PWM直流电机双闭环调速系统设计(3)

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随着微型计算机技术、电力电子技术、自动控制理论的发展，电力电子器件、超大规模集成电路和传感器的出现，电力拖动控制系统不断向前发展。微机的应用使电力拖动系统变得数字化、智能化，极大地推动了电力拖动的进步。世界上许多国家都开发出了数字式调速装置，当前直流调速技术已经发展到一个很高的水平：功率元件采用可控硅，控制方式采用换相、相位控制等。特别是采用微处理器和其他先进技术，数字式直流调速系统具有越来越具有优良的控制性能，较高的精度和较强的抗干扰能力，在国内外得到了广泛的应用。

直流调速系统，特别是双闭环直流调速系统是工业生产过程中应用最广的电气传动装置之一。在轧钢机、冶金、金属切削机床和造纸机、高层电梯等需要高性能的可控电力拖动领域中得到了广泛的应用。目前，国内外一些主要电气公司，已经研制出全数字直流调速装置，有成熟的系列化、标准化、模块化的应用产品供各生产企业和科研单位选用。

1.3研究本课题的目的和意义

随着生产技术的发展，对电气传动在启制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面，提出了更高的要求，这就要大量使用调速系统。转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好、应用最广泛的直流调速系统，采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态特性。转速、电流双闭环直流调速系统的控制规律、性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础。从20 世纪30 年代起就开始使用，其中最典型的是转速电流双闭环控制的直流调速系统。从80年代中后期起，世界各大电气公司都在竞相开发数字式调速传动装置，当前直流调速已发展到一个很高的技术水平：功率元件采用可控硅；控制板采用表面安装技术；控制方式采用电源换相、相位控制。特别是采用了微机及其他先进技术，使数字式直流调速装置具有很高的精度、优良的控制性能和强大的抗干扰能力，在国内外得到广泛的应用。

通过转速、电流双闭环直流调速系统的了解，使我们能够更好的掌握调速系统的基本原理及相关内容，在对其各种性能加深了解的同时，能够发现其缺陷之处，通过对该系统不足之处的完善，可提高该系统的性能，使其能够适用于各种工作场合，提高其使用效率，能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。近年来，尽管交流调速系统发展很快,但是直流电机良好的启动、制动性能,在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要广泛范围内平滑调速的高性能可控电力拖动领域中得到了广泛的应用。

数字化和智能化已被公认为运动控制系统的主要发展方向，在直流电机调速系统中的应用也已成为发展趋势。直流调速系统是指人为地或自动地调节直流电动机的转速，以满足控制系统性能的要求。从机械特性上看，就是通过改变电动机的参数或外加电压等方法来改变电动机的机械特性，使电动机的运转速度发生变化。电机调速通常通过给定环节,中间放大环节,校正环节，反馈环节和保护环节等来实现。

采用微机控制后，整个调速系统实现全数字化、智能化，标准化程度高，制作成本低，结构简单，可靠性高，操作和维护较为方便，电机运行的动态性能较高，精度也达到了一定的要求。直流电动机具有良好的调速特性，可以平滑调速，调速范围广，操作方便；过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可以实现频繁的无级快速起、制动和反转，因而能够满足生产过程中自动控制系统等各种不同场合的需要。由于微机具有较高的性价比，因此在工业生产过程和设备控制中得到了广泛的应用。近年来，尽管交流调速技术得到了飞速发展，但由于直流电机良好的起、制动性能，在矿井卷扬机、轧钢机、金属切削机床、造纸机和高层电梯等需要在较大范围内平滑调速的电力拖动领域中得到广泛的应用。