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全数字双闭环直流调速系统设计
页数 49 字数 22633
摘 　　 要
近年来由于微型机的快速发展，国外交直流系统数字化已经达到实用阶段。由于以微处理器为核心的数字控制系统硬件电路的标准化程度高，制作成本低，且不受器件温度漂移的影响。其控制软件能够进行逻辑判断和复杂运算，可以实现不同于一般线性调节的最优化、自适应、非线性、智能化等控制规律。所以微机数字控制系统在各个方面的性能都远远优于模拟控制系统且应用越来越广泛。
本文介绍了一种基于单片机控制的PWM直流调速系统。特点是用单片机取代模拟触发器、电流调节器、速度调节器及逻辑切换等硬件设备。结果表明，本数字化直流调速系统实现了电流和转速双闭环的恒速调节，并具有结构简单，控制精度高，成本低，易推广等特点，而且各项性能指标优于模拟直流调速系统，从而能够实际的应用到生产生活中，满足现代化生产的需要。
目 录
摘 要……………………………………………………………………………………………… Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………………………… Ⅱ
前　言…………………………………………………………………………………………………1
1 系统方案选择和总体结构设计………………………………………………………… 2
1.1系统方案的选择 ………………………………………………………………………2
1.2总体结构设计……………………………………………………………………………4
２ 主电路设计…………………………………………………………………………………… 6
2.1整流电路及PWM系统原理图………………………………………………… 6
2.2整流变压器的设计……………………………………………………………………7
2.3整流电路的设计………………………………………………………………………8
2.4滤波电路的设计………………………………………………………………………8
2.5直流斩波、脉宽调制电路的设计…………………………………………… 9
2.6平波电抗器的设计…………………………………………………………………10
3 控制电路设计…………………………………………………………………………………10
3.1 PWM系统调速原理………………………………………………………………10
3.2 单片机控制原理……………………………………………………………………11
3.3 单片机系统设计……………………………………………………………………12
4 驱动电路与保护电路的设计……………………………………………………………16
4.1 IGBT的栅极特性………………………………………………………………… 16
4.2 栅极串联电阻及栅极驱动波形的上升、下降速率……………………18
4.3 IGBT的驱动电路………………………………………………………………… 19
4.4 IGBT的过电流保护………………………………………………………………20
4.5 IGBT的软降栅压及软关断驱动保护电路………………………………23
4.6 IGBT的开关过程中的过电压…………………………………………………24
4.7 IGBT的关断缓冲吸收电路……………………………………………………25
5 调节器的设计…………………………………………………………………………………29
5.1 对象的数学模型 …………………………………………………………………… 29
5.2 电流调节器的设计及采样周期的选择 …………………………………… 30
5.3 转速调节器的设计及采样周期的选择 …………………………………… 34
总结………………………………………………………………………………………………… 42
参考文献……………………………………………………………………………………………44
致谢………………………………………………………………………………………………… 45
参考文献
[1]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，2003。
[2]徐维祥.单片机原理及应用[M].大连：大连理工大学出版社，1996。
[3]王兆安.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2003。
[4]何立民.单片机应用文集[M].北京：北京航空航天大学出版社，1991。