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全数字双闭环直流调速系统设计

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…………………………………………………………………………………………………

前　言
直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。
全数字直流调速装置与早先的模拟直流调速装置相比较，全数字直流调速装置具有不可比拟的优越性，最显著的特点是：工作可靠、速度控制精度高，并且不受环境温度等条件的影响、系统还具有参数自整定、故障报警、故障记忆等功能，这样就给用户的使用、维护提供了极大的方便。而且随着技术发展及大批量生产，全数字直流调速装置的价格已经大幅度下降，与模拟直流调速装置相比较已相差无几，所以在短短的几年内全数字直流调速装置几乎取代了模拟直流调速装置。
目前，在直流调速方面IGBT一电动机调速系统已发展得很成熟，但脉冲宽度调制(PWM)直流调速系统与之相比有着许多无可比拟的优点，因而具有相当广阔的发展前景。最后，在这里要指出，由于时间紧迫，故本设计不足之处在所难免，希望各位老师能给予指正。
1　系统方案选择和总体结构设计
1.1　系统方案的选择
1.1.1　系统控制对象的确定
本次设计选用的电动机型号Z2-32型，额定功率1.1KW，额定电压220V，额定电流6.58A,额定转速1000r/min, 励磁电压220V,运转方式连续。
1.1.2　电动机供电方案的选择
变压调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。
......

参考文献
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