[精品論文]IGBT組成的直流斬波調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)(論文)

畢業(yè)設(shè)計(jì)課程定做 QQ1714879127目 錄1. 課程設(shè)計(jì)目的12. 課程設(shè)計(jì)要求13. 設(shè)計(jì)內(nèi)容13.1調(diào)速系統(tǒng)方案確定13.2主電路計(jì)算23.2.1整流變壓器計(jì)算23.2.2整流元件選擇23.2.3濾波電容選擇23.2.4 IGBT選擇23.2.5保護(hù)元件的選用23.2.6反饋電路參數(shù)選擇23.3控制電路參數(shù)選擇23.3.1振蕩器、選擇23.3.2 、電阻的選擇23.3.3放大器的參數(shù)選擇23.3.4 及選擇23.3.5繼電接觸器電路的選擇與計(jì)算24. 設(shè)計(jì)總結(jié)2參考文獻(xiàn)2附 錄2畢業(yè)設(shè)計(jì)課程定做 QQ1714879127交直流電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)1. 課程設(shè)計(jì)目的報(bào)告正文部分：(要求：正文部分一律用小四號(hào)字，宋體，正文全文行間距固定值20pt。一級(jí)大標(biāo)題小三號(hào)字黑體靠左，加粗。二級(jí)大標(biāo)題四號(hào)黑體靠左。三級(jí)大標(biāo)題小四黑體。)2. 課程設(shè)計(jì)要求技術(shù)要求：，電壓連續(xù)可調(diào)，穩(wěn)壓精度小于，有限流保護(hù)。3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1調(diào)速系統(tǒng)方案確定由于可調(diào)直流電源容量不大，故可采用單相交流電源供電、單相整流變壓器降壓、二極管橋式整流、電容濾波獲得斬波輸入直流電源，經(jīng)IGBT斬波，即可得到要求的可調(diào)直流電源。IGBT為場(chǎng)控輸入器件，輸入功率小。CW494集成脈寬控制器不但可方便獲得所要求的斬波頻率和脈沖寬度，由于它輸出最大電流為，因此，不用驅(qū)動(dòng)放大電路即可滿(mǎn)足控制要求，從而簡(jiǎn)化電路。CW494內(nèi)部電路框圖如下圖所示。CW494內(nèi)部有兩個(gè)放大器，很容易實(shí)現(xiàn)電壓反饋。若采用比例積分調(diào)節(jié)，且反饋電阻、電容參數(shù)選擇得當(dāng)，電壓靜態(tài)精度可不用計(jì)算，動(dòng)態(tài)精度計(jì)算也可從略。為實(shí)現(xiàn)限流保護(hù)，可采用電流截止反饋。因負(fù)載功率小，可用電阻采樣，還可加入繼電器，過(guò)電流嚴(yán)重時(shí)可切斷主電路電源。系統(tǒng)框圖如下圖所示。3.2主電路計(jì)算斬波調(diào)壓主電路如下圖所示。3.2.1整流變壓器計(jì)算一般情況下，整流裝置所要求的交流供電電源與電網(wǎng)電壓不一致，因此需要使用整流變壓器。此外，整流變壓器還可減小電網(wǎng)和整流裝置的相互干擾。已知條件：一次電壓；整流電路接線(xiàn)方式和負(fù)載性質(zhì)；整流輸出電壓和電流。計(jì)算參數(shù)：二次相電壓和相電流；一次相電流；一次側(cè)容量、二次側(cè)容量和平均容量。的計(jì)算考慮占空比為則取則考慮裕量取一、二次電流計(jì)算取變比考慮空載電流 取變壓器容量計(jì)算3.2.2整流元件選擇二極管承受最大反向電壓 ，考慮3倍裕量，則，取該電路整流輸出接有大電容，而且負(fù)載也不是純電感負(fù)載，但為了簡(jiǎn)化計(jì)算，仍按電感負(fù)載進(jìn)行計(jì)算，只是電流裕量可適當(dāng)取大些即可。取。故選ZP10-5整流二極管4只，并配散熱器。3.2.3濾波電容選擇一般根據(jù)放電時(shí)間常數(shù)計(jì)算，負(fù)載越大，要求紋波系數(shù)越小，電容量也越大。一般不作嚴(yán)格計(jì)算，多取以上。因該系統(tǒng)負(fù)載不大，故取 耐壓按 ，取。即選用、電容器。為濾除高頻信號(hào)，取，耐壓。3.2.4 IGBT選擇因，取3倍裕量，選耐壓為以上的IGBT。由于IGBT是以最大值標(biāo)注，且穩(wěn)定電流與峰值電流間大致為4倍關(guān)系，故應(yīng)選用大于4倍額定負(fù)載電流的IGBT為宜。為此選用的IGBT，并配以相應(yīng)散熱器即可。3.2.5保護(hù)元件的選用變壓器二次側(cè)熔斷器選擇由于變壓器最大二次電流，故選用熔芯即可滿(mǎn)足要求。應(yīng)選用、熔斷器，熔斷器的結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)而定。IGBT保護(hù)電路選擇1)電容的選擇一般按布線(xiàn)電感磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量估算。即得 式中 主回路布線(xiàn)電感； IGBT關(guān)斷時(shí)集電極電流；緩沖電容量電壓穩(wěn)定值，由IGBT安全工作區(qū)確定；直流電源電壓?？捎蓪?shí)測(cè)確定。這里可按估算。為保證保護(hù)可靠，可取稍低于IGBT耐壓值為宜，這里取進(jìn)行計(jì)算。取，得 取、耐壓（略大于）。2)緩沖電阻計(jì)算要求IGBT關(guān)斷信號(hào)到來(lái)之前，將緩沖電容器所積蓄的電荷放完，以關(guān)斷信號(hào)之前放電為條件，其計(jì)算公式如下：不能太小，過(guò)小會(huì)使IGBT開(kāi)通時(shí)的集電極初始電流增大，因此，在滿(mǎn)足上式條件下，希望盡可能選取大的電阻值。為開(kāi)關(guān)頻率、IGBT最大開(kāi)關(guān)頻率為，實(shí)際使用在以?xún)?nèi)，這里取。則有 取。吸收電阻功率 取 ，即選用、電阻即可。 3)緩沖電路二極管因用于高頻電路中，故應(yīng)選用快速恢復(fù)二極管，以保證IGBT導(dǎo)通時(shí)很快關(guān)斷。電流定額可按IGBT通過(guò)電流的試選，然后由調(diào)試決定。3.2.6反饋電路參數(shù)選擇電壓反饋總電阻一般取幾千歐至幾十千歐為宜過(guò)小損耗大，過(guò)大又會(huì)使電壓反饋信號(hào)內(nèi)阻加大。故取。考慮一定的功率裕量，可取一個(gè)、固定電阻與一個(gè)、電位器串聯(lián)即可滿(mǎn)足要求。電位器上分得電壓，完全能滿(mǎn)足反饋電壓的需要。反饋電路濾波電容的選擇放電時(shí)間常數(shù)為式中 電壓周期，取。因控制電路采用CW494，其鋸齒波電壓最大值為，故反饋電壓最大為，對(duì)應(yīng)電位器電阻應(yīng)為。則 取。因控制電路電源電壓為，故取、耐壓為。電流反饋電阻及濾波電容的選擇因負(fù)載不大，可采用電阻取樣。一般采樣電阻壓降應(yīng)小于，即小于。取。，取。電流截止反饋電位器及過(guò)流繼電器保護(hù)取樣電位器均取、實(shí)芯電位器即可。3.3控制電路參數(shù)選擇控制電路如下圖所示。3.3.1振蕩器、選擇取、耐壓。3.3.2 、電阻的選擇由于CW494內(nèi)部有兩個(gè)放大器，其中右邊一個(gè)不用，為防止干擾信號(hào)使該放大器飽和輸出，而影響另一放大器工作?？扇　?，并使輸入端短接接地，反饋電阻取、。3.3.3放大器的參數(shù)選擇取，。為防止開(kāi)環(huán)，可在2、3腳間再接一個(gè)、電阻。3.3.4 及選擇一般取，IGBT電流定額越大，值越小。IGBT選，取，。一般取值與相等即可。3.3.5繼電接觸器電路的選擇與計(jì)算IGBT組成的直流斬波調(diào)速系統(tǒng)電氣原理總圖如下圖所示。由主電路取樣，過(guò)電流保護(hù)環(huán)節(jié)取稍大于電流截止反饋電流動(dòng)作。如電路電流等于時(shí)電流截止反饋起作用，則可調(diào)主電路電流，（取樣電壓最大值）時(shí)，讓過(guò)電流繼電器動(dòng)作，接觸器KM失電，切斷主電路電源。穩(wěn)壓管、均取，當(dāng)時(shí)使三極管飽和導(dǎo)通，三極管電流定額可根據(jù)繼電器電流選擇。若選用JRX-13F，線(xiàn)圈電壓為，電阻，當(dāng)加電壓時(shí)，電流為。故選耐壓為，集電極電流為的3DG12B三極管即可滿(mǎn)足要求。因變壓器一次電流為，選、的接觸器即可。4. 設(shè)計(jì)總結(jié)參考文獻(xiàn)1 竺可楨. 物理學(xué)M. 北京：科學(xué)出版社，1973.2 張昆，馮立群，余昌鈺，等. 機(jī)器人柔性手腕的球面齒輪設(shè)計(jì)研究J. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1994, 34(2): 1-7.3 Chen Z F, Shi H Y, An Y J. Globally convergent approach based on chaotic theory for underwater robot motor optimization A.International Conference on Robotics, Intelligent Systems and Signal Processing C. Chansha, 2003. 996-1001.4 鄭開(kāi)青. 通訊系統(tǒng)模擬及軟件D.北京：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)無(wú)線(xiàn)電系，1987.5 姜錫洲. 一種溫?zé)嵬夥笏幹苽浞椒≒.中國(guó)：881056073，1980-07-26.6 中華人民共和國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局. GB31003102. 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)量與單位S.北京：中國(guó)標(biāo)