直流电机-PWM控制课件

1、机电传动控制机电传动控制PWM控制技术控制技术引引 言言PWM（Pulse Width Modulation）PWM控制控制脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）（含形状和幅值） 本章内容本章内容PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是绝大部分是PWM型，型，PWM控制技术正是有赖于在逆变控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位位

2、本章主要以逆变电路为控制对象来介绍本章主要以逆变电路为控制对象来介绍PWM控制技术控制技术也介绍也介绍PWM整流电路整流电路直流脉宽调速系统出现的历史背景直流脉宽调速系统出现的历史背景20世纪世纪70年代前，以晶闸管为基础组成的相控整流装置是运动控年代前，以晶闸管为基础组成的相控整流装置是运动控制系统直流传动中主要使用的变流装置，但由于晶闸管属于半控制系统直流传动中主要使用的变流装置，但由于晶闸管属于半控型器件，使其构成的型器件，使其构成的VM系统的性能受到一定的限制；系统的性能受到一定的限制；20世纪世纪70年代后：随着电力电子技术的发展，出现了全控型器件年代后：随着电力电子技术的发展，出现

3、了全控型器件门极可关断晶闸管（门极可关断晶闸管（GTO）、电力场效应晶体管（）、电力场效应晶体管（PowerMOSFET）、绝缘栅极双极晶体管（）、绝缘栅极双极晶体管（IGBT）；）；直流电机控制领域向高精度方向发展；直流电机控制领域向高精度方向发展；PWM驱动装置在中小功率场合，有着晶闸管驱动装置无法比拟的驱动装置在中小功率场合，有着晶闸管驱动装置无法比拟的优点，例如：调速范围宽、快速性好、电流波形系数好、功率因优点，例如：调速范围宽、快速性好、电流波形系数好、功率因数好等。数好等。电风扇调速控制三极管控制风扇开关优点： 设计简单 控制方便 价格低廉缺点： 动力设计给定PWM信号信号l 频率

4、固定固定l 脉宽调节目的：目的： 能量可以保存 有效工作时间可调有效工作时间可调图: PWM 控制信号PWM控制方法介绍控制方法介绍三极管控制风扇开关优点： 设计简单 控制方便 价格低廉缺点： 可靠性低 信号误差大PWM输入信号特点输入信号特点 PWM直流伺服系统直流伺服系统 直流脉宽调速系统出现的历史背直流脉宽调速系统出现的历史背直流斩波器的基本结构与工作原理直流斩波器的基本结构与工作原理几种典型几种典型PWM变换器的基本结构及工作原理变换器的基本结构及工作原理直流直流PWM调速系统的开环机械特性调速系统的开环机械特性PWM系统控制电路系统控制电路 PWM变换器的数学模型变换器的数学模型直流

5、斩波器的基本结构与工作原理直流斩波器的基本结构与工作原理1.直流斩波器的基本结构直流斩波器的基本结构 直流斩波器电动机系统原理图和电压波形2. 斩波器的基本工作原理斩波器的基本工作原理 在原理图中，在原理图中，VT 表示电力电子开关器件，表示电力电子开关器件，VD 表示续流二极管。当表示续流二极管。当VT导通时，直流电导通时，直流电源电压源电压Us 加到电动机上；当加到电动机上；当VT关断时，直流关断时，直流电源与电机脱开，电动机电枢电流经电源与电机脱开，电动机电枢电流经VD 续流，续流，两端电压接近于零。如此反复，电枢端电压波两端电压接近于零。如此反复，电枢端电压波形如图形如图 ，好像是电源电压，好像是电源电压Us在在ton 时间内被接时间内被接上，又在上，又在T ton 时间内被斩断，故称时间内被斩断，故称“斩斩波波”。3. 输出电压计算输出电压计算电动机得到的平均电压为：电动机得到的平均电压为：几种典型几种典型PWM变换器的基本结构及工作原理变换器的基本结构及工作原理 1. 不可逆不可逆PWM变换器变换器工作状态与波形工作状态与波形（2）有制动的不可逆有制动的不可逆PWM变换器变换器工作状态与波形工作状态与波形2）制动状态）制动状态3）轻载电动状态）轻载电动状态二象限不可逆二象限不可逆PWM变换器在不同工作状态下的导通器件和电流回路与方向变换器