南宫NG·28娱乐(中国)官方网站自动控制设计_百度文库

　　南宫NG·28娱乐(中国)官方网站自动控制设计_百度文库三相交流电源经不可控整流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、电流、温度和转速检测，其中电压、电流和温度检测由A/D转换通道变为数字量送入微机，转速检测用数字测速。

　　电流环开环增益：要求σi≤5％时，查相关表，应取 ，此时，阻尼系数ξ=0.707，超调量 。因此，

　　本设计中可直接选用电压输出型电流霍尔元件。它是根据霍尔效应制成的，在一个半导体薄片相应两侧面通以控制电流I，在薄片的垂直方向加磁场B，则在半导体另两侧产生一个大小与控制电流I和磁场的乘积成比例的电动势UH。这一现象叫霍尔效应，其所产生的电动势称为霍尔电动势，其半导体片称为霍尔元件南宫NG28。

　　若霍尔元件有N型半导体制成，则自由电子沿与电流I相反的方向运动。由于电子运动时受磁场中洛仑兹力FL作用，电子向一侧偏转，并使该侧形成电子的积累。与此同时，元件的横向变形成了磁场，它使随后的电子在受到FL的同时，还受到与此反向的电场力FE的作用。当两力相等时，电子的积累变达到动态平衡，这时在两横端面之间建立的电场成为霍尔电场EH，相应的电势称为霍尔电势UH。

　　（5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；

　　两式中，n为电子密度；p为空穴密度；e为电子电量；d为元件厚度，单位为m。令 或 ，则 ，RH称为霍尔系数，其值反映霍尔效应的强弱。设 ，则 ,KH称为霍尔元件灵敏度，它表示在单位电流单位磁场作用下，开路的霍尔电势输出值。

　　根据设计要求σi≤5％，并保证稳态电流无差，可按典型I型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI型电流调节器。

　　这时，电动机M两端电压UAB的极性随开关器件驱动电压极性变化而改变，其控制方式有双极式、单极式、受限单极式等多种，最常用的是双极式控制的可逆PWM变换器。

　　整流二极管所承受的正反向电压最大值为三相交流电网线电压的峰值，即为 。实际应用当中需要考虑到电网电压的波动及各类浪涌电压的影响，因此需要留有一定的安全裕量，一般取为此峰值电压的2～3倍，所以整流二极管的正反向额定电压为：

　　由于有上述有点，直流PWM调速系统的应用日益广泛，特别是在中、小容量的高动态性能系统中，已经完全取代了V-M系统。

　　自从全控型电力电子器件问世以后，就出Baidu Nhomakorabea了采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成了脉宽调制变换器－直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统。

　　直流脉宽调速系统是由脉宽调制变换器(简称PWM变换器)对直流电动机电枢供电的自动调速系统。脉宽调制变换器是把脉冲宽度进行调制的一种直流斩波器，其基本原理已在电力电子技术中阐述。只是由于器件的发展，同时带来交流变压变频调速的更快速发展，使得直流PWM调速还没有来得及完全占领市场，几乎是刚刚兴起，就变成了传统领域。不过，在一些仍需要使用直流电动机的场合，例如电动叉车、城市无轨电车、地铁机车等，直流PWM调速仍有用武之地。

　　为了使单片机发出PWM脉冲信号能够控制IGBT的导通，在中间必须使用一个驱动装置来实现脉冲信号的放大。本文所设计的驱动电路采用300A，1200V快速型IGBT专用驱动模块EXB841。该电路的信号延迟时间不超过1，最高开关频率可达40kHz-50kHz，外部只需要提供单电源20V，内部自己产生-5V反偏压。该模块采用高速光电隔离，射极输出，并且有短路保护及慢速关断功能。

　　光电耦合器的发光二极管正常发光电流为毫安级，为满足电流要求，长采用限流电阻的开关输入控制。输出也分为集电极输出和发射极输出等形式。

　　检测是检出和测量的总和。检出定义为指示某些特殊量的存在，但无需提供量值的过程。测量则被定义为以确定被测对象量值为目的的全部操作。

　　传感检测技术就是应用传感器将被测信息转换成便于传输和处理的物理量，进而进行变换、传输、显示、记录和分析数据处理的技术。

　　本设计中电压V检测采用运算放大器配合光电耦合器件与单片机实现接口；电流I检测采用霍尔传感器LA50-NP检测直流电流；一旦检测到电压或电流超过设定的参数，单片机则立刻产生中断处理，即可封锁输出给IGBT的PWM信号，并控制发生声光警。

　　测速发电机的工作原理类似于发电机的工作原理，两者都是将转动的机械能转换为电信号输出。当测速发电机工作时，在某一瞬间其输出电压 跟角速度 成正比南宫NG28，而极性有旋转方向确定。

　　采用隔离电路可将AT89C51与被控对象隔离开，以防止来自现场的干扰或强电侵入。数字信号比模拟信号的隔离易于实现，所以输出通道中大部分采用数字隔离。

　　检测与传感是实现单片机控制的关键环节，它与信息系统的输入端相连。并将检测到的信号输送到信息处理部分，是单片机控制系统的感受器官。

　　传感器是一种以一定精确度将被测量（如位移、力、加速度等）转换为与之有确定对应关系的，易于精确处理和测量的某种物理量的测量部件或装置。

　　普通光电耦合器以发光二极管为输入端，光敏三极管为输出端。光电耦合器绝缘电阻可达1010以上，并能承受1500V以上的高电压。被隔离的两端可以不共地自成系统，避免输出端对输入端可能产生的反馈和干扰。另外，以发光二极管作为发光源，其动态电阻很小，可以抑制系统内外的噪声干扰。

　　根据设计的要求，选用MG200Q2YS50型IGBT。具有如下参数极值：共射极饱和电压为1200V，栅射极最大额定电压为±20V，集电极功耗（Tc=25ºC）为400W，结温为150ºC，存储温度范围为-40~125ºC。

　　对电压、电流、温度等信号进行分析比较，若发生故障立即通知微机，以便及时处理，避免故障进一步扩大。

　　数字是系统的核心，选用专为电机控制设计的Intel 8X196MC系列或TMS320X240系列单片微机。这种微机芯片本身都带有A/D转换器、通用I/O和通用接口，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。

　　微机数字控制双闭环直流调速系统主电路中的UPE用的是直流PWM功率变换器，具体结构图如图3-1所示。

　　电流检测装置选用传感器中所学的霍尔元件直接检测直流控制回路中的电流，然后输出一个电压信号送入单片机。电流霍尔传感器分为电压输出和电流输出。电压输出型电流霍尔元件中内部集成了放大器南宫NG28，接入电源（通常为正负电源），当被测电流经过霍尔的窗口时，可以直接输出和电流成正比的电压信号。该电压可以直接用于系统控制或显示。电流输出型电流霍尔元件的输出是和被测电流成正比的电流信号，使用时需接上适当的电阻，将电流信号转变为电压信号。

　　随着电力电子学、微电子学和自动控制原理的发展，直流电动机的调速技术进一步完善。近年来，高性能交流调速技术发展很快，交流调速系统正逐步取代直流调速系统。然而，直流拖动控制系统毕竟在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。