文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
240KVA时间分割PWM直流调速系统研究
姓名:余晓辉
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:焦振宏
20030301
摘要关键词:论文研究设计了应用于某型电动力水下航行器的大功率、高功率密度直流调速系统。根据系统性能指标,以及功率容量大、功率密度高、体积重量小、电磁环境差的特点,论证、选择了系统总体方案,系统采用时间分割脉宽调制恫ǖ缏纷魑9β实缏方峁梗⒖刂破骱蚉谙可编程微控制器外围芯片为核心构成控制系统。论文分析了系统工作原理和提高调速性能的方法,研究了大功率模块应用中驱动、吸收、保护和热量控制等关键技术,考虑了电子电路与功率电路在小体积空间的电磁兼容措施,设计了系统的控制算法、功率电路及电路参数、控制系统硬件电路和软件。在以上研究的基础上,研审时间分割绷鞯魉僮爸醚行了试验验证,论文叙述了系统试验的过程、试验中出现的问题及解决措旋。试验证明设计是可行的。直流调速时间分割脉宽调制高功率密度模块西北工业人学硕郝垡
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第一章绪论直流调速系统的发展现状论文研究应用于某型电动力水下航行器的大功率、高功率密度直流调速系统。目前国内该电动力水下航行器使用稀土永磁直流推进电机,采用接触器切换电池方式实现双速制航行,这限制了其性能的进一步提高。若水下航行器采用无级变速方式航行,对提高其战技指标,特别是改进航迹控制性能、降低自噪声、增大目标探测距离、提高命中率和机动性以及攻击能力、增大续航能力,都具有重要意义,故采用直流调速系统对稀土永磁直流推进电机进行无级调速是提高水下航行器整体性能的非常有效而现实的途径。随着电力电子技术、微电子技术和控制技术的发展,在水下航行器的小体积重量限制下实现大功率、高功率密度、高效率、高性能的直流调速系统已成为可能。电机作为机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域。近些年来,随着现代电力电子技术、控制技术和计算机技术的发展,电机的控制技术也得到了进一步的发展,电机应用已由过去简单的起停控制、提供动力为目的应用,上升到对其速度、位置、转矩等进行精确的控制,使被驱动的机械运动符合预想的要求。采用功率器件进行控制,将预定的控制方案、规划指令转变成期望的机械运动,这种新型控制技术已经不是传统的“电机控制”“电气传动”而是“运动控制”。运动控制使被控机械运动实现精确的位置控制、速度控制、加速度控制、转矩或力的控制,以及这些被控机械量的综合控制。纵观运动控制的发展历史,交、直流两大电器传动并存于各个应用领域。由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好,世纪年代起就丌始使用直流调速系统。南流调速系统出最早的旋转变流机组控制,发展为用静止的晶闸管变流装营和模拟控制器实现凋速,到现在由人功率厅关器件组成的瑆缏肥迪数字化的调速,系统的快速性、丁靠性、经济性不断提高,应用领域不断扩展。然而,『刚赢流电机”【艺、维护以及容量万嘶的弱点,以及交流峒速技术西北丁业人学顾B畚
打:哔/幻考ù磐:∑R坏缡嗟缏纷艿缱;改变电枢电路电阻∑#,但就目前来讲,直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。论文研究课题属工程应用类型,由于水叫衅鞯奶厥庑约巴平缁南状,采用绷鞯魉傧低场直流电机转速谋泶锸轿式中R坏缡喽说缪;坏缡嗟缌:一与电机结构有关的常数;由式可知,直流电机转速目刂品椒ǹ梢苑治H郑调节电枢电压#谋涞缡嗟缪故谴佣疃ǖ缪雇陆档偷缪梗沟缍机从额定转速向下变速,属恒转矩调速方法,动态响应快,适用于要求大范围无级平滑调速的系统;改变电机主磁通荒芗跞醮磐ǎ沟缍佣疃ㄗK傧蛏媳渌伲属恒功率调速方法,动态响应较慢,虽能无级平滑调速,但调速范围小;调速,平滑性差,机械特性软,效率低。改变电根电路电阻的方法缺点很多,目前很少采用:弱磁调速范围不大,往往与调压凋速配合使用;因此,自动调速系统以调压调速为主,这也是沦文所采片幕痉椒ā改变电枢电坻是商流调速的要方法,有三种疗式:旋转变流机缎、静变流装胃、瑆脉宽调制浠黄或称鼠流斩波器·
脉宽调制绷鞯魉傧低臣跋喙丶际堕三些罄急ぶ黧侠脉宽调制浠黄饔殖浦绷髡恫ㄆ鳎抢霉β士9仄骷迪滞局绷鞯魉傧低呈乔咳醯缇小⒖刂朴胄藕糯斫岷稀⒒缫惶宓淖酆闲塑二皇丝垒旋转变流机组用交流电动机和直流发电机组成机组以获得可调直流电压,简称狹系统,国际上统称—低常馐亲钤绲牡餮沟魉傧低场狹系统具有很好的调速性能,但系统复杂、体积大、效率低、运行有噪音、维护不便。世纪年代,开始用汞弧整流器和闸流管组成的静止变流装置取代旋转变流机组,但到年代又很快让位于更为经济可靠