基于sg3525的电流可逆直流调速电路研究 毕业设计

毕业设计2010届课题名称基于SG3525的电流可逆直流调速电路研究专业名称电气自动化班级电气学号姓名指导教师日期20101201041目录1摘要12引言13直流斩波电路231直流直流斩波介绍2311降压斩波电路2312升压斩波电路3313升降压斩波电路4314直流电路可逆斩波电路54直流调速方案设计641直流电动机的选择642电路组成及系统分析643主电路工作原理7431变压器降压8432二极管整流8433可逆电路944控制电路1045SG3525保护电路设计11设计总结12致谢13参考文献142基于SG3525的电流可逆直流调速电路研究摘要本文设计了通过直流斩波电路来实现的电流可逆直流调速电路，此斩波电路由基本的降压型变换器和升压型变换器相组合，选用全控型器件IGBT，当此变换器对直流电动机供电时，只要对IGBT进行实时的PWM控制，就可实现电机的四象限运行。此斩波电路中IGBT的驱动信号由集成脉宽调制控制器SG3525产生，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。关键词直流斩波电路；SG3525；可逆；调速；系统1引言由于直流电动机具有极好的运动性能和控制特性，尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易，但是长G7411G1209来，直流调速系统G980直G2356G6466G3416G7041G3332G1313。当G9994，G17829G5192来，G19555G11540计G12651机G6228G7427、电G2159电G4388G6228G7427和控制G6228G7427的G2469G4649，交流调速系统G2469G4649G5468G5567，G3324G16780G3822G3342合G8503G17892G9188G2474G1207直流调速系统。但是就G11458G2081来G11487，直流调速系统G1185G9994是G14270动调速系统的G1039要G5430G5347。G3324G6117G3281G16780G3822G5049G1006G18108G19388，如G17723G19062、G11731G4677G18331G6508、G9035G8927G19087G6518、G18341G4658G2164G5049、G13454G13467、造G13452G1209及G20652G4630G5326G12581G12573G19668要G20652性能可控电G2159G6314动的G3342合，G1185G9994G5203G8879G18331用直流调速系统。本G16850G20076G4570设计G980G1022电流可逆调速系统，本系统是G1209直流斩波电路和SG3525G1038基G11796设计的。2直流斩波电路2G17G20直流斩波电路G1183G13473直流电动机是通过调G14422G1866电G7542G6122G2181G11925G13481组的电压来G17810G2052调速G11458的的，3G2081G13785G980G14336G2495调压调速，G2530G13785G2495调G11925调速。直流电机G6164G19668的电能G980G14336G18129来G14270交流电G13605，对G1866进行调压调速大G14280有G1016G12193方G7708G726G1866G980是用可控G6984流电路G708如G7242G19404管G6984流电路G709G5483G2052可G1209调G14422的直流电压供G13485电动机；G2490G980G12193G2029是G1820用不可控G6984流电路对交流电进行G6984流，G17767G1998不可调的直流电压，G9994G2530通过直流斩波电路进行直流调压。于本G16850G20076有G1863的直流斩波电路G1039要G2265G6336G1209G9913G12193G5430G5347G7262G17G20G17G20降压斩波电路G708BG88G70G78G38G75G82G83G83G72G85G709降压斩波电路的原理图及G5049作波G5430如图G20G6164示。图中VG1038全控型器件，选用IGBT。DG1038续流二极管。当V处于通态时，电源UI向负载供电，UDUI。当V处于G7041态时，负载电流经二极管D续流，电压UDG17829似G1038零，至G980G1022周G7411T结束，再驱动V导通，重复上G980周G7411的过程。负载电压的平均值G1038G726G5347中TG82NG1038V处于通态的时间，TG82FFG1038V处于G7041态的时间，TG1038开G1863周朝，G1038导通G2356空比，简称G2356空比G6122导通比。由此可知，G17767G1998G2052负载的电压平均值UG82最大G1038UI。若减小G2356空比，G2029UG82G19555之减小，由于G17767G1998电压低于G17767入电压，故称该电路G1038降压斩波电路。图21降压斩波电路的原理图及波形42G17G20G172升压斩波电路G708BG82G82STG38G75G82G83G83G72G85G709升压斩波电路的原理图及G5049作波G5430如图2G6164示。电路也使用G980G1022全控型器件V。当V处于通态时，电源UI向电感LL充电，充电电流基本恒定G1038IG20，同时电容G38L上的电压向负载供电，因G38L值G5468大，基本保持G17767G1998电压UG82G1038恒值。设V处于通态的时间G1038TG82N，此阶段电感LL上积累的能量G1038UIIG20TG82N。当V处于G7041态时UI和LL共同向电容G38L充电，并向负载提供能量。设V处于G7041态的时间G1038TG82FF，G2029G3324此G7411间电感LL释放的能量G1038G708UG82UIG709IG20TG82FF。当电路G5049作于稳态时，G980G1022周G7411T内电感LL积蓄的能量与释放的能量相G12573，即上G5347中的T/TG82FFG20，G17767G1998电压G20652于电源电压，故称该电路G1038升压斩波电路。图2G17G20G172升压斩波电路的原理图及波G54302G17G20G173升降压斩波电路G708BG82G82STBG88G70G78G38G75G82G83G83G72G85G709升降压斩波电路的原理图及G5049作波G5430如图3G6164示。电路的基本G5049作原理是G726当可控开G1863V处于通态时，电源UI经V向电感LL供电使G1866贮存能量，同时G38L维持G17767G1998电压UG82基本恒定并向负载供电。此G2530VG1863G7041，电感LL中贮存的5能量向负载释放。可见负载电压G1038上负G991G8503，与电源电压极性相反。G17767G1998电压G1038G726若改变导通比，G2029G17767G1998电压可G1209比电源电压G20652，也可G1209比电源电压低。当00G175时G1038降压，当0G1750G20时G1038升压。图2G17G20G173升降压斩波电路的原理图及波G54302G17G20G174直流电流可逆斩波电路当斩波电路用于G6314动直流电机时，常要使电动机即可电动运行，又可再生制动，G4570能量反馈电源。从电动状态G2052再生制动的切换可通过改变电路连结方G5347来实现。降压斩波电路G3324G6314动直流电机时G708如图3G6164示G709，电动机G5049作于第G980象限。而如图33G6164示的升压斩波电路，电动机G2029G5049作于第二象限。G1016G12193情况G991，电动机的电G7542电流的方向不同，但均只能单向流动。这里G1183G13473的直流电流可逆斩波电路是G4570降压斩波电路和升压斩波电路结合G3324G980起，G3324G6314动电动机时电G7542电流可G8503可负，但电压只能是G980G12193极性。故G1866可G1209再第G20第2象限G5049作。图2G17G20G174G13485G1998了直流电流可逆斩波电路的原理图。G3324该电路中VG20和VDG20构成降压电路，由电源向直流电机供电，电动机G10386电动运行G5049作于第G20象限；V2和VD2构成了升压斩波电路，把直流电机的动能转化G1038电能反馈G2052电源，使电机再生制动，G5049作于第2象限。G19668要注意的是，VG20和V2同时导通，电源就有短路的危险，进而损坏开G1863器件和电源，因此要防止这G12193情况的G1998现。当电路只做降压斩波运行时，V2和VD2总处于G7041开状态，只做升压斩波运行时，VG20和VD2总是处于G7041态。G1016G12193情况与G2081面讨论的G980样。此外该电路还有第三G12193G5049作方G5347，即G3324G980G1022周G7411内交替G3332作G1038降压斩波电路和升压斩波电路G5049作。G3324这G12193G5049作方G5347G991，当降压斩波电路G6122升压斩波电路的电流G7041续而G1038零时。使G2490G980G1022斩波电路G5049作，让电流反方向流过，这样电机电G7542回路总有电流流过。图2G17G20G174电流可逆斩波电路及波G5430G11G68G12电路G708G69G709波G54303直流调速方案设计3G17G20直流电动机的选G6333本G16850G20076G4570设计G980G1022可逆调速系统，G1866G6228G7427G2454G6980G6466和要G8726G1038G726直流电动机，G20081定电压UG49G20G200V，G20081定电流IG49G203G36，转速NG49G20500G85/G80IN，电G7542电G19471G53G68G20G161，极G69802G832，G2181G11925电压UG72G91G20G200V，G2181G11925电流IG72G910G17G27G36。3G172电路组成及系统G2010G7524直流脉宽调速电路原理如图3G172G6164示，G1866中直流斩波电路可G11487成降压型变换器和升压型变换器的G1030G13864组合，G18331用IGBT作G1038G14270G1863G7041器件，G2045用集成脉宽调制控制器SG3525产生的脉宽调制信号作G1038驱动信号，由G1016G1022IGBT及7G1866反并G13864的续流二极管组成。图3G172电路原理图3G173G1039电路G5049作原理3G173G17G20变压器变压由于本设计中的直流电动机的G20081定电压G1038G20G200V，G6164G1209G17767入电压只要220VG5049G20069电压即可。通过变压器G4570220V的电压转变G1038G20G200V交流电。3G173G172二极管G6984流G3324单G20045G7737G5347全控G6984流电路中，G8611G980G1022导电回路中有2G1022G7242G19404管，G7094用G1016G1022G7242G19404管同时导通可G1209控制导电的回路。实G19481上G13783G15397成本，G6164有的G7242G19404管可用二极管G1207替即可。8图3G173二极管G6984流通过变压器的变压，G5062经G4570220V的单相交流电降压G1038G20G200V的单相交流电。G4570G20G200V交流电通过由四G1022二极管组成的G6984流G7737G4570交流电G6984流成G1038G20G200V的直流电，由直流电驱动直流电机进行单向运动。3G173G173可逆电路设计这G14422G16774的可逆电路，就是之G2081G1183G13473的直流电流可逆斩波电路G708升降压斩波电路G709。G3324该电路中VG20和VDG20构成降压电路，由电源向直流电机供电，电动机G1038电动运行G5049作于第G20象限；V2和VD2构成了升压斩波电路，把直流电机的动能转化G1038电能反馈G2052电源，使电机再生制动，G5049作于第2象限。如图2G17G20G174图3G174G1039电路图3G174控制电路9控制电路G1209SG3525G1038G7692G5527构成，它G18331用恒G20069脉宽调制控制方G7708，G17878合于G2520G12193开G1863电源，斩波器的控制。G1866内G18108G2265G2559G12946G4506基G1946源、G19203G21843波G6403G14645器、G16835G5058放大器、比G17751器、G2010G20069器G12573，并G2559有G8436压G19157定电路，G19393G19157控制电路和G17731起动电路。SG3525外G3272电路G6521G13459图见G991图。图中SG3525外G3272电路G6521G13459图G40G59BG274G20是G980G12193驱动器，G3698G11422和G13803G6967G2163G10587大，可靠性G20652。本电路中用它来放大SG3525第G20G20，G204G5353G14062G17767G1998G2052IGBT的驱动信号并防止G16835驱动。图3G175控制电路电路图SG3525的内部电路和参数10图3G175G17G20SG3525内G18108结构图与G5353G14062图直流电源VS从G14062G205G6521入G2530G2010G1016路，G980路G2164G2052G6122G19762G19388；G2490G980路G17877G2052基G1946电压稳压器的G17767入G12483，产生稳定的G1815器件作G1038电源。G6403G14645器G140625G20047外G6521电容G38T，G14062G25G20047外G6521电G19471G53T。G6403G14645器G20069G10587G2390由外G6521电G19471G53T和电容G38TG1927定，G6403G14645器的G17767G1998G2010G1038G1016路，G980路G1209时G19059脉G1926G5430G5347G17877至G2464稳态G16314G2469器及G1016G1022G6122G19762G19388；G2490G980路G1209G19203G21843波G5430G5347G17877至比G17751器的同相G17767入G12483，比G17751器的反向G17767入G12483G6521G16835G5058放大器的G17767G1998，G16835G5058放大器的G17767G1998与G19203G21843波电压G3324比G17751器中进行比G17751，G17767G1998G980G1022G19555G16835G5058放大器G17767G1998电压G20652低而改变宽G5242的方波脉G1926，再G4570此方波脉G1926G17877G2052G6122G19762G19388的G980G1022G17767入G12483。G6122G19762G19388的G2490G1016G1022G17767入G12483G2010G2047G1038G2464稳态G16314G2469器和G6403G14645器G19203G21843波。G2464稳态G16314G2469器的G1016G1022G17767G1998G1126G15929，交替G17767G1998G20652低电平，G4570PG90M脉G1926G17877至三极管VTG20及VT2的基极，G19203G21843波的作用是G2164入G8527G2318时间，保G16789VTG20及VT2不同时导通。最G2530，VTL及VT2G2010G2047G1776711G1998相G1313相G5058G1038G20G270G101的PWM波。3G175SG3525保护电路设计G20、G3698设G8436压G19157定电路电路G726G1039要作用是当G17767入电压G27V时G15集成G3371内G18108电路G19157定G15G1584止G5049作G708基G1946源及G5529要电路G19512外G709使之G9052G13803电流降至G5468小G708G134342G80G36G709。2、有G17731起动电路G726比G17751器的反相G12483即G17731起动控制G12483G27G14062可外G6521G17731起动电容。该电容由内G181085V基G1946G2454G13783电压的50G88G36恒流源充电G15G6164G1209选用5V，50UG41容量的电容。3、比G17751器有G1016G1022反相G17767入G12483G726SG3525的G16835G5058放大器、电流控制和G1863G19393控制3G1022信号共用G980G1022反相G17767入G12483G15现改G1038G3698G2164G980G1022反相G17767G1166G12483G15G16835G5058放大器与G1863G19393电路G2520G14270G17877至比G17751器的反相G12483。这样G15G18003G1825了G5456此相G1126G5445G2721G15有G2045于G16835G5058放大器和G15929G1619G13605G13488G5049作G12946G5242的提G20652。4、G3698G2164PWMG19157存器使G1863G19393G7368可靠；比G17751器G708脉G1926宽G5242调制G709G17767G1998G17877G2052PWMG19157存器G15G19157存器由G1863G19393电路G13634G1313G15由G6403G14645器G17767G1998时间脉G1926复G1313。这样G15当G1863G19393电路动作G15即使过电流信号G12447即G9052G3845G15G19157存器也可维持G980G1022周G7411的G1863G19393控制G15直G2052G991G980G1022周G7411时G19059信号使G19157存器复G1313G1038止。5、G6403G14645器作了G17751大改进G726SG3525中的G6403G14645器只有G38T及G53TG1016G5353G14062G15充电和放电回路是相同的。SG3525的G6403G14645器G15G19512了G38T及G53TG5353G14062外G15G3698G2164了放电G5353G14062G26、同G8505G5353G140623。G53TG19471值G1927定对G38T充电的内G18108恒流值G15G38T的放电G2029由G140625及G14062G26之间外G6521的电G19471值G53DG1927定。把充电和放电回路G2010开G15有G2045于通过来调G14422G8527G2318的时间。G3324SG3525中G3698G2164了同G8505G5353G140623G999G1038外同G8505用G15G1038G3822G1022SG3525的G13864用提供了方便。设计总结12本文G6164G17860的直流调速电路通过G980G12193由降压变换器和升压变换器组合而成的直流斩波电路G2164G1209实现，此直流斩波电路选用全控型器件IGBT，电机G8503反转时电G7542G13481组的连G6521G18331用状态开G1863进行切换，这样只用G1016G1022开G1863器件就实现了电机的四象限运行。直流脉宽信号由SG3525产生，调试G19762常方便，电路控制也G5468灵活。实G20576G16789G7138本调试系统直流电压大小调G14422和电机可逆运行的实现G19762常方便，并具有G17751G11840的G19757特性和机G7812特性。G1166生的G17959路有G16780G3822的G3362G3403，不是G980G7477通G5460G1821G7138之路，有G11183G14522，有G1272G5527，有G7092G2173，也有面对G980切G6164不能G5537G2475的，这就是生活。但是生活中确实有G16780G3822美好的东西，有些时候你不会G11487G2052它的本身色彩，如果你用这G980G12193方G5347感G2475不G2052的话，不妨换G980G12193方G5347去感G2475，也G16780它G8503是你G6164G19668要的那G12193生活方G5347。G1821阴荏苒，三G5192的大学生活G3324G6117的G1166生长河里留G991了不可磨灭的G980笔。说不清它G2052底带G11540什么样的色彩，但，这毕竟是G6117G6164体G20576的G980G12193生活，G980G12193感G2475G14270己存G3324价值的方G5347。转眼间，毕G1006G3324即，G5527中有些不舍，也有些G16780对未来的G7411盼。最终，曾经的舍友、校友，还是会四G6967天涯，去找寻G14270己的生活。作G1038毕G1006离校G2081最G2530也是最重要的G980件事情毕G1006设计，G6117想不G1821是G6117，G6164有同学G18129会最认真的对待。因G1038，他不仅仅是学校对G6117们学习的检G20576和G13783量，同时，也是G6117们G16789G7138G14270己存G3324价值的最好体现。G3324此次设计过程中，G6117通过查阅电G4388电G2159G6228G7427、电气G14270动化控制类大学生职G1006G6228能培训教材和、电G2159电G4388实用电路G12573相G1863资料，G1209及查阅G13605G13488资源，认真学习直流可逆调速系统的G5049作原理及G1866物理特性，能把G6164学的理论知识G7368好的结合实G19481，G3698强了G14270己的动手能G2159和实践能G2159。G1038不久的G4570来G1998社会做好了铺垫和基G11796。歌德说过G726那些是你的梦想的，那你就要去做，去尝试，去努G2159，去奋斗。而这，就是G6117们努G2159G1038之奋斗的G11458标。做G2052G7368好13致谢经过G1016G1022月的忙碌和G5049作，本次毕G1006设计G5062G6521G17829尾声，作G1038G980G1022G999科生的毕G1006设计，由于经G20576的匮乏，难G1825有G16780G3822G13783G15397不周全的G3332方，如果没有导师的督促指导，G1209及G980起G5049作的同学们的支持，想要完成这G1022设计是难G1209想象的。G3324这里首G1820要感谢G6117的导师洪武老师，洪老师平日里G5049作繁G3822，但G3324G6117做毕G1006设计的G8611G1022阶段，从查阅资料G2052设计草G7708的确定和修改，中G7411的检查，G2530G7411的详细设计，装配草图G12573G6984G1022过程中G18129G13485予了G6117悉G5527的知G17959。G6117的设计G17751G1038复杂烦琐，但是洪老师G1185G9994细G5527G3332纠G8503设计中的错G16835。G19512了敬G1341洪老师的G999G1006G8712平外，他的G8847学G1017G16892和科学研究的G12946G12082也是G6117G8716G17840学习的G8048样，并G4570积极G5445G2721G6117G1182G2530的学习和G5049作。G1866次要感谢G6117的同学对G6117G7092G12181的G5122G2173，特G2047是G3324G17731件的使用方面，G8503因G1038如此G6117G6177能G20046G2045完成设计，G6117要感谢G6117的G8609校G2500G5042职G1006G6228G7427学G19510，是G8609校G13485G6117们提供了G1260G14403的学习G10627G3671；G2490外，G6117还要感谢