受限单极式直流PWM_M可逆调速系统仿真设计

1、湖北理工学院计算机仿真技术考试答卷设计名称：直流PWM-M可逆调速系统专业：电气工程及其自动化.下载可编辑.学号：学生姓名：Us湖北周本工学院电气学院直流RWM-M可逆调迹系统%!1.H上电路的仿真一VT3“电力场效应晶体管VT14和四个续流膏VD14成H型连接组成。当VT1和VT4导直面PWM-M调速系统的主电路组成如图1所示，主电路由4H向电流i2反物D2VT14的驱动位§/勺调制原理如图2所通时，有壬向电流i1通过山M般任，电动机正转；当VT2不I通过电动机皿军仲机示，在三角波与控制信号Uct相交时，分别产生驱动信号Ub1、Ub4和Ub2、Ub3。图1直流PWM-M系统主电路.

2、下载可编辑.图2直流PWM调制图1直流PWM-M系统主电路的仿真模型如图3所示。图中H型变流器调用了多功能桥(UniversalBridge),其参数设为两相桥臂，AB在交流输出端，开关器件为MOSFET(见图4)。多功能桥模块参数设ABC在交流输出端时本来就是用于逆变，现在用于直流PWM变流时，其驱动电路需另需设计。设计的双极式驱动控制电路如图5所示，图中输入端In1接脉宽调制信号Uct,输出端Out1输出4路MOSFET的驱动信号。脉宽调制由两个PWM发生器(PWMGenerator)模块进行，其中上方的PWM发生器产生VT1和VT2的驱动信号，下方的PWM发生器产生VT3和VT4的驱动信

3、号，为了使PWM发生器输出的驱动信号顺序与多功能桥的驱动顺序一致，模型中加入一个选择器模块(Selector),调整了秒冲序列。因为MOSFET有导通和关断时间，为了避免上下桥臂的两个管子同时导通和关断，造成桥臂的直通现象，需要有死时”限制，这里采取的办法是使下方的PWM发生器输入的控制信号为(Uct+0.001)，即将Uct略为抬高，使下方的PWM发生器信号变窄一些，这样上下两个管子就不会同时导通和关断。图3直流PWM-M系统仿真模型图4多功能桥参数对话框.下载可编辑.图5双极式PWM驱动信号发生电路在主电路模型中控制信号Uct通过互开关与PWM分支模块连接，因此双击互动开关模块就可以选择控

4、制信号Uct和-Uct,控制电动机的正转或反转。2受限单极式直流PWM可逆调速系统的仿真受限单极式直流PWM可逆调速系统的仿真模型如图6所示，模型在直流PWM-M系统主电路模型的基础上增加了转速调节器ASR和电流调节器ACR,ASR和ACR都采用带输出限幅的PI调节器（图7）。模型参数设置如表1:.下载可编辑.图6受限单极式直流PWM-M可逆调速系统模型图7转速调节器ASR和电流调节器ACR表1直流PWM可逆调速系统调节器参数参数转速调节器ASR电流调节器ACR放大倍数kpp23.535.6积分时间常数ki0.520.003调节器输出限幅±10士0.98转速反馈系数aAlpha=0.

5、0047电流反馈系数PBeta=0.83受限单极式控制在正转时VT1起PWM控制，VT4始终处于到通过状态，而VT2和VT3关断,在反转时VT2作PWM控制,VT3始终处于到通过状态,而VT1和VT4关断。因此在正反转中,H桥的4个开关管中只有一个管子（VT1或VT2）处于PWM开关状态，其他三个管子状态不变（恒通或恒关），这样不仅避免了H桥上下桥臂开关管的直通可能，也减少了管子的损耗，所以受限单极式是直流PWM-M调速系统的常用方案。受限单极式直流PWM-M可逆调速的仿真模型的控制器PWM结构如图8所示，控制端有两个输入端，其中In1来自电流调节器，另一个输入端In2连接.下载可编辑.转速给

6、定,两个比较器CompareToZero用于判断转速给定的方向,当转速给定的信号满足比较条件时,CompareToZero输出为1”，该1”，信号控制触发器(EnableSymteml或EnableSymtem2),使PWGenerator输出的脉冲可以通过，发别出发开关器件VT1和VT2。并且在转速给定为正时，比较器CompareToZero输出为1：是VT4导通，在转速给为负时，比较器CompareToZero输出为0”，VT4处于关断状态；比较器CompareToZero1的作用与此相同,用于控制VT3的通断。模型的参数设置如下,仿真算法用ode45。图8受限单极式PWM结构图9为电动机从正转到反转(1.7s时人为把开关从+10打到一10)的过程中H桥4个开关器件的电流波形，ivt1中电流在时间1.7s前的正向电流是正转时通过VT1的电流，1.7s后的电流是反转时通过二极管VD1的续流电流。ivt2中电流在时间1.7s前的正向电流是正转时通过VD2的电流，1.7s后的电流是反转时通过二极管VT2的续流电流。ivt4反应了正转时VT1