直流脉宽(PWM)调速系统设计与研究——触发电路设计(任务书)
直流电机PWM脉宽调速系统设计
直流电机PWM脉宽调速系统设计基于 51 系列单片机的直流电机 PWM调速系统设计目录1 课程设计内容 (1)2 课程设计目的 (1)3 直流电动机调速概述 (2)3.1直流电机调速原理 (2)3.2直流调速系统实现方式 (3)4. 方案选择 (3)5 硬件电路设计 (4)5.1主电路 (4)5.2直流电动机驱动 (5)5.3控制电路 (6)5.4 PWM波形的程序实现 (7)5.5仿真电路图 (7)6 实验结果与分析 (8)6.1调试结果 (8)6.2调试分析 (8)6.3出现问题及分析 (9)7 收获与体会 (9)8 小组分工 (10)参考文献 (11)附录 (12)1 课程设计内容1．选用额定电压为220V，额定电流为1.2A的它励直流电动机（即把实验室的并励直流电动机做它励接法）作为调速对象。
要求带一发电机负载进行调速实验。
2．对直流电机进行四象限调速，实现直流电机的加速、减速和反转功能。
3．使用PWM技术实现直流电机的调速，通过改变触发脉冲的占空比来实现调速控制。
4．由于电机工作在220V直流电压下，所以电路分为高压和低压两部分，低压电路控制高压电路实行电机调速。
2 课程设计目的电机与拖动时一门要求实践性很强的课程，具有极其广泛的工程应用价值。
若要深入地掌握理论知识，就必须在加强理论学习的基础上，注重加强工程实践操作技能的系统训练。
不仅通过实验论证一些理论问题，而且还要通过工程设计、工程实践等环节，掌握该课程在实践工程应用、故障分析等方面的综合实践技能，使学生树立工程意识、提高工程实践能力。
本课程设计旨在通过学生独立完成小型电动机的设计达到对学生综合性训练。
具体设计目的如下：1.进一步加深对直流电机机构的认识，更好地理解电机的工作原理，对直流电机四象限运行有全面的理解。
2.熟悉对装备性能检验测定方法和步骤，进一步提高分析实验现象和实验结果的能力，提高发现问题，分析问题，解决问题，总结出一般规律的能力。
直流脉宽PWM调速系统设计与研究保护电路设计2
摘要本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。
首先描述了变频器的发展历程，提出了PWM调速方法的优势，指出了未来PWM调速方法的发展前景，点出了研究PWM调速方法的意义。
应用于直流电机的调速方式很多，其中以PWM变频调速方式应用最为广泛，而PWM变频器中，H型PWM变频器性能尤为突出，作为本次设计的基础理论，本文将对PWM的理论进行详细论述。
在此基础上，本文将做出SG3525单片机控制的H型PWM变频调速系统的整体设计，然后对各个部分分别进行论证，力图在每个组成单元上都达到最好的系统性能。
关键词：直流调速；PWM ；SG3525 ；调节器的设计目录引言 (1)1. 简要介绍及设计方案 (5)1.1 PWM简介 (5)1.2 直流调速系统的方案设计 (5)1.2.1 设计已知参数 (5)1.2.2 设计指标 (6)1.2.3设计内容 (6)1.2.4 现行方案的讨论与比较 (6)1.2.5 选择IGBT的H桥型主电路的理由 (7)1.2.6 采用转速电流双闭环的理由 (7)2. 直流脉宽调速系统主电路设计 (8)2.1 主电路结构设计 (8)2.2 参数设计 (9)3. 调节器设计ASR,ACR (11)3.1 电流调节器设计 (11)3.2 转速调节器设计 (12)3.3 转速反馈调节器、电流反馈调节器的整定 (12)4. 触发电路 (13)4.1触发控制电路设计 (13)5. 保护电路 (15)5.1 整流电路中的保护电路 (15)5.2 PWM电路中的保护电路 (15)5.2.1 主电路中的熔断器负责过流保护 ................ 错误!未定义书签。
5.2.2 缓冲电路 (15)5.3反馈及保护电路设计 (16)5.3.1转速检测装置选择 (16)5.3.2电流检测单元 (17)6. 调试 (18)6.1晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 (18)6.1.1实验内容 (18)6.1.2 实验系统组成和工作原理 (18)6.1.3 实验方法 (18)6.2 双闭环可逆直流脉宽调速系统性能测试 (22)6.2.1 实验内容 (22)6.2.2 实验系统的组成和工作原理 (22)6.2.3 测试内容 (23)结论 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
PWM脉宽调制系统电力电子任务书
课程设计任务书
一、设计题目：
PWM脉宽直流调速系统的设计
二、设计任务：
1.设计PWM控制直流电动机四象限运行
2.控制转速超调量小于10%，电流超调量小于5%
3.了解双闭环直流调速系统的启动过程
三、设计计划：
本设计共一周：
第1天查资料
第2～5天方案分析，具体按课程设计指导书进行设计及整理设计说明书；
第6天准备答辩；
第7天答辩。
四、设计要求：
1.设计控制电路和保护电路；
2.计算主电路电力电子器件参数；
3.绘制主电路、控制电路和保护电路结构框图；
指导教师：
教研室主任：
时间：。
《脉冲宽度调制(PWM)直流电机调速电路》课外设计制作总结报告
《电路与电子线路基础》课外设计制作总结报告题目( D)：脉冲宽度调制（PWM）直流电机调速电路一、实验方案直流电机使用直流电流作为驱动电流。
直流电机内部主要由主磁极、绕组线圈、换向片、电刷等部件构成。
直流电机的两极输入直流电流，根据安培定律，通电线圈在磁场中受到磁场作用力的影响，可以驱动线圈旋转；对直流电机的转速进行控制，就是通过改变进入绕组线圈的电流大小，从而改变磁场作用力的大小。
我们通过脉宽调制的方法来调整直流电机的转速。
因为有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，所以等幅值、不同宽度的一系列矩形脉冲与正弦半波的作用是等效的。
要改变等效输出正弦波的幅值，按同一比例改变各矩形脉冲宽度即可。
对于直流电压或电流，可以简单地用一系列等幅值、等宽度的脉冲来等效。
通过调整输出方波的占空比，改变电压或电流大小。
电压或电流源是以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
根据PWM原理控制直流电机，就是要设计相应的控制电路，对直流电机驱动电流信号的极性、占空比进行控制，以达到控制直流电机的旋转方向和转速的目的。
由于对转速没有具体的要求，因此，可以简单地通过输出占空比较高的信号获得较高的转速，输出占空比较低的信号来获得较低的转速。
多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。
在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。
两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。
多谐振荡器可用作方波发生器。
所以我们使用555定时器来调制方波。
555定时器的八个引脚的作用如下表：当555定时器接通电源后，输出假定是高电平，则T 截止，电容C 充电。
充电回路是VCC —R1—R2—C —地，按指数规律上升，当上升到2Vcc/3时（TH 、端电平大于Vc ），输出翻转为低电平。
直流电机PWM脉宽调速系统设计
摘要根据设计要求，本次设计用IR2111芯片作为驱动核心，并以TL494芯片用于产生PWM 波形的调速电路。
通过这2部分的组合，便构成了以PWM脉宽进行调速的直流电机控制系统。
报告会详细说明PWM电路对电机的调速控制原理、IR2111芯片的驱动原理及电路设计在恒负载的情况下相应实验现象和数据分析。
通过所观察到的实验现象及各项数据分析可知，以IR2111为驱动的直流电机控制系统电路不仅接线简单，操作方便，而且性能非常稳定，能够很好地驱动直流电机正常运转。
关键字：IR2111 TL494 PWM波形直流电机前沿现阶段是属于电力电子技术飞速发展的一个时期，而人民经常提到的PWM调速技术，由于其具有响应速度快、调速精度高、调速范围宽和功耗低等优点，所以正逐步被运用于直流电机的调速之中。
使用专用的集成电路驱动芯片设计的电路有线路简单、成本低廉的优点，在成本敏感的应用中是最好的选择。
IR2111 是国际整流器公司的产品，多应用在电子整流器等照明电路中，而将其应用到电动机控制电路中，也可以取得比较不错的效果。
电路设计的方案比较与选择最初讨论时，小组所确定的方案如下，脉宽调制电路选择方案一：以555作为PWM波的产生芯片，并以此进行相关调控；方案二：以TL494作为PWM波的产生芯片，并以此进行相关调控；用555芯片搭建PWM波产生电路时接线复杂，产生的PWM波比较不稳定，之后调控工作也没那么方便，而至于TL494芯片，除了价格较低外，其外围电路比较容易搭建，且调控非常方便，故我们组选用了方案二来进行PWM的产生。
驱动电路的选择方案一：使用多个功率放大器件（例如三极管以及相关功率管等）进行电路驱动，通过不同的放大驱动电路和不同参数的器件，可以达到不同的放大要求以及相应的控制时序。
方案二：采用专用驱动集成芯片IR2111来驱动半桥，IR2111 是功率MOSFET 和IGBT 专用栅极驱动集成电路，可用来驱动工作在母线电压高达600V 的电路中的N沟道功率MOS 器件。
PWM直流调速系统设计解析
PWM直流调速系统设计解析PWM（脉宽调制）是一种控制电路的技术，通过改变信号的脉冲宽度来控制输出电压的大小。
PWM直流调速系统是基于PWM技术设计的一种调速系统，可以用于直流电机的精确调速控制。
1.控制电路的设计：控制电路主要负责生成PWM信号，以及对输入信号进行放大和滤波。
PWM信号的产生通常采用计数器和比较器的组合，根据设定的频率和占空比来生成PWM信号。
放大和滤波电路可以使用运算放大器和滤波器来实现。
2.电源电路的设计：电源电路负责为PWM调速器提供稳定的电源电压。
通常采用交流输入，通过整流和滤波电路转换为直流电压。
电源电路还需要考虑过流和过压保护，以及稳压和滤波功能。
3.电机驱动电路的设计：电机驱动电路用于控制电机的转速和转向。
常见的驱动电路有单向驱动和双向驱动两种。
单向驱动适用于只需控制电机转速的情况，双向驱动适用于需要控制电机转向的情况。
驱动电路中通常包含功率开关和保护电路，用于保护电机和驱动电路。
4.速度反馈回路的设计：速度反馈回路用于监测电机的实际转速，并将转速信号反馈给PWM调速器进行闭环控制。
常见的速度反馈装置有编码器、霍尔传感器和反电动势等。
回路还需要进行滤波和放大，以保证准确的速度反馈。
5.控制算法的设计：控制算法是PWM直流调速系统的核心。
常用的控制算法有比例控制、积分控制和微分控制等。
根据实际情况，可以选择不同的控制算法来实现精确的调速效果。
控制算法还需要考虑响应时间、稳定性和抗干扰性等因素。
6.控制参数的调试和优化：调试和优化是PWM直流调速系统设计的最后一步。
通过实际测试和参数调整，可以不断优化控制系统的性能。
常见的调试和优化方法有自整定、试错法和优化算法等。
总之，PWM直流调速系统设计需要综合考虑控制电路、电源电路、驱动电路、速度反馈回路、控制算法以及参数调试和优化等多个因素。
通过合理的设计和调试，可以实现对直流电机精确的调速控制，广泛应用于工业自动化、机械设备和交通运输等领域。
直流(PWM)脉宽调速系统--触发电路设计
目录1绪论 (1)1.1直流电动机的调速方法 (1)1.2选择PWM控制系统的理由 (2)1.3采用转速电流双闭环的理由 (2)1.4设计技术指标要求 (3)2 PWM直流调速系统主电路设计 (4)2.1主电路结构设计 (4)2.2主电路逆变工作原理 (5)2.3 PWM变换器介绍 (6)2.4 参数设计 (9)3直流脉宽调速系统触发电路设计 (11)3.1触发控制电路设计 (11)3.2 PWM信号发生器 (11)3.3 SG3525芯片的主要特点 (12)4转速、电流双闭环设计 (16)4.1电流调节器设计 (16)4.2转速调节器设计 (16)5参数测定 (17)5.1测定晶闸管直流调速系统主电路电阻值R、电感值L (17)5.2测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td (18)5.3测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数Cm (19)5.4测定晶闸管直流调速系统机电时间常数Tm (19)6系统调试 (20)6.1单元部件调试 (20)6.2闭环系统特性测试 (21)6.3系统动态特性观察 (22)7结束语 (24)8参考文献 (25)1绪论1.1直流电动机的调速方法直流调速技术的研究和应用已达到比较成熟的地步，尤其是随着全数字直流调速的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性。
目前国各大专院校，科研单位和厂家也都在开发直流调速装置，但大多数调速技术都是结合工业生产中，而在民用中应用相对较少，所以应用已有的成熟技术开发性能价格比高的，具有自主知识产权的直流调速单元，将有广阔的应用前景。
本系统采用转速环和电流环双闭环结构,因此需要实时检测电机的电枢电流并把它作为电流调节器的反馈信号。
由电动机理论知，直流电动机的机械特性方程为T R C C C U n m e e Nφφ2N -=式中 n N ——直流电动机的转速（r/min ）U N ——电动机的额定电压(v)：R ——电动机电枢电路总电阻(Ω)C e——电动势常数(v·min ／r)； C m ——转矩常数，C m ＝9.55C e ;T ——电动机电磁转矩(N·m)；φ——电动机磁通(wb)。
PWM脉宽直流调速系统设计课程设计
直流电机调速原理
直流电机 调速原理： 通过改变 电枢电压 或励磁电 流来改变 电机转速
直流电机 调速方式： 电枢电压 调速、励 磁电流调 速、电枢 电阻调速
电枢电压 调速：通 过改变电 枢电压来 改变电机 转速，适 用于恒转 矩负载
励磁电流 调速：通 过改变励 磁电流来 改变电机 转速，适 用于恒功 率负载
稳定性分析步 骤：确定系统 模型、分析系 统稳定性、优
化系统设计
可靠性分析
稳定性：系统在运 行过程中是否稳定， 是否会出现波动或 异常
准确性：系统输出 的信号是否准确， 是否符合设计要求
抗干扰能力：系统 在受到外部干扰时， 是否能够保持稳定 运行
故障诊断与处理： 系统出现故障时， 是否能够快速诊断 并处理，保证系统 正常运行
功率模块设计
功率模块类型： IGBT、
MOSFET等
功率模块选择： 根据系统需求 选择合适的功
率模块
功率模块参数： 电压、电流、
频率等
功率模块布局： 考虑散热、电 磁干扰等因素 进行布局设计
控制模块设计
控制模块组成：包括微处理 器、存储器、输入输出接口 等
控制模块功能：实现对电机 转速、电流、电压等参数的 控制
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汇报人：
高效化、节能化。
发展趋势与展望
应用领域：广泛应用于工业自动 化、智能家居、电动汽车等领域
市场前景：随着科技的发展，市 场需求不断增长
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技术发展趋势：智能化、网络化、 集成化
挑战与机遇：面临技术瓶颈、市 场竞争等挑战，同时也存在巨大 的发展机遇
技术创新与挑战
技术创新： PWM脉 宽直流调 速系统在 工业自动 化、电动 汽车等领 域的应用
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3、实验操作四天
4、撰写报告及答辩一天
指导教师
年月日
学院主管院长
年月日
5、反馈及保护电路设计。根据要求设计反馈电路，选择反馈参数，并进行过流保护和过压保护电路设计。
6、调试。比较脉宽直流调速系统于晶闸管－电动机直流调速系统的性能。
五、设计要求
1、绘制脉宽直流调速双闭环系统的电路图。
2、提交设计报告（设计过程，参数计算，测试过程，调试结果）。
六、进度安排：
1、查阅资料一天
3、电流超调量 ，空载起动到稳态转速时的转速超调量 。
四、设计内容
1、主电路设计。设计主电路，并根据已知参数选择电路元件容量。
2、直流脉宽控制电路设计。利用数字集成电路设计直流脉宽控制电路。
3、转速调节器设计。根据直流调速系统的工程设计方法进行转速调节器的设计。
4、电流调节器设计。根据直流调速系统的工程设计方法进行电流调节器的设计
3、掌握H型PWM变换器的双极式控制方式的原理与特点。
4、掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。
二、设计已知参数
1、拖动设备：直流电动机： ，过载倍数 。
2、负载：直流发电机：
3、机组：转动惯量
三、设计指标
1、D＝４，稳态时无静差。
2、稳态转速n=1500r/min,负载电流0.8A。
自动控制系统课程设计任务书
学院（系）
信息科学与工程学院
专业
自动化
学生姓名
学号
设计题目
直流脉宽（PWMቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ调速系统设计与研究——触发电路设计
一、设计目的
1、掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。
2、熟悉直流PWM专用集成电路SG3525、SG3524等的组成、功能与工作原理。