晶闸管直流电动机调速系统设计(编辑修改稿)

晶闸管直流电动机调速系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

导通， T T4 关断，调控 T3，电动机可以运行在反向电动状态； T2 导通，T T3关断，调控 T4，电动机可以运行在反向制动状态。 武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书 6 3 控制电路的设计与分析 控制电路（如图 31）主要环节是：触发电路、电压电流检测单元、 驱动电路、检测与故障保护电路。 主电路电力电子开关器件要采用 IGBT，并且系统具有完善的保护。 图 31 控制电路 触发电路的设计与分析 锯齿波同步移相触发电路由同步检测，锯齿波形成，移相控制，脉冲形成，脉冲放大等环节组成。 脉宽调制（ PWM）控制的设计与分析 根据 IGBT 的特点，本设计用脉宽调制（ PWM）控制方式对开关管的占空比进行控制。 采用的芯片是 脉宽调制器 SG3525。 要改变输出脉冲 PWM的占空比， 只要改变调制信号 Ur的电压大小即可实现。 SG3525 的引脚 及其内部框图如图 32 所示。 武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书 7 图 32 SG3523 引脚图 它主要由基准电压调整器、震荡器、误差放大器、比较器、锁存器、欠压锁定电路、闭锁控制电路、软启动电路、输出电路构成。 欠压锁定功能 基准电压调整器受 15端的外加直流电压 Vc 的影响，当 Vc 低于 7V 或严重欠压时，基准电压调整器的精度值就得不到保证，由于设置了欠压锁定电路，当出现欠电压时，欠电压锁定功能使 A 端线由低电压上升为逻辑高电平经过或非门输出转化为 P1=P2=0 ,SG3525的 13 脚输出电平，功率驱动电路 输出至功率场效应管控制脉冲消失，逆变器无电压输出。 系统的故障关闭功能 为便于从主回路受检测到的故障信号，集成控制器内部 T3 晶体管基极经一电阻连接10引脚。 过流保护环节检测到的故障信号使 10 脚为高电平，由于 T3基极与 A端线相连，故障信号产生的关闭过程与欠电压锁定过程类似。 在电路中，过流保护环节还输出一个信号到与门的输入端，当出现过流信号时，检测环节输出一低电平信号到与门的输入端，使脉冲消失，与 SG3525 的故障关闭功能一起构成双重保护。 软起动功能 软起动功能的实现主要由晶体管 T3和外接 电容 C3及锁存器来实现的。 当出现欠压或者有过流故障时， A端线高电平传到 T3 晶体管基极， T3导通为 8引脚外接电容 C3 提供放 武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书 8 电的途径， C3 经 T3 放电到零电压后，限制了比较器的 PWM′脉冲电压输出，该电压上升为恒定的逻辑高电平， PWM′高电平经 PWM 锁存器输出至 D 端线仍为恒定的逻辑高电平，C3电容重新充电之前， D端线的高电平不会发生变化，封锁输出。 当故障消除后， A端线恢复为低电压正常值， T3 截止， C3 电容由 50μ A 电流源缓慢充电， C3 充电对 PWM′和 D端线脉冲宽度产生影响，同时对 P1和 P2输出脉冲产生影响，其结 果是使 P1 和 P2 脉冲由窄缓慢变宽，只有 C3 充电结束后， P1 和 P2 的脉冲宽度才不受 C3 充电的影响。 这种软启动方式，可使系统主回路电机及功率场效应管避免承受过大的冲击浪涌电流。 波形的产生及控制方式分析 锯齿波作为载波信号 Ut，调制信号由 9 脚输入，此图中，调制信号由可调电位器 RP上的电压信号 Ur′和外加的给定信号 Ug叠加而成， RP上的电压信号用于确定脉宽调制波的初始占空比， Ug 可正可负，用于控制逆变器输出电压的大小和极性， Ug 也可以由摸拟或数字调节器的输出来控制，构成闭环自动控制系统。 集成控制器 SG3525 的输出侧采用推拉式电路，可使关断速度加快。 11脚、 14 脚与 12脚连接。 PWM 脉冲由 13 脚输出，这样能够保证 13脚的输出与锁存器的输出一致。 锯齿波与调制波的交点比较功能由比较器完成， Ut〉 Ur时，比较器输出的 PWM′波形由逻辑低电平变为高电平， Ut〈 Ur 时，比较器输出的 PWM′波形由逻辑高电平变为低电平。 为保证 PWM′波宽不至于太窄，用 PWM 锁存器锁存高电平值，并在 CP脉冲下跳时对锁存器清零，以进行下一个比较点的锁存。 延时、驱动电路的设计 在可逆变换器中，跨接在电源 Us 两端的上、下两个功 率场效应管经常交替工。