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2.2.3 直流电机的基本工作原理 14
2.2.4 直流电机的调速原理 15
2.3 可逆PWM变换器 16
2.3.1 双极式可逆PWM变换器 16
2.3.2 单极式可逆PWM变换器 18
2.3.3 受限单极式可逆PWM变换器 19
2.4 单极式直流PWM可逆调速系统的概念 20
3 分析 23
3.1 直流电动机的选择 24
3.2 选择PWM控制系统的理由 24
3.3 采用转速电流双闭环的理由 25
4 设计 26
4.1 MATLAB/SIMULINK 26
4.1.1 Matlab/Simulink 的简介 26
4.1.2 Matlab/Simulink的语言特点 27
4.2 SIMULINK的启动与界面说明 29
4.2.1 启动Simulink 29
4.2.2 Simulink的菜单 29
4.2.3 Simulink的功能模块组 29
4.3 SIMULINK的仿真过程 29
4.3.1 创建结构图文件 29
4.3.2 结构图程序设计 29
4.3.3 Simulink仿真的启动与停止 30
4.4 建立仿真模型 30
4.4.1 PWM发生器的建模 30
4.4.2 受限单极式直流PWM可逆调速系统的仿真 31
5 结论 33
致谢 36
参考文献 37
1 绪论
本文所论述的是“受限单极式直流PWM可逆调速系统”。采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成脉宽调制变换器—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。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，脉宽调制，是利用电力电子开关器件的导通与关断，将直流电压变成连续的直流脉冲序列，并通过控制脉冲的宽度或周期达到变压的目的。与V-M系统相比，PWM系统在很多方面有较大的优越性：
（1）主电路线路简单，需用的功率器件少。
（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
（3）低速性能好，稳态精度高，调速范围宽，可达1：10000左右。
（4）若是与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强。
（5）功率开关器件工作在开关状态，道通损耗小，当开关频率适中时，开关损耗也不大，因而装置效率高。
（6）直流电流采用不控整流时，电网功率因素比相控整流器高。
由于有以上优点直流PWM系统应用日益广泛，特别是在中、小容量的高动态性能中，已完全取代了V-M系统。
由于双极式PWM变换器在工作过程中，4个电力晶体管都处于开关状态，开关损耗相比来说较大，而且容易发生上下两管直通的事故。降低了装置的可靠性，为了克服这一缺点，对于静动态性能要求低一些的系统可采用单极式PWM变换器，其主电路不变，不同的仅仅在于驱动脉冲信号。
为达到更好的机械特性要求，一般直流电动机都是在闭环控制下运行。经常采用的闭环系统有转速负反馈和电流截止负反馈。
综上所述，我们可根据任务要求设计一个受限单极式直流PWM可逆调速系统。
1.1 设计意义
PWM调速系统由于具有动、静特性好，损耗小和电网功率因数高等优点，在中小功率伺服系统中已取代V-M系统，其使用日益广泛。由于双极式PWM变换器在工作过程中，4个电力晶体管都处于开关状态，开关损耗大，而且容易发生上、下两管直通的事故，降低了装置的可靠性。为了克服双极式变换器的这一缺点，对于静、动态性能要求低一些的系统，则可采用单极式PWM变换器，其主电路不变，不同的仅仅在于驱动脉冲信号。为达到更好的机械特性要求，一般直流电动机都是在闭环控制下运行。经常采用的闭环系统有转速负反馈和电流截止负反馈。
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