50 第3章 直流脉宽调速实验原理
一 适用于直流脉宽调速控制电路的IC芯片
一．SG3525A脉宽调制器控制电路简介
SG3525A系列脉宽调制器控制电路可以改进为各种类型的开关电源的控制性能和使用较少的外部零件。在芯片上的5.1V基准电压调定在±1％，误差放大器有一个输入共模电压范围。它包括基准电压，这样就不需要外接的分压电阻器了。一个到振荡器的同步输入可以使多个单元成为从电路或一个单元和外部系统时钟同步。在CT和放电脚之间用单个电阻器连接即可对死区时间进行大范围的编程。在这些器件内部还有软起动电路，它只需要一个外部的定时电容器。一只断路脚同时控制软起动电路和输出级。只要用脉冲关断，通过PWM（脉宽调制）锁存器瞬时切断和具有较长关断命令的软起动再循环。当VCC低于标称值时欠电压锁定禁止输出和改变软起动电容器。输出级是推挽式的可以提供超过200mA的源和漏电流。SG3525A系列的NOR（或非）逻辑在断开状态时输出为低。
²工作范围为8.0V到35V
²5.1V±1.0％调定的基准电压
²100Hz到400KHz振荡器频率
²分立的振荡器同步脚
二．SG3525A内部结构和工作特性
（1）基准电压调整器
基准电压调整器是输出为5.1V，50mA，有短路电流保护的电压调整器。它供电给所有内部电路，同时又可作为外部基准参考电压。若输入电压低于6V时，可把15、16脚短接，这时5V电压调整器不起作用。
（2）振荡器
3525A的振荡器，除CT、RT端外，增加了放电7、同步端3。RT阻值决定了内部恒流值对CT充电，CT的放电则由5、7端之间外接的电阻值RD决定。把充电和放电回路分开，有利于通过RD来调节死区的时间，因此是重大改进。这时3525A的振荡频率可表为：
)R3R7.0(C1fDTTS （3.1）
在3525A中增加了同步端3专为外同步用，为多个3525A的联用提供了方便。同步脉冲的频率应比振荡频率fS要低一些。 51
《电力拖动自动控制系统》课程综述
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电力拖动自动控制系统
电力拖动自动控制系统简介
电力拖动自动控制系统包括：直流调速系统和交流调速系统。直流调速系统包括：直流调速方法、直流调速电源和直流调速控制。交流调速系统包括：交流调速系统的主要类型、交流变压调速系统、交流变频调速系统、绕线转子异步电机双馈调速系统——转差功率馈送型调速系统和同步电动机变压变频调速系统。
电力拖动自动控制系统课程内容介绍
第一篇 直流调速系统
闭环反馈直流调速系统
1.1 直流调速系统用的可控直流电源
根据前面分析，调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。
常用的可控直流电源有以下三种:旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。
1.2 晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题
本节讨论V-M系统的几个主要问题：（1）触发脉冲相位控制；（2）电流脉动及其波形的连续与断续；（3）抑制电流脉动的措施；（4）晶闸管-电动机系统的机械特性；（5）晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数。
1.3 直流脉宽调速系统的主要问题
自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制（PWM）的高频开关控制方式形成的脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，即直流PWM调速系统。（1）PWM变换器的工作状态和波形；（2）直流PWM调速系统的机械特性；（3）PWM控制与变换器的数学模型；（4）电能回馈与泵升电压的限制。
1.4 反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计
本节提要:转速控制的要求和调速指标；开环调速系统及其存在的问题；闭环调速系统的组成及其静特性；开环系统特性和闭环系统特性的关系；反馈控制规律；限流保护——电流截止负反馈
２ 现代驱动与控嗣
双闭环可逆直流脉宽调速系统设计
李萍厉红朱涛
北京信息科技大学（１００１９２）
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＤＣ ＰＷＭ Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｄｏｕｂｌｅ Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐｓ
ＬＩＰｉｎｇ ＬＩＨｏｎｇ ＺＨＵ Ｔａｏ Ｂｅｉｊ ｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
摘要：利用Ｈ桥式电路结构，采用脉宽调制技术， 实现直流电动机四象限可逆运行。为提高系统的调速精 度和可靠性，采用转速、电流双闭环ＰＩ控制器，并设计了 带死区的ＰＷＭ脉冲发生电路、检测与保护电路以及Ｈ桥 主电路。经空载和带载测试，证明了系统的动、静态性能 指标能够满足直流电机在工业现场的应用。 关键词：直流脉宽调速双闭环直流电动机 电 路设计 中图分类号：ＴＭ３０６文献标识码：Ａ ＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎｌ００６－２８０７．２０１３．０４．００６ Ａｂｓｔｒａｃｔ：４－・ｑｕｒｄｒａｎｔ ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ－－ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ） ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｗａｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｈ－ Ｂｒｉｄｇｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｐｕｌｓｅ—ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｏｕｂｌｅ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ＰＷＭ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｄｅａｄ ｂａｎｄ，ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｈ—Ｂｒｉｄｇｅ ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ａｆｔｅｒ ｂｅｉｎｇ ｔｅｓｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｎｏ—ｌｏａｄ ａｎｄ ｆｕｌｌ—ｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｆｏｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣ ＰＷＭ ｓｐｅｅｄ－ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｄｏｕｂｌｅ ｃｌｏｓｅｄ ｒｉｎｇｓ ＤＣ ｍｏｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｅｓｉｇｎ
馨 曼
直流脉宽调速驱动系统的研究
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｔｈｅ ＤＣ ＰＷＭ ｓｖｅｅｄ ＲｅｇｕｌａｔｉｎｇＤｒｉｖｅｒ
张玉芝（潍坊学院，山东潍坊２６１０６１） ｚｌｌ∞ｇＹｌｕ一血（Ｗｅｉｆａｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉＤ＇，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｗｅｉｆａｎｇ ２６１０６１）
摘要：直流脉宽调速系统通过改变ＰＷＭ的占空比来实现对直流电动机的调速，系统包括控制电路、驱动电 路、主电路和保护电路的设计。驱动电路由分立元件组成，电路结构简单，保护功能由单片机实现后，本电路不需 要保护，所以系统的组成简单，造价低。主电路采用的是Ｈ桥双极性电路，使得电动机可以实现正反转。保护电 路的保护功能是把输出的电压值或电流值与给定值比较后，如果有故障向单片机发出中断申请，ＣＰＵ响应中断 后数据读入，由单片机通过软件处理完成，这种方法单片机无需进行变换时间的管理，ＣＰＵ效率高。 关键词：直流调速；数字控制；Ｈ桥双极性电路；占空比 中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—０１０７（２００８）０７—００２８—０３ Ａｂｓｔｒａｏｔ：Ｔｈｅ ｔｏｐｉｃ ｄｅｓｉｇｎｓ ｔｈｅ ＤＣ ＰＷＭ Ｓｐｅｅｄ Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ Ｄｒｉｖｅｒ Ｉｔ ｃａｎ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｔｈｅ ＤＣ ｍｏｔｏｒ’ｓ ｓｐｅｅｄ ｂｙ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｄｕｔｙ ｒａｄｉｏ ｏｆ ＰＷＭ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏ０ｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ．ｄｒｉｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ Ｔｈｅ ＰＷＭ ｓｉｇｎａｌ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉ ｒｃｕｉｔ ｉｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＭＣＵ ＡＴ８９Ｃ５１ ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ．ｓｏ ｉｔ ｍａｋｅｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｍｏｔｏｒ ｒｕｎ ａｔ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ．ｂｕｔ ｏｔｈｅｒ ｇｏｖｅｒｎｏｒｓ ｃａｎ ｔ ｒｅａｌｉｚｅ ｉｔ Ｄｉｖｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｂｙ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｎｅｅｄｎ’ｔ ｂｅ ｐｒｏｔｅｃｔ ａｆｔｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ＭＣＵ ＳＯ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ’Ｓ ｃｏｍｐｏｓｉｎｇ ｉｓ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｉｓ ｌｏｗ ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣ Ｍｏｔｏｒ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｔｒｏ１．Ｈ—ｂｒｉｄｇｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｄｕｔｙ Ｒａｄｉｏ ｏｆ ＰＷＭ ＣＬＣ ｎｕｍｂｅｒ：ＴＰ２７３ Ｄｏｃｕｍ￣ｔ ｃｏｄｅ：Ａ Ａｒｔｉｃｌｅ ＩＤ：１Ｏ０３－０１０７（２００８）０７—００２８—０３
