目录
第一章绪论 (2)
第二章直流调速系统的方案设计 (3)
2.1设计技术指标要求 (3)
2.2现行方案的讨论与比较 (3)
2.3选择PWM控制调速系统的理由 (4)
2.4采用转速、电流双闭环的理由 (4)
第三章 PWM控制直流调速系统主电路设计 (5)
3.1主电路结构设计 (5)
3.1.1 PWM变换器介绍 (5)
3.1.2泵升电路 (10)
3.2参数设计 (11)
3.2.1 IGBT管的参数 (11)
3.2.2缓冲电路参数 (11)
3.2.3泵升电路参数 (12)
第四章 PWM控制直流调速系统控制电路设计 (12)
4.1检测环节 (12)
4.1.1电流检测环节 (12)
4.1.2电压检测环节 (16)
4.2调节器的选择与调整 (17)
4.2.1调节器限幅 (17)
4.2.2调节器锁零 (17)
4.3 系统的给定电源、给定积分器 (17)
4.3.1给定电源GS (17)
4.3.2给定积分器 (18)
4.4 触发电路的确定 (18)
4.4.1选用触发电路时须考虑的因素 (18)
4.4.2触发电路同步电压的选取 (19)
第五章课程设计原始数据 (21)
第六章参数计算 (21)
6.1电流调节器的设计 (21)
6.2速度调节器设计 (22)
课程设计总结
参考文献
第一章绪论
在电气时代的今天，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。直流电机是最常见的一种电机，在各领域中得到广泛应用。研究直流电机的控制和测量方法，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。电机调速问题一直是自动化领域比较重要的问题之一。不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求，因此，不同的调速方法有着不同的应用场合。
本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。首先描述了变频器的发展历程，提出了PWM调速方法的优势，指出了未来PWM调速方法的发展前景，点出了研究PWM调速方法的意义。应用于直流电机的调速方式很多，其中以PWM变频调速方式应用最为广泛，而PWM变频器中，H型PWM变频器性能尤为突出，作为本次设计的基础理论，本文将对PWM的理论进行详细论述。在此基础上，本文将做出SG3525单片机控制的H型PWM变频调速系统的整体设计，然后对各个部分分别进行论证，力图在每个组成单元上都达到最好的系统性能。
关键词：直流调速；双闭环；PWM；SG3525；直流电机
第二章 直流调速系统的方案设计
2.1 设计技术指标要求
1.直流电动机：
型号：DJ15
功率：485W
电枢电压：220V
电枢电流：1.2A
额定转数：1600rpm
2.调速范围：1：1200
3.起动时超调量：电流超调量:%5≤i σ；转速超调量: %5≤n σ
2.2 现行方案的讨论与比较
直流电动机的调速方法有三种：
（1）调节电枢供电电压U 。改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢
电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内
无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。a I 变化遇到的时间常数较小，能快速
响应，但是需要大容量可调直流电源。
（2）改变电动机主磁通Φ。改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱
磁通进行调速（简称弱磁调速），从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。
f I 变化时间遇到的时间常数同a I 变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但
所需电源容量小。
（3）改变电枢回路电阻R 。在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，
设备简单，操作方便。但是只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软；
空载时几乎没什么调速作用；还会在调速电阻上消耗大量电能。
改变电阻调速缺点很多，目前很少采用，仅在有些起重机、卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长的传动系统中采用。弱磁调速范围不大，往往是和调压调速配合使用，在额定转速以上作小范围的升速。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主速。
改变电枢电压调速是直流调速系统采用的主要方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有以下三种：
（1）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。
（2）静止可控整流器。用静止的可控整流器，如汞弧整流器和晶闸管整流装置，产生可调的直流电压。
（3）直流斩波器或脉宽调制变换器。用恒定直流电源或不可控整流电源供电，利用直流斩波或脉宽调制的方法产生可调的直流平均电压。
2.3 选择PWM控制系统的理由
脉宽调制器UPW采用美国硅通用公司（Silicon General）的第二代产品SG3525，这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成PWM控制器。由于它简单、可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用。
PWM系统在很多方面具有较大的优越性：
1） PWM调速系统主电路线路简单，需用的功率器件少。
2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
3）低速性能好，稳速精度高，调速范围广，可达到1：10000左右。
4）如果可以与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。
5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。
6）直流电源采用不可控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
变频调速很快为广大电动机用户所接受，成为了一种最受欢迎的调速方法，在一些中小容量的动态高性能系统中更是已经完全取代了其他调速方式。由此可
