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直流脉宽调速系统驱动电源的设计.doc

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留人就是牛人 2018-02-14 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《直流脉宽调速系统驱动电源的设计doc》,可适用于IT/计算机领域,主题内容包含直流脉宽调速系统驱动电源的设计课程名称,生产实习设计题目,直流脉宽调速系统驱动电源的设计院系,班级,设计者,学号,指导教师,设计时间,生产实习任务书符等。

直流脉宽调速系统驱动电源的设计课程名称,生产实习设计题目,直流脉宽调速系统驱动电源的设计院系,班级,设计者,学号,指导教师,设计时间,生产实习任务书姓名:院(系):电气工程专业:班号:任务起至日期:年月日至年月日设计题目:直流脉宽调速系统驱动电源的设计已知技术参数和设计要求:生产实习的主要任务是设计一个直流电动机的脉宽调速(直流PWM)驱动电源。被控直流永磁电动机参数:额定电压V额定电流A额定转速rpm。驱动系统的调速范围:大于:工作量:)主电路的设计器件的选型。包括含整流变压器在内的整流电路设计和H桥可逆斩波电路的设计(要求采用IPM作为DCDC变换的主电路型号为PS)。)PWM控制电路的设计(指以SG为核心的脉宽调节电路)。)IPM接口电路设计(包括上下桥臂元件的开通延迟及上桥臂驱动电源的自举电路)。)DCV控制电源的设计(采用LM系列开关稳压集成电路直接从主电路的直流母线电压经稳压获得)。人组成个设计小组通过合理的分工和协作共同完成上述设计任务。设计的成果应包括:用PROTEL绘制的主电路和控制电路的原理图电路设计过程的详细说明书及焊装和调试通过的控制电路板。工作计划安排:(学时安排为周),第周:周全体开会布置任务组成设计小组(每组人)会后设计工作开始。(详见附录设计指南),第周周答疑审查设计方案发放器件和装焊工具。周,每班天时间到实验室调试已装焊好的电路板并完成相关测试和记录。)其它时间完成设计报告。同组设计者及分工:王燕霞:查询资料熟悉电路图中各芯片的功能和用法。张旷世:按照电路图焊接电路中各元件。焦云飞:帮助焊接电路并负责检查焊接的电路。指导教师签字年月日教研室主任意见:教研室主任签字年月日直流脉宽调速实验报告(任务和意义:生产实习的主要任务是设计一个直流电动机的脉宽调速(直流PWM)驱动电源。纵观运动控制的发展历史交、直流两大电气传动并存于各个应用领域。由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好世纪年代起就开始使用直流调速系统。直流调速系统由最早的旋转变流机组控制发展为用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现调速到现在由大功率开关器件组成的PWM电路实现数字化的调速系统的快速性、可靠性、经济性不断提高应用领域不断扩展。尽管目前对交流系统的研究比较“热门”但是其控制性能在某些方面还达不到直流PWM系统的水平。直流PWM控制技术作为一门新型的控制技术其发展潜力还是相当大的。而且直流PWM技术是电力电子领域广泛采用的各种PWM技术的典型应用和重要基础掌握直流PWM技术对于学习和运用交流变频调速中SPWM技术有很大的帮助和借鉴作用。(设计内容:)主电路的设计器件的选型。包括含整流变压器在内的整流电路设计和H桥可逆斩波电路的设计(要求采用IPM作为DCDC变换的主电路型号为PS)。)PWM控制电路的设计(指以SG为核心的脉宽调节电路)。)IPM接口电路设计(包括上下桥臂元件的开通延迟及上桥臂驱动电源的自举电路)。)DCV控制电源的设计(采用LM系列开关稳压集成电路直接从主电路的直流母线电压经稳压获得)。主电路设计说明(简要概述二极管整流桥把输入的交流电变为直流电。四只功率器件构成H桥根据脉冲占空比的不同在直流电机上可得到或,的直流电压。VdcVVCMACVVV主电路原理图(设计说明)整流部分采用个二极管集成在一起的整流桥模块。)斩波部分H桥不采用分立元件而是选用IPM(智能功率模块)PS来实现。该模块的主电路为三相逆变桥在本设计中只采用其中U、V两相即可。(针对本设计的特点即小功率直流PWM调速在实际工程中一般采用PMOSFET构成H桥本设计中为了让大家了解和掌握IPM的特点和使用方法所以指定采用PS作为主电路))在主电路设计中应根据负载的要求计算出整流部分的交流侧输入电压和电流作为设计整流变压器、选择整流桥和滤波电容的依据。该电路的整流输出电压较低所以在计算变压器副边电压时应考虑在电流到达负载之前整流桥和逆变桥中功率器件的通态压降。)在本实习过程中因为主电路是已经设计好的所以我们只需要了解明白主电路中的各部分电路及芯片的功能然后设计控制电路并将其与主电路相连接。控制电路设计说明简要概述SG的脚输出占空比可调(通过改变脚电压)的脉冲波形(占空比调节范围不小于~)同时频率可通过充放电时间的不同而改变。μS左右的脉冲经过经过RC移相后输出两组互为倒相死区时间为光耦隔离后分别驱动四只功率器件其中V、V驱动信号相同V、V驱动信号相同。控制电路中的所有部分都需要进行设计、焊装和调试因此控制电路是本生产实习中的核心内容。(设计说明)在设计SG外围电路时我们采用该集成芯片的DIP封装形式。脉冲的频率定为KHz(是根据IPM中IGBT的开关速度而确定的)设定频率的电阻可采用电位器以便于调试。由于SG输出的两路脉冲是互补形式在本设计中其输出并联使用(即管脚短接从管脚通过外部上拉电阻输出V、V驱动脉冲利用后续门电路反相后再驱动V、V)以达到,的占空比调整范围。典型应用电路)为防止同一桥臂上下两管在驱动信号翻转时出现瞬时直通现象我们设计了两路驱动信号的开通延时电路。即利用RC移相电路后为每路驱动信号产生μS左右的开通延时。这部分电路中的门电路采用反向器LS移相环节中的R和C的取值应根据μS的延迟时间来计算其中R可采用电位器以便于调试。注:指定移相电路中C的取值为μF。)IPM中集成了功率器件的驱动电路因此在控制电路中不需要设计驱动电路而且为了简化设计隔离环节也取消。IPM模块控制部分的接口信号中除了H桥中个器件的驱动信号外还应提供集成在IPM内部的个器件的驱动电路的供电电源为了简化设计上桥臂两个器件即V和V的驱动电源采用单电源的自举式供电详细设计可参考IPM的设计手册。这样整个模块的控制部分只采用个V电源供电即可而不必采用路独立的电源简化了设计。)应设计一个DCV的控制电源为SG及IPM模块的驱动电路供电。为了减小损耗采用LMT,ADJ系列开关稳压集成电路将主电路的直流母线电压作为输入通过电位器的调节经稳压后获得V的直流电源。控制电路示意图调试结果及讨论调试步骤(全面检测电路板及元器件,确定无短路后,接通电源。(只将控制板的J接口与主电路板相连J和J均不连接。再将LMT插在电路板的对应插座上。在模拟盒上断开S开关闭合S开关控制板将通过J接口获得直流母线电压。然后调节稳压电路中的电位器使用示波器观察控制电路输出电压PWMOUT的变化情况其正确波形应为一个矩形波。(接下来调试脉宽调制信号发生电路。首先将SG插在电路板的对应插座上。在模拟盒上断开S开关闭合S开关给控制板上电。然后调节相应电位器获得频率为KHz占空比可在,之间调节的脉宽调制信号。(测试IPM中上桥臂驱动电源的自举电路。将控制板的J和J接口与主电路板相连。在模拟盒上断开S开关闭合S开关给控制板上电。测量通过自举电路提供的上桥臂驱动电源是否正常。上述单元电路均调试通过后在模拟盒上断开S开关闭合S开关给控制板上电。将驱动信号的占空比调整到,附近。闭合S开关接通H桥的直流电源测试电机的端电压判断是否与设想的情况复合。若一切正常则调节占空比使电机运转起来并能够调速和反转。直流电机ACV变压器调试盒主电路控制电路调试系统的组成调试感想及讨论我们在调试过程中曾遇到各种各样的问题并烧坏了一个保险丝一个芯片和一导线插头。调试的过程很复杂也容易让人烦躁总之是一个非常需要细心和耐心的工作。附录主电路图和控制电路图AJJJJJPSPDVUFSVUFBACVACINUDCUVWINVPSWDCDrawnBy:MyDesignMyDesignddbUPRUDCPP电路图WVVFSCVVFBuUVPVPSWDIP脉宽调速课程设计VWFSVVWFBCINPWMCINCFOFOCFOVPFO直流WPWZVNOVUNWNJVNUDCNNWNZFOPINVCFOVNDDCINVNCZVNVUNZVWPPJPZPVVPUJPZVUUPVJPCCZDVCVVUFBJuVUFSJINVUFB'UNWJPCCONTROLUPVNuVVFSWNWJJVNVNCDVVFB'FOVVFBVPCFOCJJVWFSCINUDCNJPNJPuPINPINUDCPBootstrapINVWFB'DVNCBRRMWPVNVN'N'NJJKWKWFVPWUDCPINPUVWECDCDCVDINNUVWVuuAVVWFBPUVWPINPINJJDDAAVPVUDCNPWMGENINLEDLEDDCmotorPWMspeedregulatedcircuitJJPINNUVWBBVPUPINPINJRWPINZVCuVWFBVWFSZACVCuTitleAAVVFBVVFSSizeNumberRevisionADate:FebSheetofSFile:D:tempSWJVUFBVUFSSPINSWDCMotorWVACV,AASJSWPINJPINZVCuINOSCOUTINOUTAOSCSYNCOUTBSDVREFVINDISCRTCOMPNSOFTSTARTCTDrawnBy:MyDesignMyDesignddb电路图脉宽调速课程设计PWM直流PWMGeneratorandDCPowerSourceJPVCNGNDDDPUDCKULVVuHEDEuVINuVPCSGAN()CKuuNCOMCCPDRVVUFB'KINEuvVUFSDRVVFB'INBBEuvVVFSJJVUFSUNVUFB'VNOUTAUPVVFSVVFB'OUTBVPCOMVNCVVN'RKNUVWPUVWPWMOUTUGNDPLMTADJ()TitleKAAVCCINFBOUTONOFFSizeNumberRevisionARDate:FebSheetofKFile:D:tempf=KHzDUAUBUCINPWMOUTOUTACTd=usSNLSSNLSSNLSuDUFUEUDINPOUTBKCSNLSSNLSSNLSu

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