直流调速系统和交流调速系统课程设计1 - 图文 下载本文

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(ModulationWave ),而受它调制的信号称为载波(Carrier Wave )。在SPWM中常用等腰三角波作为载波,因为等腰三角波是上下宽度线性对称变化的波形,当它与任何一个光滑的曲线相交时,在交点的时刻控制开关器件的通断,即可得到一组等幅而脉冲宽度正比于该曲线函数值的矩形脉冲,这正是SPWM所需要的结果。

图2.3.4是SPWM变频器的主电路,图中VTl~VT6是逆变器的六个功率开关器件(在这里画的是IGBT),各由一个续流二极管反并联,整个逆变器由恒值直流电压U供电。图2-5是它的控制电路,一组三相对称的正弦参考电压信号由参

应在所要求的输出频率范围内可调。参考信号的幅值也可在一定范围内变化,决定输出电压的大小。三角载波信号UC是共用的,分别与每相参考电压比较后,给出“正”或“零”的饱和输出,产生SPWM脉冲序列波

Uda,Udb,Udc 作为逆变器功率开关器件的驱动控制信号。

2.3.4主电路

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当UrUuUN'??Ud/2时,给V4导通信号,给V1关断信号

V1(V4)加导通信号时,可能是V1(V4)导通,也可能是

uUN'??Ud/2给

VD1(VD4)导通。

Ud和uWN'的PWM波形只有±Ud/2两种电平。

当urU>uc时,

u给V1导通信号,给V4关断信号,UN'得出,当1和6通时,4和6通时,

uUV波形可由uUN'?uVN'??Ud/2。

uUV=Ud,当3和4通时,uUV=-Ud,当1和3或

uUV=0。输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成负载相电

压PWM波由(±2/3) Ud、(±1/3) Ud和0共5种电平组成。

防直通的死区时间同一相上下两臂的驱动信号互补,为防止上下臂直通而造成短路,留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。死区时间的长短主要由开关器件的关断时间决定。死区时间会给输出的PWM波带来影响,使其稍稍偏离正弦波。

2.4 脉冲触发器介绍

1.触发器的工作原理

触发器的工作原理可由下列方框图表示。

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当电源接通后,在整流或升压元件作用下使储能元件(电容)通过一定的时间充电而存贮相当的电能,然后由受控制元件触发使储能元件上的积存能量通过震荡或升压元件瞬时转变为高频脉冲释放,从而使灯启动、点燃。

2.触发器的主要性能 1、启动性能:触发器应能在额定电源电压的92%时,在不大于5S的时间内,将与之配套的灯正常启动。

2、脉冲幅度:在规定电压下,正向(负向)脉冲波形上的第一个峰(主峰)的幅值,应符合产品标准规定。如钠灯35W~100W应为:2.5~4.0kV;150W~400W应为:2.5~4.5 kV;1000W应为:4~6 kV。

3、脉冲宽度:在规定电压下,正向(负向)脉冲波形主峰上按规定幅值处的脉冲持续时间。其宽度不小于1μS。 4、脉冲电角度:脉冲波形发生在规定电源电压每一周期上所处位置的角度。应在60~90°、240~270°。

5、开启脉冲电源电压:能够使触发器产生脉冲波形的最低电源电压 6、关闭脉冲电源电压:能使触发器输出脉冲消失的最高电源电压。关闭脉冲电源电压应低于开启脉冲电源电压下限-5V,这样就避免了灯正常燃点后触发器仍在继续工作。

7、触发距离:当触发器与光源相距一段长度(如5米以上)的情况之下,就应充分考虑触发器至光源那段平行线间的等效电容所引起的能量损耗的问题。在业内,有“短”、“中”、“长”的触发距离之分或以一定距离所使用的特定导线的等效电容量(微微法拉或Pf)表示。≤300pf视为短距离,不超过5米;300~1500pf视为中距离,处在5~15米之间;>1500pf视作

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为远距离,15米以上。

2.5 直流调速系统基本原理

直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。在20 世纪60 年代,随着晶闸管的出现,现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。尽管目前交流调速的迅速发展,交流调速技术越趋成熟,以及交流电动机的经济性和易维护性,使交流调速广泛受到用户的欢迎。但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场,并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。现在的直流和交流调速装置都是数字化的,使用的芯片和软件各有特点,但基本控制原理有其共性,本节主要通过仿真研究直流调速的基本原理和调速性能。

下图为晶闸管静止变流装置供电的调速系统原理图:

输出电压:,晶闸管调速系统的机械特性: