机械论文

直流双极型可逆PWM系统的实现

摘 要：综合运用了PI控制器，PWM控制器等 现代 工业 控制常用的控制部件及相关设计方法。主要介绍了直流电动机PWM控制系统原理，设计了调速系统，分析了直流脉宽调速系统的机械特性，最后建立了PWM控制与变换器的数学模型。

关键词：调速；直流电动机；PWM控制；PI控制器

目录

第一章 绪论...............................................3 （一）直流电动机PWM控制系统.............................3

（二）H型双极性可逆PWM驱动系统控制原理.................3 （三）本文研究的主要内容、目标..............................4 第二章 基本情况介绍.......................................5

（一）工厂情况介绍....................................5 （二）本人工厂主要实践情况介绍........................5 第三章 质量检查的研究.....................................6

（一）问题的提出......................................6

质量检验与检查的内容、方法与目标..................6 （二）问题的分析......................................6

1.质量控制计划的拟定.....................................6

2. 直流双极型可逆PWM系统的生产过程、工艺流程..........7 3.质量检查标准、规程.....................................7 4.资料储备的相关事宜....................................14 （三）问题的总结......................................16 直流电动机PWM控制系统生产中出现的问题及解决方法....16 结论.....................................................17 参考文献.................................................18 致谢.....................................................19

第一章 绪论

（一）直流电动机PWM控制系统

1.1直流电动机PWM控制系统原理。PWM控制技术一直是变频

技术的核心技术之一。它通过分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。

直流电动机PWM控制系统有可逆和不可逆系统之分。可逆系

统是指电动机可以正反两个方向旋转；不可逆系统是指电动机只能单方向旋转。对于可逆系统，又可分为单极性驱动和双极性驱动两种方式[1]。这里只研究双极性驱动。 （二）H型双极性可逆PWM驱动系统控制原理

“H”型是双极性驱动电路的一种，也称为桥式电路。如图1所示。其电路是由四个开关管和四个续流二极管组成，单电源供电。四个开关管分为两组，V1和V4为一组，V2和V3为另一组。同一组的开关管同步导通或关断，不同组的开关管的导通与关断正好相反。

在每个PWM周期里，当控制信号Vi1高电平时，开关管V1

和V4导通，此时Vi2为低电平，因此V2和V3截止。电枢绕组承受从A到B的正向电压；当控制信号Vi1为低电平时，开关管V1和V4截止，此时Vi2为高电平，因此V2和V3导通，电枢绕组承受从B到A的反向电压，这就是所谓的“双极”。

由于在一个PWM周期里电枢电压经历了正反两次变化，因此

其平均电压U0可以用下式决定：

U0=（■-■）US=（2■-1）US=（2a-1）US（1）

（三）本文研究的主要内容、目标

可见，双极性可逆PWM驱动时，电枢绕组所承受的平均电压取决于占空比α大小。当α=0时，U0=-US，电动机反转，且转速最大；当α=1时，U0=US，电动机正转，转速最大；当 时，α=1/2时U0=0，电动机不转，但电枢绕组中仍然有交变电流流动，使电动机产生高频振荡，这种振荡有利于克服电动机负载的静摩擦，提高动态性能。