pwm控制技术直流电动机调速系统的设计.doc
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pwm控制技术直流电动机调速系统的设计,摘 要在电力拖动系统中，调节电压的直流调速是应用最广泛的一种调速方法，除了利用晶闸管整流器获得可调直流电压外，还可利用其它电力电子元件的可控性，采用脉宽调制技术，直接将恒定的直流电压调制成极性可变，大小可调的直流电压，用以实现直流电动机电枢两端电压的平滑调节，构成直流脉宽调速系统，随着电力电子器件的迅速发展，采用门极可...
内容介绍
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摘 要
在电力拖动系统中，调节电压的直流调速是应用最广泛的一种调速方法，除了利用晶闸管整流器获得可调直流电压外，还可利用其它电力电子元件的可控性，采用脉宽调制技术，直接将恒定的直流电压调制成极性可变，大小可调的直流电压，用以实现直流电动机电枢两端电压的平滑调节，构成直流脉宽调速系统，随着电力电子器件的迅速发展，采用门极可关断晶体管GTO、全控电力晶体管GTR、P-MOSFET、绝缘栅晶体管IGBT等一些大功率全控型器件组成的晶体管脉冲调宽型开关放大器（Pulse Width Modulated）,已逐步发展成熟，用途越来越广。本文主要讨论了直流调速系统的基本概念，在此基础上系统地介绍了转速负反馈单闭环调速系统，转速电流负反馈双闭环调速系统的组成，工作原理，脉宽调速系统的原理和控制方法，介绍了直流脉宽调速系统的控制电路和系统构成。最后应用MATLAB的Simulink，采用面向电气原理结构图的仿真技术，对直流脉宽调速系统进行了仿真分析。
关键词：调速，PWM控制，直流电动机，仿真
目录
第一章 引言 1
1.1 直流调速系统简介 1
1.2 PWM直流调速的研究背景和发展状况 1
1.3 本设计的主要内容 2
第二章 直流电机调速系统 3
2.1 直流电机调速系统的概述 3
2.1.1 旋转变流机组直流电机调速系统 3
2.1.2 静止式可控整流器调速系统 3
2.1.3 直流斩波器或脉宽调速 4
2.2电机基本调速方法 5
2.2.1 电枢串电阻调速 5
2.2.2 弱磁调速 5
2.2.3 调压调速 6
2.3 转速控制的要求和调速指标 6
2.4 闭环调速系统 7
2.4.1 单闭环调速系统 7
2.4.2 转速电流双闭环调速系统 10
第三章 调速系统的直流脉宽调制 17
3.1 PWM控制技术 17
3.1.1 模拟式PWM控制 17
3.1.2 数字式PWM控制 18
3.2 PWM变换器 19
3.2.1 简单的不可逆PWM变换器 19
3.2.2 制动不可逆PWM变换器 20
3.2.3 H型双极式PWM变换器 22
第四章 PWM直流电动机调速系统的设计 24
4.1 PWM-M直流调速系统的控制电路 24
4.2 系统设计方案的选择 25
4.2.1 主电路供电方案选择 25
4.2.2 主电路形式的选择 27
4.2.3 控制电路方案的选择 28
4.3 直流脉宽调速系统的MATLAB仿真 29
4.3.1 引言 29
4.3.2 双闭环控制的脉宽调速系统的仿真模型 30
4.3.3 系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析 33
总 结 36
参考文献 37
致 谢 38
附 录 39
在电力拖动系统中，调节电压的直流调速是应用最广泛的一种调速方法，除了利用晶闸管整流器获得可调直流电压外，还可利用其它电力电子元件的可控性，采用脉宽调制技术，直接将恒定的直流电压调制成极性可变，大小可调的直流电压，用以实现直流电动机电枢两端电压的平滑调节，构成直流脉宽调速系统，随着电力电子器件的迅速发展，采用门极可关断晶体管GTO、全控电力晶体管GTR、P-MOSFET、绝缘栅晶体管IGBT等一些大功率全控型器件组成的晶体管脉冲调宽型开关放大器（Pulse Width Modulated）,已逐步发展成熟，用途越来越广。本文主要讨论了直流调速系统的基本概念，在此基础上系统地介绍了转速负反馈单闭环调速系统，转速电流负反馈双闭环调速系统的组成，工作原理，脉宽调速系统的原理和控制方法，介绍了直流脉宽调速系统的控制电路和系统构成。最后应用MATLAB的Simulink，采用面向电气原理结构图的仿真技术，对直流脉宽调速系统进行了仿真分析。
关键词：调速，PWM控制，直流电动机，仿真
目录
第一章 引言 1
1.1 直流调速系统简介 1
1.2 PWM直流调速的研究背景和发展状况 1
1.3 本设计的主要内容 2
第二章 直流电机调速系统 3
2.1 直流电机调速系统的概述 3
2.1.1 旋转变流机组直流电机调速系统 3
2.1.2 静止式可控整流器调速系统 3
2.1.3 直流斩波器或脉宽调速 4
2.2电机基本调速方法 5
2.2.1 电枢串电阻调速 5
2.2.2 弱磁调速 5
2.2.3 调压调速 6
2.3 转速控制的要求和调速指标 6
2.4 闭环调速系统 7
2.4.1 单闭环调速系统 7
2.4.2 转速电流双闭环调速系统 10
第三章 调速系统的直流脉宽调制 17
3.1 PWM控制技术 17
3.1.1 模拟式PWM控制 17
3.1.2 数字式PWM控制 18
3.2 PWM变换器 19
3.2.1 简单的不可逆PWM变换器 19
3.2.2 制动不可逆PWM变换器 20
3.2.3 H型双极式PWM变换器 22
第四章 PWM直流电动机调速系统的设计 24
4.1 PWM-M直流调速系统的控制电路 24
4.2 系统设计方案的选择 25
4.2.1 主电路供电方案选择 25
4.2.2 主电路形式的选择 27
4.2.3 控制电路方案的选择 28
4.3 直流脉宽调速系统的MATLAB仿真 29
4.3.1 引言 29
4.3.2 双闭环控制的脉宽调速系统的仿真模型 30
4.3.3 系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析 33
总 结 36
参考文献 37
致 谢 38
附 录 39
