直流脉宽调速系统微机实现技术优化方案

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：三相交流电源经不可控整流器变换为电压恒定的直流电源，再经过直流PWM变换器得到可调的直流电压，给直流电动机供电。图4-11单片微机控制的PWM可逆直流调速系统的硬件结构数字控制器是系统的核心，一般选用专为电机控制设计的单片微机，配以显示、键盘等外围电路，通过通信接口与上位机或其他外设交换数据。

直流脉宽调速系统微机控制系统的硬件结构图如图4-11所示。三相交流电源经不可控整流器变换为电压恒定的直流电源，再经过直流PWM变换器得到可调的直流电压，给直流电动机供电。检测回路包括电压检测、电流检测、温度检测和转速检测，其中电压检测、电流检测和温度检测由A/D转换通道变为数字量送入微机，转速检测用数字测速。微机控制还具备故障检测功能，对电压、电流、温度等信号进行实时监测和分析比较，若发生故障立即采取措施，避免故障进一步扩大，并同时报警，以便人工处理。

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图4-11　单片微机控制的PWM可逆直流调速系统的硬件结构

数字控制器是系统的核心，一般选用专为电机控制设计的单片微机，配以显示、键盘等外围电路，通过通信接口与上位机或其他外设交换数据。这种微机芯片本身都带有A/D转换器、通用I/O和通信接口，还带有一般微机并不具备的故障保护、数字测速和PWM生成功能，可大大简化数字控制系统的硬件电路。

控制软件一般采用转速、电流双闭环控制，电流环为内环，转速环为外环，内环的采样周期小于外环的采样周期。无论是电流采样值还是转速采样值都含有扰动，常采用阻容电路滤波，但滤波时间常数太大时会延缓动态响应，为此可采用硬件滤波与软件滤波相结合的方法。转速调节器ASR和电流调节器ACR大多采用PI调节器，当系统对动态性能要求较高时，还可以采用各种非线性和智能化的控制算法，使调节器能够更好地适应控制对象。

转速给定信号可以是由电位器给出的模拟信号，经A/D转换后送入微机系统，也可以直接由计数器或码盘发出数字信号，现在更倾向于上位控制器直接发出运行命令和转速给定。在控制过程中，为了避免同一桥臂上、下两个电力电子器件同时导通而引起直流电源短路，在由VT1、VT4导通切换到VT2、VT3导通或反向切换时，必须留有足够的死区时间。

直流脉宽调速系统微机实现技术优化方案

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