWM数字调速系统设计 【毕业设计+开题报告+文献综述】

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1、本科毕业设计文献综述电气工程及其自动化不可逆直流PWM数字调速系统设计一、前言生产中要求机械在不同情况下以不同的速度工作，这就需要对电机的速度进行快速精确的调节。直流电动机调速具有良好的起动、制动性能，由于其范围宽、精度高、易控制等优点，在许多需要调速或快速蒸饭箱的电力拖动领域中得到了广泛的应用，因此长期以来再生产机械中占领主要地位。特别是在调速系统采用了微机实现数字化控制后，整个调速系统可以实现全数字化、结构简单、可靠性提高、操作维护方便、可使电机稳态运行时的稳速精度达到较高水平。本次设计中采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，即脉宽调

2、制变换器-直流电机调速系统，简冲直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统。该系统在很多方面具有较大的优越性：（1）主电路简单，需要的电力电子器件少；（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小；（3）低速性能好，温宿精度高，调速范围宽，可达1:10000左右；（4）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；（5）电力电子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；（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。二、主题（一）直流调速系统17

3、按拖动电动机的类型来分，自动调速系统有直流调速系统和交流调速系统两大类。直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，易于在大范围内平滑调速，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起制动和反转，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，所以，直流调速系统至今仍是自动调速系统的主要形式，他被广泛的应用于金威切削机床、大型起重机、矿井卷扬机等诸多领域。直流电动机的转速调节主要有三种方法：调节电枢供电的电压、减弱励磁磁通和改变电枢回路电阻。针对三种调速方法，都有各自的特点，也存在一定的缺陷。例如改变电枢回路电阻调速只能

4、实现有级调速，减弱磁通虽然能够平滑调速，但这种方法的调速范围不大，一般都是配合变压调速使用。所以，在直流调速系统中，都是以变压调速为主。在直流调速系统中，有旋转变流机组供电的直流调速系统、磁放大器调速系统和可控硅整流装置供电的直流调速系统。直流电动机引用跳崖调速可以获得良好的调速性能，调节电枢电压首先要解决的是可控直流电源。包括晶闸管整流器-电动机系统、直流PWM变换器-电动机系统。可控直流电源中，V-M系统在上世纪60—70年代得到广泛应用，目前主要用于大容量系统。直流PWM调速系统作为一种新技术，发展迅速，应用日益广泛，特别在中、小

5、容量的系统中，已取代V-M系统成为主要的直流调速方式。（二）直流PWM变换器-电动机系统PWM（PulseWidthModulation）控制就是对排重的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。脉宽调制是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量。PWM具有很强的抗噪性，且有节约空间、比较经济等特点。模拟控制电路有以下缺陷:模拟电路容易随时间漂移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。而在用了PWM技术后，避免了以上的缺陷，实现

6、了用数字方式来控制模拟信号，可以大幅度降低成本和功耗。17PWM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，以调节电动机转速。它的优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。从模拟信号转向PWM可以极

7、大地延长通信距离。在接收端，通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。总之，PWM既经济、节约空间、抗噪性能强，是一种值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术。PWM控制技术是在电力电子领域有着广泛的应用，并对电力电子技术产生了十分深远影响的一项技术。PWM控制技术在晶闸管时代就已经产生，但为了使晶闸管通断要付出很大的代价，因而难以得到广泛的应用。以IGBT、电力MOSFET等为代表的全控型期间的不断完善给PWM控制技术提供了强大的物质基础，推动了这项技术的迅猛发展，使它运用到交-直、直-直、交-交、直-交

8、所有四大类变流电路中。（三）双闭环调速系统闭环孔氏系统是反馈控制系统，其控制装置与被控对象之间既有顺向作用，又有反向联系，他将被控对象输出量送回到输入端，与给定输入量比较，而形成偏差信号，将偏差信号作用到控