H桥可逆直流调速系统设计与实验1

CDIO项目报告书

项目名称：H桥可逆直流调速系统设计与实验

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指导老师： 日期：

在电力拖动系统中，调节电压的直流调速系统是应用最为广泛的一种调速方法，除了利用晶闸管获得可控的直流电源外，还可以利用其他可控的电力电子器件，采用脉冲调制的方法，直接将恒定的直流电压调制为极性可变、大小可调的直流电压，用以实现直流电机电枢电压的平滑调节，构成脉宽直流调速系统。

本报告采用了PWM脉宽调制的方法，完成了H桥可逆带转速负反馈的单闭环直流调速系统的设计及实验。介绍了作为PWM控制器脉冲控制芯片的SG3525和驱动芯片IR2110的引脚功能与工作原理，转速调节器的选择以及参数的优化设计。本文重点介绍了H桥可逆直流调速系统的总体结构、设计原理及参数优化设计方法，提供了通过matlab仿真进行实验效果预分析和校正处理，得到较为理想结果后进行实际操作和调试的实验思路。

关键词：PWM脉宽调制 单闭环直流调速 SG3525 matlab仿真

1.项目研究报告的目的：

本项目研究目的在于通过对H桥可逆直流调速系统的设计与调试，加深学生对电力电子拖动相关原理的认识和理解，提高学生的团结协作能力，锻炼学生的动手操作能力。

2．项目研究报告的范围：

(1) H桥可逆直流调速系统的基本原理； (2) 转速器的选型以及参数的优化设计； (3) ＰＷＭ调速系统的的基本原理；

(4) SG3525芯片的介绍以及脉冲产生原理及控制接线； (5) IR2110的脉冲功率放大原理及控制接线。

(6) 相关电路设计：控制电路设计；主电路设计；保护电路设计；供电电源设计；操作系

统设计。

3.该领域所做工作和研究概况

对H桥电路工作的了解，对电路板及元件进行了解和认识。对单闭环原理进行了解和运用。学习并自行设计各个环节的参数以及需要的电阻电容的大小。

4.研究报告的意图和实验预期结果

设计成单闭环直流调速调节系统，以动态和静态性能设计好各个环节所用器件的具体参数。做出仿真，由于时间急迫性。可以先做出开环实验和单闭环。完成电机的启动和调速。

5.项目组分工：

主电路控制电路设计： 参数的计算： 计算机仿真： 焊接、调试： 实验报告：

摘要…………………………………………………………………………………………......2 前言……………………………………………………………………………………………..3 第一章 调速控制系统设计…………………………………………………………………..5 １、动静态性能指标规划…………………………………………………………………..5 1.1 直流调速系统稳态分析………………………………………………………….5 1.2 基于稳态性能指标闭环直流调速系统设计…………………………………….6 1.3 直流调速系统动态性能分析 …………………………………………………...8 1.4 基于动态性能指标及系统动态稳定性反馈控制闭环直流调速系统设计…….10 2、控制系统动、静态数学模型的建立……………………………………………………11 2.1 双极性控制的桥式可逆PWM变换器的工作原理……………………………..11 2.2 SG3525芯片工作原理……………………………………………………………13 2.3 控制电路具体设计………………………………………………………………..16 3、 调速系统总体结构设计…………………………………………………………………16 4、 调节器选型及参数优化设计……………………………………………………………16 4.1 方案一参数设计…………………………………………………………………...16 4.2 方案二参数设计……………………………………………………………………19 第二章 电源及操作系统设计………………………………………………………………….19 第三章 计算机仿真…………………………………………………………………………….19

1、 方案一matlab 仿真…………………………………………………………………20 2、 方案二matlab仿真………………………………………………………………….21

第四章 总结……………………………………………………………………………………..22 参考文献 …………………………………………………………………………………………23

第一章 调速控制系统设计

１、动静态性能指标规划

1.1 直流调速系统稳态性能分析

直流电动机具有良好的起、制动性能，可在大范围内平滑调速。广泛应用于需要调速和快速正反向变化的电力拖动领域中。

直流电动机的转速和其它参量之间的稳态关系可用（1—1）式表示

U IRn

Ke （1—1）

Ke——由电机结构决定的电动势常数；

式中 U——电枢供电电压；

R——电枢回路总电阻； n——电动机转速；

I——电枢电流；

调节电动机的转速可以有三种方法：（1）调节电枢的供电电压U来调节转速；改变电枢回路电阻R或减弱电机励磁磁通 …… 此处隐藏：6782字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……