畢業(yè)設(shè)計2010屆課題名稱基于SG3525的電流可逆直流調(diào)速電路研究專業(yè)名稱電氣自動化班級電氣學(xué)號姓名指導(dǎo)教師日期20101201041目錄1摘要12引言13直流斬波電路231直流直流斬波介紹2311降壓斬波電路2312升壓斬波電路3313升降壓斬波電路4314直流電路可逆斬波電路54直流調(diào)速方案設(shè)計641直流電動機的選擇642電路組成及系統(tǒng)分析643主電路工作原理7431變壓器降壓8432二極管整流8433可逆電路944控制電路1045SG3525保護電路設(shè)計11設(shè)計總結(jié)12致謝13參考文獻142基于SG3525的電流可逆直流調(diào)速電路研究摘要本文設(shè)計了通過直流斬波電路來實現(xiàn)的電流可逆直流調(diào)速電路，此斬波電路由基本的降壓型變換器和升壓型變換器相組合，選用全控型器件IGBT，當(dāng)此變換器對直流電動機供電時，只要對IGBT進行實時的PWM控制，就可實現(xiàn)電機的四象限運行。此斬波電路中IGBT的驅(qū)動信號由集成脈寬調(diào)制控制器SG3525產(chǎn)生，由于它簡單可靠及使用方便靈活，大大簡化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計及調(diào)試。關(guān)鍵詞直流斬波電路；SG3525；可逆；調(diào)速；系統(tǒng)1引言由于直流電動機具有極好的運動性能和控制特性，盡管它不如交流電動機那樣結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、制造方便、維護容易，但是長G7411G1209來，直流調(diào)速系統(tǒng)G980直G2356G6466G3416G7041G3332G1313。當(dāng)G9994，G17829G5192來，G19555G11540計G12651機G6228G7427、電G2159電G4388G6228G7427和控制G6228G7427的G2469G4649，交流調(diào)速系統(tǒng)G2469G4649G5468G5567，G3324G16780G3822G3342合G8503G17892G9188G2474G1207直流調(diào)速系統(tǒng)。但是就G11458G2081來G11487，直流調(diào)速系統(tǒng)G1185G9994是G14270動調(diào)速系統(tǒng)的G1039要G5430G5347。G3324G6117G3281G16780G3822G5049G1006G18108G19388，如G17723G19062、G11731G4677G18331G6508、G9035G8927G19087G6518、G18341G4658G2164G5049、G13454G13467、造G13452G1209及G20652G4630G5326G12581G12573G19668要G20652性能可控電G2159G6314動的G3342合，G1185G9994G5203G8879G18331用直流調(diào)速系統(tǒng)。本G16850G20076G4570設(shè)計G980G1022電流可逆調(diào)速系統(tǒng)，本系統(tǒng)是G1209直流斬波電路和SG3525G1038基G11796設(shè)計的。2直流斬波電路2G17G20直流斬波電路G1183G13473直流電動機是通過調(diào)G14422G1866電G7542G6122G2181G11925G13481組的電壓來G17810G2052調(diào)速G11458的的，3G2081G13785G980G14336G2495調(diào)壓調(diào)速，G2530G13785G2495調(diào)G11925調(diào)速。直流電機G6164G19668的電能G980G14336G18129來G14270交流電G13605，對G1866進行調(diào)壓調(diào)速大G14280有G1016G12193方G7708G726G1866G980是用可控G6984流電路G708如G7242G19404管G6984流電路G709G5483G2052可G1209調(diào)G14422的直流電壓供G13485電動機；G2490G980G12193G2029是G1820用不可控G6984流電路對交流電進行G6984流，G17767G1998不可調(diào)的直流電壓，G9994G2530通過直流斬波電路進行直流調(diào)壓。于本G16850G20076有G1863的直流斬波電路G1039要G2265G6336G1209G9913G12193G5430G5347G7262G17G20G17G20降壓斬波電路G708BG88G70G78G38G75G82G83G83G72G85G709降壓斬波電路的原理圖及G5049作波G5430如圖G20G6164示。圖中VG1038全控型器件，選用IGBT。DG1038續(xù)流二極管。當(dāng)V處于通態(tài)時，電源UI向負載供電，UDUI。當(dāng)V處于G7041態(tài)時，負載電流經(jīng)二極管D續(xù)流，電壓UDG17829似G1038零，至G980G1022周G7411T結(jié)束，再驅(qū)動V導(dǎo)通，重復(fù)上G980周G7411的過程。負載電壓的平均值G1038G726G5347中TG82NG1038V處于通態(tài)的時間，TG82FFG1038V處于G7041態(tài)的時間，TG1038開G1863周朝，G1038導(dǎo)通G2356空比，簡稱G2356空比G6122導(dǎo)通比。由此可知，G17767G1998G2052負載的電壓平均值UG82最大G1038UI。若減小G2356空比，G2029UG82G19555之減小，由于G17767G1998電壓低于G17767入電壓，故稱該電路G1038降壓斬波電路。圖21降壓斬波電路的原理圖及波形42G17G20G172升壓斬波電路G708BG82G82STG38G75G82G83G83G72G85G709升壓斬波電路的原理圖及G5049作波G5430如圖2G6164示。電路也使用G980G1022全控型器件V。當(dāng)V處于通態(tài)時，電源UI向電感LL充電，充電電流基本恒定G1038IG20，同時電容G38L上的電壓向負載供電，因G38L值G5468大，基本保持G17767G1998電壓UG82G1038恒值。設(shè)V處于通態(tài)的時間G1038TG82N，此階段電感LL上積累的能量G1038UIIG20TG82N。當(dāng)V處于G7041態(tài)時UI和LL共同向電容G38L充電，并向負載提供能量。設(shè)V處于G7041態(tài)的時間G1038TG82FF，G2029G3324此G7411間電感LL釋放的能量G1038G708UG82UIG709IG20TG82FF。當(dāng)電路G5049作于穩(wěn)態(tài)時，G980G1022周G7411T內(nèi)電感LL積蓄的能量與釋放的能量相G12573，即上G5347中的T/TG82FFG20，G17767G1998電壓G20652于電源電壓，故稱該電路G1038升壓斬波電路。圖2G17G20G172升壓斬波電路的原理圖及波G54302G17G20G173升降壓斬波電路G708BG82G82STBG88G70G78G38G75G82G83G83G72G85G709升降壓斬波電路的原理圖及G5049作波G5430如圖3G6164示。電路的基本G5049作原理是G726當(dāng)可控開G1863V處于通態(tài)時，電源UI經(jīng)V向電感LL供電使G1866貯存能量，同時G38L維持G17767G1998電壓UG82基本恒定并向負載供電。此G2530VG1863G7041，電感LL中貯存的5能量向負載釋放?？梢娯撦d電壓G1038上負G991G8503，與電源電壓極性相反。G17767G1998電壓G1038G726若改變導(dǎo)通比，G2029G17767G1998電壓可G1209比電源電壓G20652，也可G1209比電源電壓低。當(dāng)00G175時G1038降壓，當(dāng)0G1750G20時G1038升壓。圖2G17G20G173升降壓斬波電路的原理圖及波G54302G17G20G174直流電流可逆斬波電路當(dāng)斬波電路用于G6314動直流電機時，常要使電動機即可電動運行，又可再生制動，G4570能量反饋電源。從電動狀態(tài)G2052再生制動的切換可通過改變電路連結(jié)方G5347來實現(xiàn)。降壓斬波電路G3324G6314動直流電機時G708如圖3G6164示G709，電動機G5049作于第G980象限。而如圖33G6164示的升壓斬波電路，電動機G2029G5049作于第二象限。G1016G12193情況G991，電動機的電G7542電流的方向不同，但均只能單向流動。這里G1183G13473的直流電流可逆斬波電路是G4570降壓斬波電路和升壓斬波電路結(jié)合G3324G980起，G3324G6314動電動機時電G7542電流可G8503可負，但電壓只能是G980G12193極性。故G1866可G1209再第G20第2象限G5049作。圖2G17G20G174G13485G1998了直流電流可逆斬波電路的原理圖。G3324該電路中VG20和VDG20構(gòu)成降壓電路，由電源向直流電機供電，電動機G10386電動運行G5049作于第G20象限；V2和VD2構(gòu)成了升壓斬波電路，把直流電機的動能轉(zhuǎn)化G1038電能反饋G2052電源，使電機再生制動，G5049作于第2象限。G19668要注意的是，VG20和V2同時導(dǎo)通，電源就有短路的危險，進而損壞開G1863器件和電源，因此要防止這G12193情況的G1998現(xiàn)。當(dāng)電路只做降壓斬波運行時，V2和VD2總處于G7041開狀態(tài)，只做升壓斬波運行時，VG20和VD2總是處于G7041態(tài)。G1016G12193情況與G2081面討論的G980樣。此外該電路還有第三G12193G5049作方G5347，即G3324G980G1022周G7411內(nèi)交替G3332作G1038降壓斬波電路和升壓斬波電路G5049作。G3324這G12193G5049作方G5347G991，當(dāng)降壓斬波電路G6122升壓斬波電路的電流G7041續(xù)而G1038零時。使G2490G980G1022斬波電路G5049作，讓電流反方向流過，這樣電機電G7542回路總有電流流過。圖2G17G20G174電流可逆斬波電路及波G5430G11G68G12電路G708G69G709波G54303直流調(diào)速方案設(shè)計3G17G20直流電動機的選G6333本G16850G20076G4570設(shè)計G980G1022可逆調(diào)速系統(tǒng)，G1866G6228G7427G2454G6980G6466和要G8726G1038G726直流電動機，G20081定電壓UG49G20G200V，G20081定電流IG49G203G36，轉(zhuǎn)速NG49G20500G85/G80IN，電G7542電G19471G53G68G20G161，極G69802G832，G2181G11925電壓UG72G91G20G200V，G2181G11925電流IG72G910G17G27G36。3G172電路組成及系統(tǒng)G2010G7524直流脈寬調(diào)速電路原理如圖3G172G6164示，G1866中直流斬波電路可G11487成降壓型變換器和升壓型變換器的G1030G13864組合，G18331用IGBT作G1038G14270G1863G7041器件，G2045用集成脈寬調(diào)制控制器SG3525產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號作G1038驅(qū)動信號，由G1016G1022IGBT及7G1866反并G13864的續(xù)流二極管組成。圖3G172電路原理圖3G173G1039電路G5049作原理3G173G17G20變壓器變壓由于本設(shè)計中的直流電動機的G20081定電壓G1038G20G200V，G6164G1209G17767入電壓只要220VG5049G20069電壓即可。通過變壓器G4570220V的電壓轉(zhuǎn)變G1038G20G200V交流電。3G173G172二極管G6984流G3324單G20045G7737G5347全控G6984流電路中，G8611G980G1022導(dǎo)電回路中有2G1022G7242G19404管，G7094用G1016G1022G7242G19404管同時導(dǎo)通可G1209控制導(dǎo)電的回路。實G19481上G13783G15397成本，G6164有的G7242G19404管可用二極管G1207替即可。8圖3G173二極管G6984流通過變壓器的變壓，G5062經(jīng)G4570220V的單相交流電降壓G1038G20G200V的單相交流電。G4570G20G200V交流電通過由四G1022二極管組成的G6984流G7737G4570交流電G6984流成G1038G20G200V的直流電，由直流電驅(qū)動直流電機進行單向運動。3G173G173可逆電路設(shè)計這G14422G16774的可逆電路，就是之G2081G1183G13473的直流電流可逆斬波電路G708升降壓斬波電路G709。G3324該電路中VG20和VDG20構(gòu)成降壓電路，由電源向直流電機供電，電動機G1038電動運行G5049作于第G20象限；V2和VD2構(gòu)成了升壓斬波電路，把直流電機的動能轉(zhuǎn)化G1038電能反饋G2052電源，使電機再生制動，G5049作于第2象限。如圖2G17G20G174圖3G174G1039電路圖3G174控制電路9控制電路G1209SG3525G1038G7692G5527構(gòu)成，它G18331用恒G20069脈寬調(diào)制控制方G7708，G17878合于G2520G12193開G1863電源，斬波器的控制。G1866內(nèi)G18108G2265G2559G12946G4506基G1946源、G19203G21843波G6403G14645器、G16835G5058放大器、比G17751器、G2010G20069器G12573，并G2559有G8436壓G19157定電路，G19393G19157控制電路和G17731起動電路。SG3525外G3272電路G6521G13459圖見G991圖。圖中SG3525外G3272電路G6521G13459圖G40G59BG274G20是G980G12193驅(qū)動器，G3698G11422和G13803G6967G2163G10587大，可靠性G20652。本電路中用它來放大SG3525第G20G20，G204G5353G14062G17767G1998G2052IGBT的驅(qū)動信號并防止G16835驅(qū)動。圖3G175控制電路電路圖SG3525的內(nèi)部電路和參數(shù)10圖3G175G17G20SG3525內(nèi)G18108結(jié)構(gòu)圖與G5353G14062圖直流電源VS從G14062G205G6521入G2530G2010G1016路，G980路G2164G2052G6122G19762G19388；G2490G980路G17877G2052基G1946電壓穩(wěn)壓器的G17767入G12483，產(chǎn)生穩(wěn)定的G1815器件作G1038電源。G6403G14645器G140625G20047外G6521電容G38T，G14062G25G20047外G6521電G19471G53T。G6403G14645器G20069G10587G2390由外G6521電G19471G53T和電容G38TG1927定，G6403G14645器的G17767G1998G2010G1038G1016路，G980路G1209時G19059脈G1926G5430G5347G17877至G2464穩(wěn)態(tài)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與G19203G21843波電壓G3324比G17751器中進行比G17751，G17767G1998G980G1022G19555G16835G5058放大器G17767G1998電壓G20652低而改變寬G5242的方波脈G1926，再G4570此方波脈G1926G17877G2052G6122G19762G19388的G980G1022G17767入G12483。G6122G19762G19388的G2490G1016G1022G17767入G12483G2010G2047G1038G2464穩(wěn)態(tài)G16314G2469器和G6403G14645器G19203G21843波。G2464穩(wěn)態(tài)G16314G2469器的G1016G1022G17767G1998G1126G15929，交替G17767G1998G20652低電平，G4570PG90M脈G1926G17877至三極管VTG20及VT2的基極，G19203G21843波的作用是G2164入G8527G2318時間，保G16789VTG20及VT2不同時導(dǎo)通。最G2530，VTL及VT2G2010G2047G1776711G1998相G1313相G5058G1038G20G270G101的PWM波。3G175SG3525保護電路設(shè)計G20、G3698設(shè)G8436壓G19157定電路電路G726G1039要作用是當(dāng)G17767入電壓G27V時G15集成G3371內(nèi)G18108電路G19157定G15G1584止G5049作G708基G1946源及G5529要電路G19512外G709使之G9052G13803電流降至G5468小G708G134342G80G36G709。2、有G17731起動電路G726比G17751器的反相G12483即G17731起動控制G12483G27G14062可外G6521G17731起動電容。該電容由內(nèi)G181085V基G1946G2454G13783電壓的50G88G36恒流源充電G15G6164G1209選用5V，50UG41容量的電容。3、比G17751器有G1016G1022反相G17767入G12483G726SG3525的G16835G5058放大器、電流控制和G1863G19393控制3G1022信號共用G980G1022反相G17767入G12483G15現(xiàn)改G1038G3698G2164G980G1022反相G17767G1166G12483G15G16835G5058放大器與G1863G19393電路G2520G14270G17877至比G17751器的反相G12483。這樣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脈G1926寬G5242調(diào)制G709G17767G1998G17877G2052PWMG19157存器G15G19157存器由G1863G19393電路G13634G1313G15由G6403G14645器G17767G1998時間脈G1926復(fù)G1313。這樣G15當(dāng)G1863G19393電路動作G15即使過電流信號G12447即G9052G3845G15G19157存器也可維持G980G1022周G7411的G1863G19393控制G15直G2052G991G980G1022周G7411時G19059信號使G19157存器復(fù)G1313G1038止。5、G6403G14645器作了G17751大改進G726SG3525中的G6403G14645器只有G38T及G53TG1016G5353G14062G15充電和放電回路是相同的。SG3525的G6403G14645器G15G19512了G38T及G53TG5353G14062外G15G3698G2164了放電G5353G14062G26、同G8505G5353G140623。G53TG19471值G1927定對G38T充電的內(nèi)G18108恒流值G15G38T的放電G2029由G140625及G14062G26之間外G6521的電G19471值G53DG1927定。把充電和放電回路G2010開G15有G2045于通過來調(diào)G14422G8527G2318的時間。G3324SG3525中G3698G2164了同G8505G5353G140623G999G1038外同G8505用G15G1038G3822G1022SG3525的G13864用提供了方便。設(shè)計總結(jié)12本文G6164G17860的直流調(diào)速電路通過G980G12193由降壓變換器和升壓變換器組合而成的直流斬波電路G2164G1209實現(xiàn)，此直流斬波電路選用全控型器件IGBT，電機G8503反轉(zhuǎn)時電G7542G13481組的連G6521G18331用狀態(tài)開G1863進行切換，這樣只用G1016G1022開G1863器件就實現(xiàn)了電機的四象限運行。直流脈寬信號由SG3525產(chǎn)生，調(diào)試G19762常方便，電路控制也G5468靈活。實G20576G16789G7138本調(diào)試系統(tǒng)直流電壓大小調(diào)G14422和電機可逆運行的實現(xiàn)G19762常方便，并具有G17751G11840的G19757特性和機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，也有面對G980切G6164不能G5537G2475的，這就是生活。但是生活中確實有G16780G3822美好的東西，有些時候你不會G11487G2052它的本身色彩，如果你用這G980G12193方G5347感G2475不G2052的話，不妨換G980G12193方G5347去感G2475，也G16780它G8503是你G6164G19668要的那G12193生活方G5347。G1821陰荏苒，三G5192的大學(xué)生活G3324G6117的G1166生長河里留G991了不可磨滅的G980筆。說不清它G2052底帶G11540什么樣的色彩，但，這畢竟是G6117G6164體G20576的G980G12193生活，G980G12193感G2475G14270己存G3324價值的方G5347。轉(zhuǎn)眼間，畢G1006G3324即，G5527中有些不舍，也有些G16780對未來的G7411盼。最終，曾經(jīng)的舍友、校友，還是會四G6967天涯，去找尋G14270己的生活。作G1038畢G1006離校G2081最G2530也是最重要的G980件事情畢G1006設(shè)計，G6117想不G1821是G6117，G6164有同學(xué)G18129會最認真的對待。因G1038，他不僅僅是學(xué)校對G6117們學(xué)習(xí)的檢G20576和G13783量，同時，也是G6117們G16789G7138G14270己存G3324價值的最好體現(xiàn)。G3324此次設(shè)計過程中，G6117通過查閱電G4388電G2159G6228G7427、電氣G14270動化控制類大學(xué)生職G1006G6228能培訓(xùn)教材和、電G2159電G4388實用電路G12573相G1863資料，G1209及查閱G13605G13488資源，認真學(xué)習(xí)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的G5049作原理及G1866物理特性，能把G6164學(xué)的理論知識G7368好的結(jié)合實G19481，G3698強了G14270己的動手能G2159和實踐能G2159。G1038不久的G4570來G1998社會做好了鋪墊和基G11796。歌德說過G726那些是你的夢想的，那你就要去做，去嘗試，去努G2159，去奮斗。而這，就是G6117們努G2159G1038之奮斗的G11458標(biāo)。做G2052G7368好13致謝經(jīng)過G1016G1022月的忙碌和G5049作，本次畢G1006設(shè)計G5062G6521G17829尾聲，作G1038G980G1022G999科生的畢G1006設(shè)計，由于經(jīng)G20576的匱乏，難G1825有G16780G3822G13783G15397不周全的G3332方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，G1209及G980起G5049作的同學(xué)們的支持，想要完成這G1022設(shè)計是難G1209想象的。G3324這里首G1820要感謝G6117的導(dǎo)師洪武老師，洪老師平日里G5049作繁G3822，但G3324G6117做畢G1006設(shè)計的G8611G1022階段，從查閱資料G2052設(shè)計草G7708的確定和修改，中G7411的檢查，G2530G7411的詳細設(shè)計，裝配草圖G12573G6984G1022過程中G18129G13485予了G6117悉G5527的知G17959。G6117的設(shè)計G17751G1038復(fù)雜煩瑣，但是洪老師G1185G9994細G5527G3332糾G8503設(shè)計中的錯G16835。G19512了敬G1341洪老師的G999G1006G8712平外，他的G8847學(xué)G1017G16892和科學(xué)研究的G12946G12082也是G6117G8716G17840學(xué)習(xí)的G8048樣，并G4570積極G5445G2721G6117G1182G2530的學(xué)習(xí)和G5049作。G1866次要感謝G6117的同學(xué)對G6117G7092G12181的G5122G2173，特G2047是G3324G17731件的使用方面，G8503因G1038如此G6117G6177能G20046G2045完成設(shè)計，G6117要感謝G6117的G8609校G2500G5042職G1006G6228G7427學(xué)G19510，是G8609校G13485G6117們提供了G1260G14403的學(xué)習(xí)G10627G3671；G2490外，G6117還要感謝