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双闭环可逆直流脉宽PWM调

速系统设计

学 院： 机电工程学院 学 号： 专业（方向）年级： 学 生 姓 名：

福建农林大学机电工程学院电气工程系

2011年 1 月 7 日

目录

一. 设计任务书 ......................................................... 1 二．设计说明书 ......................................................... 3 2.1 方案确定 ......................................................... 3 2.1.1 方案选定 ..................................................... 3 2.1.2 桥式可逆PWM变换器工作原理 ................................... 3 2.1.3 系统控制电路图 ............................................... 6 2.1.4 双闭环直流调速系统静态分析 ................................... 6

2.1.5 双闭环直流调速系统稳态结构图 ................................. 7 2.2 硬件结构 ......................................................... 9 2.2.1 主电路 ....................................................... 9 2.2.2 泵升压限制 .................................................. 11 2.3 主电路参数计算及元件选择 ........................................ 12 2.3.1 整流二极管选择 .............................................. 12 2.3.2 绝缘栅双极晶体管选择 ........................................ 12 2.4调节器参数设计和选择 ............................................ 13 2.4.1 电流环的设计 ................................................ 13 2.4.2 转速环的设计 ................................................ 16 2.4.3 反馈单元 .................................................... 18 2.5 系统总电路图 .................................................... 19 三．心得体会 .......................................................... 20

交直流调速课程设计任务书

一、题目

双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计

二、设计目的

1、对先修课程（电力电子学、自动控制原理等）的进一步理解和运用 2、运用《电力拖动控制系统》的理论知识设计出可行的直流调速系统，通过建模、仿真验证理论分析的正确性。也可以制作硬件电路。

3、同时能够加强同学们对一些常用单元电路的设计、常用集成芯片的使用以及对电阻、电容等元件的选择等的工程训练。达到综合提高学生工程设计和动手能力的目的。

三、系统方案的确定

自动控制系统的设计一般要经历从“机械负载的调速性能（动、静）→电机参数→主电路→控制方案”（系统方案的确定）→“系统设计→仿真研究→参数整定→直到理论实现要求→硬件设计→制版、焊接、调试”等过程，其中系统方

案的确定至关重要。为了发挥同学们的主观能动作用，且避免方案及结果雷同，在选定系统方案时，规定外的其他参数由同学自己选定。

1、主电路采用二极管不可控整流，逆变器采用带续流二极管的功率开关管IGBT构成H型双极式控制可逆PWM变换器；

2、速度调节器和电流调节器采用PI调节器；

3、机械负载为反抗性恒转矩负载，系统飞轮矩（含电机及传动机构）4、主电源：可以选择三相交流380V供电；

5、他励直流电动机的参数：见习题集【4-19】（P96）=1000r/min，电枢回路总电阻R=2Ω,电流过载倍数λ=2。

四、设计任务

a）总体方案的确定；

b）主电路原理及波形分析、元件选择、参数计算；

c）系统原理图、稳态结构图、动态结构图、主要硬件结构图； d）控制电路设计、原理分析、主要元件、参数的选择； e）调节器、PWM信号产生电路的设计； f）检测及反馈电路的设计和计算；

五、课程设计报告的要求

1、不准相互抄袭或代做，一经查出，按不及格处理。 2、报告字数：不少于8000字（含图、公式、计算式等）。

3、形式要求：以《福建农林大学本科生课程设计》（工科）的规范化要求撰写。要求文字通顺、字迹工整、公式书写规范、报告书上的图表允许徒手画，但必须清晰、正确且要有图题。

4、必须画出系统总图，总图不准徒手画，电路图应清洁、正确、规范。未进行具体设计的功能块允许用框图表示，且功能块之间的连线允许用标号标注。

六、参考资料

1、电气传动控制系统设计指导 李荣生 机械工业出版社 2004.6