开关磁阻电机调速系统设计_图文_百度文库

1、 由图可见，整个电路包含基准电压源 UREF，误差放大器 AE，可设定频率的振荡器 G、触发器 AT、两个特性一致的晶体管 VA 与 VB 和高增益的比较器 AC，限流保护 FCL，输出关断电路等。 SG3524 是定频脉宽调制电路，其振荡器 F 的频率 f 由接在脚的 CT、RT 决定，即 f = 1.18 RT CT （1） 式中，R 单位为 k ，CT 单位为 F，f 单位为 kHz。 输出脉冲宽度调制是由电容 CT 上线性锯齿波和误差放大器输出的控制信号通过脉宽调制 比较器后完成的。 CT 充电电流等于 3.6V/RT， 为限制充电电流在 30 A2mA 之间， RT 则应在 1.8

2、100K 之间选取；为保证振荡器输出脉冲的宽度0.5/ f，以保证每一脉冲都使触发器可靠 翻转，CT 应在 0.0010.1/ f 之间选取，误差放大器增益的标准值为 80Db，最小值为 60dB， 引起小信号带为 3MHz,故 PWM 控制器的最高工作频率为 300Hz。 SG3524 内部的 5V 基准电源，即给其内部所有电路供电,也可由脚引出作为外部电路电 源。脚输入电源电压可在 814V 间选择。 输出晶体管 VA、VB 的输出电流最大值可达 100mA，当用单端 PWM 时，VA、VB 可并接，这时 输出脉冲频率即为振荡器的频率，占空比为 090%；若在推挽输出场合，VA、VB 必须

3、分开，轮 流导通，其输出脉冲频率为振荡器频率的一半，占空比为 045%。 从原理图可见，误差放大器 AE 的输出和限流保护电路 FCL 的输出、关断电路的输出共接 至同一点脉宽调制比较器的反向输入端（也是补偿端脚） ，其中任一信号为低电平都将锁 零输出脉冲。实用中，常将脚和 FCL 的输入端脚，脚与外电路适当连接，用作限流保护， 而在补偿端脚与“地”之间则接一个 RC 串连零点补偿网络（C 取 1 F，R 取 20K ） ，以抵 消电路输出滤波中的极点。 二、 SG3524 的应用 在 SR 电动机闭环调压调速系统中，采用 SG3524 作为 PWM 的控制器，其在系统中的应 用电路如图 4.

4、6 所示。 其中，SG3524 的误差放大器接成跟随器形式，其输入信号（即 PWM 控制信号）为速度 调节器的输出信号。 输出晶体管 VA、 VB 作并联连接， 故随着速度信号的变化， 占空比可在 0 90%内调节，而斩波频率 fT 即为 SG3524 振荡器的频率，由 RT、CT 值决定。从减小电动机的 图 4.6 SG3524 实际应用电路 负载电流的脉动，减小电动机的振动、噪声和发热来看，以增大 fT 为宜，但从降低 IPM 开关 损耗、换相损耗及改善低速特性来看，fT 也不宜太大，当然 fT 过小，也可能在负载较大时使 系统起动困难，或影响其低速性能，故 fT 的合理选择对系统整体性能

5、的提高有重要的意义， 一般可在 12.5KHz 内选择。 正常工作时，S1 是断开的，电路中 R1、R2、R3、R4 的配置能使限流比较器输出高电平， 不产生锁零信号；当主电路过电流时，S1 闭合，使关断端获得信号，阻断输出脉冲，以限 制主电路电流幅值。 第五章 速度调节器的设计 若要求 SRD 实现宽范围内无级调速，还要求有较高的抗干扰能力，就必须应用反馈控制 技术。通常需要稳定系统中的哪个变量，就引入哪个变量的反馈，从而构成按偏差调节的闭环 系统。事实上，高性能的 SRD 控制的实质即为反馈加调节器的控制，调节器的设计要保证系 统既能稳定工作，又能保证足够的精度。调节器的设计是整个 SRD

6、 的设计的重要环节，本设 计用的是速度调节器。 第一节 调节器设计理论 一般采用 PID 调节器作为速度调节器，其传递函数为 G T (s=k p (1+ 1 +T D s TI s 式中 Kp-比例系数，T I -积分时间常数，T D -微分时间常数 速度反馈采用模拟 F/V 电路法，用一小惯性环节来等效，即 G W (s= Kn 1 + TW s 式中，K n -速度反馈系数，T W -测速环节时间常数 一 SRD 速度调节器的工程设计方法 经推导 SRD 速度调节器的调节对象传递函数可近似等效为 W o (s= K ASR (Tå s + 1(TM s + 1 (1 若按“二阶

7、最佳工程设计法，对上式所描述的调节对象，调节器应采用 PI 调节器: W(s= t 1s + 1 Ti s 式中 t i =T M ， 这样可消去一大惯性环节， 剩下的只需选择 T i 满足 T i =2K o T å o 二阶设计 中的 PI 调节器可由上面三式为依据，按图解 4-6 设计具体的 PI 调节器电路。图中元件参数按 下式选择，既 T i =R 1 C 2 , t i =R 2 C 2 (2 当 T M >T å 时，可将 T M 惯性环节近似看作积分环节来计算三阶设计的调节器，可采 用下式所示的 PI 调节器，即 W(s= t 1s + 1 Ti s 2 其中 t 1 =4 T å ，T i =8K 0 T å /T M 三阶设计中的 PI 调节器可由上面三式为依据，依图 4-6 设计具体电路 二 本课题选用的调节器 尽管三阶设计较二阶