PWM控制直流调速系统毕业设计方案.doc

PWM控制直流调速系统设计摘 要在电气时代今天，电动机在工农业生产、大家日常生活中起着十分关键作用。直流电机是最常见一个电机，在各领域中得到广泛应用。研究直流电机控制和测量方法，对提升控制精度和响应速度、节省能源等全部含相关键意义。电机调速问题一直是自动化领域比较关键问题之一。不一样领域对于电机调速性能有着不一样要求，所以，不一样调速方法有着不一样应用场所。本文基于PWM双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机双闭环直流调速系统。首先描述了变频器发展历程，提出了PWM调速方法优势，指出了未来PWM调速方法发展前景，点出了研究PWM调速方法意义。应用于直流电机调速方法很多，其中以PWM变频调速方法应用最为广泛，而PWM变频器中，H型PWM变频器性能尤为突出，作为此次设计基础理论，本文将对PWM理论进行具体叙述。在此基础上，本文将做出SG3525单片机控制H型PWM变频调速系统整体设计，然后对各个部分分别进行论证，力图在每个组成单元上全部达成最好系统性能。 关键词：直流调速 ；双闭环 ；PWM ；SG3525 ；直流电机DC-drive speed system with PWMABSTRACTIn electrical times today, the electric motor in the industry and agriculture production, the people daily life is playing the very vital role. The direct current machine is the most common one kind of electrical machinery, obtains the widespread application in various domains. The research direct current machines control and the measuring technique, to increase the control precision and the speed of response, the frugal energy and so on have the important meaning. A problem about speed-modulation of DC motor is very important in the field automatic. The requests to the effect after the speed-modulation of the DC motor are different in different fields. Then, different speed-modulation ways are using in different fields.This paper researches DC-drive speed system with a dual-converter and dual-closed-loop based PWM, discussing a new control method that combines PWM with D C-drive, designs applies in direct current motors double closed loop current velocity modulation system. DC motor is used very generally because its speed-modulation effect is very good and its speed-modulation is easily to be realized. PWM theory is used most generally among the speed-modulation ways. The text will introduce the H-PWM way mostly. We will try to do modulation to the DC motor with SG3525. The importance of the text is the parts which are composed the system. Another importance is the principles of working about every parts.Key word: DC speed regulation ；Double-loop ；PWM ；SG3525；DC moter； 目 录摘要Abstract序言1第1章 直流调速系统方案设计2 1.1 设计技术指标要求21.2 现行方案讨论和比较21.3 选择PWM控制调速系统理由41.4 选择IGBTH桥型主电路理由41.5 采取转速、电流双闭环理由5第2章 PWM控制直流调速系统主电路设计 62.1 主电路结构设计62.1.1 PWM变换器介绍62.1.2 泵升电路132.2 参数设计132.2.1 IGBT参数132.2.2 缓冲电路参数142.2.3 泵升电路参数14第3章 PWM控制直流调速系统控制电路设计15 3.1 PWM信号发生器153.1.1 SG3525芯片关键特点153.1.2 SG3525引脚各端子功效163.1.3 SG3525工作原理18 3.2 转速、电流双闭环设计183.2. 1 转速、电流双闭环系统组成183.2.2 转速、电流双闭环调速系统静特征193.2.3 电流调整器设计223.2.4 速度调整器设计24第4章 系统试验验证26 4.1 系统结框图26 4.2 系统工作原理26 4.3 系统单元调试27 4.3.1 基础调试27 4.3.2 脉宽发生单元整定274.3.3 转速反馈调整器、电流反馈调整器整定28 4.4 试验结果284.4.1 开环机械特征测试284.4.2 闭环机械特征测试29结束语30参考文件31致谢32PWM控制直流调速系统设计前 言在现代科学技术革命过程中，电气自动化在20世纪后四十年曾进行了两次重大技术更新。一次是元器件更新，即以大功率半导体器件晶闸管替换传统变流机组，以线形组件运算放大器替换电磁放大器件。后一次技术更新关键是把现代控制理论和计算机技术用于电气工程，控制器由模拟式进入了数字式。在前一次技术更新中，电气系统动态设计仍采取经典控制理论方法。以后一次技术更新是设计思想和理论概念上一个飞跃和质变，电气系统结构和性能亦随之改观。在整个电气自动化系统中，电力拖动及调速系统是其中关键部分。现代电力拖动控制系统全部是由惯性很小晶闸管、电力晶体管或其它电力电子器件和集成电路调整器等组成。经过合理简化处理，整个系统通常全部能够用低阶近似。而以运算放大器为关键有源校正网络（调整器），和由 R、C等元件组成无源校正网络相比,又能够实现更为正确百分比、微分、积分控制规律,于是就有可能将多种多样控制系统简化和近似成少数经典低阶系统结构。假如事先对这些经典系统作比较深入研究,把它们开环对数频率特征看成预期特征,搞清楚它们参数和系统性能指标关系,写成简单公式或制成简明图表,则在设计实际系统时,只要能把它校正或简化成经典系统形式,就能够利用现成公式和图表来进行参数计算,这么,就建立了工程设计方法可能性。现在，伴随大功率电力电子器件快速发展，交流变频调速技术已日臻成熟并日渐成为实际应用主流，但这并不意味着传统直流调速技术已经完全退出了实际应用舞台。相反，近几年交流变频调速在控制精度提升上碰到了瓶颈，于是直流调速优势就显现了出来。直流调速仍然是现在最可靠，精度最高调速方法。譬如在对控制精度有较高要求造纸，转台，轮机定位等系统中仍离不开直流调速装置，所以加强对直流调速系统研究还是很有必需。鉴于直流调速系统在国民经济和工农业生产和国防事业中关键作用，有必需对直流调速系统作深入研究和开发。第1章 直流调速系统方案设计1.1 设计技术指标要求1.直流电动机：型号：DJ15功率：485W电枢电压：220V电枢电流：1.2A额定转数：1600rpm2.调速范围：1：12003.起动时超调量：电流超调量:；转速超调量: 1.2 现行方案讨论和比较直流电动机调速方法有三种：（1）调整电枢供电电压U。改变电枢电压关键是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速系统来说，这种方法最好。改变碰到时间常数较小，能快速响应，不过需要大容量可调直流电源。（2）改变电动机主磁通。改变磁通能够实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进行调速（简称弱磁调速），从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。改变时间碰到时间常数同改变碰到相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。（3）改变电枢回路电阻R。在电动机电枢回路外串电阻进行调速方法，设备简单，操作方便。不过只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特征较软；空载时几乎没什么调速作用；还会在调速电阻上消耗大量电能。改变电阻调速缺点很多，现在极少采取，仅在有些起重机、卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长传动系统中采取。弱磁调速范围不大，往往是和调压调速配合使用，在额定转速以上作小范围升速。对于要求在一定范围内无级平滑调速系统来说，以调整电枢供电电压方法为最好。所以，自动控制直流调速系统往往以调压调速为主速。改变电枢电压调速是直流调速系统采取关键方法，调整电枢供电电压需要有专门可控直流电源，常见可控直流电源有以下三种：（1）旋转变流机组。用交流电动机和直流发电机组成机组，以取得可调直流电压。（2）静止可控整流器。用静止可控整流器，如汞弧整流器和晶闸管整流装置，产生可调直流电压。（3）直流斩波器或脉宽调制变换器。用恒定直流电源或不可控整流电源供电，利用直流斩波或脉宽调制方法产生可调直流平均电压。因为旋转变流机组缺点太多，采取汞弧整流器和闸流管这么静止变流装置来替换旋转变流机组，形成所谓离子拖动系统。离子拖动系统克服旋转变流机组很多缺点，而且缩短了响应时间，不过因为汞弧整流器造价较高，体积仍然很大，维护麻烦，尤其是水银假如泄漏，将会污染环境，严重危害身体健康。现在，采取晶闸管整流供电直流电动机调速系统（即晶闸管电动机调速系统，简称V-M系统，又称静止Ward-Leonard系统）已经成为直流调速系统关键形式。不过，晶闸管整流器也有它缺点，关键表现在以下方面：（1）晶闸管通常是单向导电元件，晶闸管整流器电流是不许可反向，这给电动机实现可逆运行造成困难。必需实现四象限可逆运行时，只好采取开关切换或正、反两组全控型整流电路，组成V-M可逆调速系统，后者所用变流设备要增多一倍。（2）晶闸管元件对于过电压、过电流和过高du/dt和di/dt十分敏感，其中任意指标超出许可值全部可能在很短时间内元件损坏，所以必需有可靠保护装置和符合要求散热条件，而且在选择元件时还应保留足够余量，以确保晶闸管装置可靠运行。（3）晶闸管控制原理决定了只能滞后触发，所以，晶闸管可控制整流器对交流电源来说相当于一个感性负载，吸收滞后无功电流，所以功率原因低，尤其是在深调速状态，即系统在较低速运行时，晶闸管导通角很小，使得系统功率原因很低，并产生较大高次谐波电流，引发电网电压波形畸变，殃及周围用电设备。假如采取晶闸管整流装置调速系统在电网中所占容量比重较大，将造成所谓“电力公害”。为此，应采取对应无功赔偿、滤波和高次谐波抑制方法。（4）晶闸管整流装置输出电压是脉动，而且脉波数总是有限。假如主电路电感不是很大，则输出电流总存在连续和断续两种情况，所以机械特征也有连续和断续两段，连续段特征比较硬，基础上还是直线；断续段特征则很软，而且展现出显著非线性。因为以上种种原因，所以选择了脉宽调制变换器进行改变电枢电压直流调速系统。1.3 选择PWM控制系统理由脉宽调制器UPW采取美国硅通用企业（Silicon General）第二代产品SG3525，这是一个性能优良，功效全、通用性强单片集成PWM控制器。因为它简单、可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器设计及调试，故取得广泛使用。PWM系统在很多方面含有较大优越性 ：1）PWM调速系统主电路线路简单，需用功率器件少。2）开关频率高，电流轻易连续，谐波少，电机损耗及发烧全部较小。3）低速性能好，稳速精度高，调速范围广，可达成1：10000左右。4）假如能够和快速响应电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率合适时，开关损耗也不大，所以装置效率较高。 6）直流电源采取不可控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 变频调速很快为广大电动机用户所接收，成为了一个最受欢迎调速方法，在部分中小容量动态高性能系统中更是已经完全替换了其它调速方法。由此可见，变频调速是很值得自动化工作者去研究。在变频调速方法中，PWM调速方法尤为大家所重视，这是我们选择它作为研究对象关键原因。 1.4 选择IGBTH桥型主电路理由IGBT优点：1） IGBT开关速度高，开关损耗小。2） 在相同电压和电流定额情况下，IGBT安全工作区比GTR大，而且含有耐脉冲电流冲击能力。3） IGBT通态压降比VDMOSFET低，尤其是在电流较大区域。4） IGBT输入阻抗高，其输入特征和电力MOSFET类似。5） 和电力MOSFET和GTR相比，IGBT耐压和通流能力还能够深入提升，同时可保持开关频率高特点。在众多PWM变换器实现方法中，又以H型PWM变换器更为多见。这种电路含有电流连续、电动机四象限运行、无摩擦死区、低速平稳性好等优点。此次设计以H型PWM直流控制器为关键研究对象。 1.5 采取转速电流双闭环理由同开环控制系统相比，闭环控制含有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部改变），只要被控制量偏离要求值，就会产生对应控制作用去消除偏差。所以，它含有抑制干扰能力，对元件特征改变不敏感，并能改善系统响应特征。因为闭环系统这些优点所以选择闭环系统。单闭环速度反馈调速系统，采取PI控制器时，能够确保系统稳态速度误差为零。不过假如对系统动态性能要求较高，假如要求快速起制动，突加负载动态速降小等，单闭环系统就难以满足要求。这关键是因为在单闭环系统中不能完全根据要求来控制动态过程电流或转矩。另外，单闭环调速系统动态抗干扰性较差，当电网电压波动时，必需待转速发生改变后，调整作用才能产生，所以动态误差较大。在要求较高调速系统中，通常有两个基础要求：一是能够快速开启制动；二是能够快速克服负载、电网等干扰。经过分析发觉，假如要求快速起动，必需使直流电动机在起动过程中输出最大恒定许可电磁转矩，即最大恒定许可电枢电流，当电枢电流保持最大许可值时，电动机以恒加速度升速至给定转速，然后电枢电流立即降至负载电流值。假如要求快速克服电网干扰，必需对电枢电流进行调整。以上两点全部包含电枢电流控制，所以自然考虑到将电枢电流也作为被控量，组成转速、电流双闭环调速系统。 第2章 PWM控制直流调速系统主电路设计2.1 主电路结构设计2.1.1 PWM变换器介绍脉宽调速系统关键电路采取脉宽调制式变换器，简称PWM变换器。PWM变换器有不可逆和可逆两类，可逆变换器又有双极式、单极式和受限单极式等多个电路。下面分别对多种形式PWM变换器做一下简单介绍和分析。不可逆PWM变换器分为无制动作用和有制动作用两种。图2-1（a）所表示为无制动作用简单不可逆PWM变换器主电路原理图，其开关器件采取全控型电力电子器件。电源电压通常由交流电网经不可控整流电路提供。电容C作用是滤波，二极管VD在电力晶体管VT关断时为电动机电枢回路提供释放电储能续流回路。图2-1 简单不可逆PWM变换器电路（a）原理图 （b）电压和电流波型电力晶体管VT基极由频率为f，其脉冲宽度可调脉冲电压驱动。在一个开关周期T内，当时，为正，VT饱和导通，电源电压经过VT加到电动机电枢两端；当初，为负，VT截止，电枢失去电源，经二极管VD续流。电动机电枢两端平均电压为 式中，PWM电压占空比，又称负载电压系数。改变范围在01之间，改变，即能够实现对电动机转速调整。 图2-1（b）绘出了稳态时电动机电枢脉冲端电压、平均电压和电枢电流波型。由图可见，电流是脉动，其平均值等于负载电流（负载转矩， 直流电动机在额定磁通下转矩电流比）。因为VT在一个周期内含有开关两种状态，电路电压平衡方程式也分为两阶段，即在期间 在期间 式中，R，L电动机电枢回路总电阻和总电感；E电动机反电动势。PWM调速系统开关频率全部较高，最少是14kHz，所以电流脉动幅值不会很大，再影响到转速n和反电动势E波动就更小，在分析时能够忽略不计，视n和E为恒值。这种简单不可逆PWM电路中电动机电枢电流不能反向，所以系统没有制动作用，只能做单向限运行，这种电路又称为“受限式”不可逆PWM电路。这种PWM调速系统，空载或轻载下可能出现电流断续现象，系统静、动态性能均差。图2-2（a）所表示为含有制动作用不可逆PWM变换电路，该电路设置了两个电力晶体管VT1和VT2，形成二者交替开关电路，提供了反向电流通路。这种电路组成PWM调速系统可在第I、II两个象限中运行。VT1和VT2基极驱动信号电压大小相等，极性相反，即。当电动机工作在电动状态时，在一个周期内平均电流就为正值，电流分为两段改变。在期间，为正，VT1饱和导通；为负，VT2截止。此时，电源电压加到电动机电枢两端，电流沿图中回路流通。在期间，和改变极性，VT1截止，原方向电流沿回路2经二极管VD2续流，在VD2两端产生压降给VT2施加反压，使VT2不可能导通。所以，电动机工作在电动状态时，通常情况下实际上是电力晶体管VT1和续流二极管VD2交替导通，而VT2则一直不导通，其电压、电流波型图2-2（b）所表示，和图2-1没有VT2情况完全一样。假如电动机在电动运行中要降低转速，可将控制电压减小，使正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使电动机电枢两端平均电压降低。不过因为惯性，电动机转速n和反电动势E来不及立即改变，所以出现情况。这时电力晶体管VT2能在电动机制动中起作用。在期间，VT2在正和反电动势E作用下饱和导通，由E产生反向电流沿回路3经过VT2流通，产生能耗制动，一部分能量消耗在回路电阻上，一部分转化为磁场能存放在回路电感中，直到t=T为止。在（也就是）期间，因变负，VT2截止，只能沿回路4经二极管VD1续流，对电源回馈制动，同时在VD1上产生压降使VT1承受反压而不能导通。在整个制动状态中，VT2和VD1轮番导通，VT1一直截止，此时电动机处于发电状态，电压和电流波型图2-2（c）。反向电流制动作用使电动机转速下降，直到新稳态。图2-2 含有制动作用不可逆PWM变换电路这种电路组成调速系统还存在一个特殊情况，即在电动机轻载电动状态中，负载电流很小，在VT1关断后（即期间）沿回路2径VD2续流电流很快衰减到零，如在图2-2（d）中期间时刻。这时VD2两端压降也降为零，而此时因为为正，使VT2得以导通，反电动势E经VT2沿回路3流过反向电流，产生局部时间能耗制动作用。到了期间，VT2关断，又沿回路4经VD1续流，到时衰减到零，VT1在作用下因不存在而反压而导通，电枢电流再次改变方向为沿回路经VT1流通。在一个开关周期内，VT1、VD1、VT2、VD1四个电力电子开关器件轮番导通，其电流波形示图2-2（d）。总而言之，含有制动作用不可逆PWM变换器组成调速系统，电动机电枢回路中电流一直是连续；而且，因为电流能够反向，系统能够实现二象限运行，有很好静、动态性能。由含有制动作用不可逆PWM变换器组成直流调速系统，电动机有两种运行状态，在电动状态下，依靠电力晶体管VT1开和关两种状态，在发电制动状态下则依靠VT2开和关两种状态。两种工作状态下电路电压平衡方程式全部分为两个阶段，情况同简单不可逆PWM变换器电路相同，即在期间为式，在期间为式，只不过两种状态下电流方向相反，即在制动状态时为。可逆PWM变换器主电路结构形式有T型和H型两种，其基础电路图2-3所表示，图中（a）为T型PWM变换器电路，（b）为H型PWM变换器电路。 图2-3 可逆PWM变换器电路 （a）T型 （b）H型 T型电路由两个可控电力电子器件和和两个续流二极管组成，所用元件少，线路简单，组成系统时便于引出反馈，适适用于作为电压低于50V电动机可控电压源；不过T型电路需要正负对称双极性直流电源，电路中电力电子器件要求承受两倍电源电压，在相同直流电源电压下，其输出电压幅值为H型电路二分之一。H型电路是实际上广泛应用可逆PWM变换器电路，它由四个可控电力电子器件（以下以电力晶体管为例）和四个续流二极管组成桥式电路，这种电路只需要单极性电源，所需电力电子器件耐压相对较低，不过组成调速系统电动机电枢两端浮地。H型变换器电路在控制方法上分为双极式、单极式和受限单极式三种。（1）双极式可逆PWM变换器：双极式可逆PWM变换器主电路图2-3（b）所表示。四个电力晶体管分为两组，VT1和VT4为一组，VT2和VT3为一组。同一组中两个电力晶体管基极驱动电压波形相同，即，VT1和VT4同时导通和关断；，VT2和VT3同时导通和关断。而且，和，相位相反，在一个开关周期内VT1，VT4和VT2，VT3两组晶体管交替地导通和关断，变换器输出电压在一个周期内有正负极性改变，这是双极式PWM变换器特征，也是“双极性”名称由来。因为电压极性改变，使得电枢回路电流改变存在两种情况，其电压、电流波形图2-4所表示。图2-4 双极式PWM变换器电压和电流波形 （a）电动机负载较重时 （b）电动机负载较轻时假如电动机负载较重，平均负载电流较大，在时，和为正，VT1和VT4饱和导通；而和为负，VT2和VT3截止。这时，加在电枢AB两端，电枢电流沿回路流通（见图2-4（b），电动机处于电动状态。在时，和为负，VT1和VT4截止；和为正，在电枢电感释放储能作用下，电枢电流经二极管VD2和VD3续流，在VD2和VD3上正向压降使VT2和VT3c-e极承受反压而不能导通，电枢电流沿回路2流通，电动机仍处于电动状态。相关参量波形图示于图2-4（a）。假如电动机负载较轻，平均电流小，在续流阶段电流很快衰减到零，即当初，。于是在时，VT2和VT3c-e极两端失去反压，并在负电源电压（）和电动机反电动势E共同作用下导通，电枢电流反向，沿回路3流通，电动机处于反接制动状态。在（）时，和变负，VT2和VT3截止，因电枢电感作用，电流经VD1和VD4续流，使VT1和VT4c-e极承受反压，即使和为正，VT1和VT4也不能导通，电流沿回路4流通，电动机工作在制动状态。当初，VT1和VT4才导通，电流又沿回路1流通。相关参量波形示于图2-4（b）。这么看来，双极式可逆PWM变换器和含有制动作用不可逆PWM变换器电流波形差不多，关键区分在于电压波形；前者，不管负载是轻还是重，加在电动机电枢两端电压全部在和之间变换；后者电压只在和0之间变换。这里并未反应出“可逆”作用。实现电动机制可逆运行，由正、负驱动电压脉冲宽窄而定。当正脉冲较宽时， ，电枢两端平均电压为正，在电动运行时电动机正转；当正脉冲较窄时，平均电压为负，电动机反转。假如正、负脉冲宽度相等，平均电压为零，电动机停止运转。因为双极式可逆PWM变换器电动机电枢两端平均电压为 若仍以来定义PWM电压占空比，则双极式PWM变换器电压占空比为。改变即可调速，改变范围为。为正值，电动机正转；为负值，电动机反转；，电动机停止运转。在时，电动机即使不动，但电枢两端瞬时电压和流过电枢瞬时电流全部不为零，而是交变。这个交变电流平均值为零，不产生平均转矩，徒然增加了电动机损耗，当然是不利。不过这个交变电流使电动机产生高频微振，能够消除电动机正、反向切换时静摩擦死区，起着所谓“动力润滑”作用，有利于快速切换。（2）单极式可逆PWM变换器：单极式可逆PWM变换器和双极式变换器在电路组成上完全一样，不一样之处于于驱动信号不一样。图2-3（b）中，左边两个电力电子器件驱动信号，含有和双极式一样正、负交替脉冲波形，使VT1和VT2交替导通；右边两个器件VT3、VT4驱动信号则按电动机转向施加不一样控制信号：电动机正转时，使恒为负，恒为正，VT3截止VT4常通；电动机反转时，则使恒为正，恒为负，VT3常通VT4截止。这种驱动信号改变显然会使不一样阶段各电力电子器件开关情况和电流流通回路和双极式变换器相比有不一样。当电动机负载较重时电流方向连续不变；负载较轻时，电流在一个开关周期内也会变向。因为此次设计要求电机能实现开启、制动、正反转，而且能进行无极调速等。又依据双极式H型可逆PWM变换器含有优点：电流一定连续，能够使电动机实现四象限动行；电动机停止时微振交变电流能够消除静摩擦死区；低速时因为每个电力电子器件驱动脉冲仍较宽而有利于折可靠导通；低速平稳性好，可达成很宽调速范围。 但双极式H型可逆PWM变换器也有缺点，在工作过程中，四个电力电子器件全部处于开关状态，轻易发生上、下两只电力电子器件直通事故，降低了设备可靠性。为了避免这种情况，我们设置逻辑延时步骤DLD，确保在对一个元件发出关断信号后，延迟足够时间再发出对另一个元件开通信号。因为电力电子器件导通时也存在开通时间，所以延迟时间通常大于元件关断时间即能够了。所以，此次设计我们选择双极式H型可逆PWM变换器。主电路图2-5所表示。图2-5 H桥主电路2.1.2 泵升电路当脉宽调速系统电动机转速由高变低时（减速或停车），储存在电动机和负载转动部分动能将变成电能，并经过PWM变换器回馈给直流电源。当直流电源功率二极管整流器供电时，不能将这部分能量回馈给电网，只能对整流器输出端滤波电容器充电而使电源电压升高，称作“泵升电压”。过高泵升电压会损坏元器件，所以必需采取预防方法，预防过高泵升电压出现。能够采取由分流电阻R和开关元件（电力电子器件）VT组成泵升电压限制电路，图2-6所表示。 图2-6 泵升电压限制电路当滤波电容器C两端电压超出要求泵升电压许可数值时，VT导通，将回馈能量一部分消耗在分流电阻R上。这种措施简单实用，但能量有损失，且会使分流电阻R发烧，所以对于功率较大系统，为了提升效率，能够在分流电路中接入逆变，把一部分能量回馈到电网中去。但这么系统就比较复杂了，我们就不选择这种方法了。2.2 参数设计2.2.1 IGBT管参数IGBT（Insulated Gate Bipolor Transistor）叫做绝缘栅极双极晶体管。这种器件含有MOS门极高速开关性能和双极动作高耐压、大电流容量两种特点。其开关速度可达1mS，额定电流密度100A/cm2，电压驱动，本身损耗小。其符号和波形图图2-6所表示。设计中选IGBT管型号是IRGPC50U,它参数以下：管子类型：NMOS场效应管极限电压Vm：600V极限电流Im：27 A耗散功率P：200 W 额定电压U：220V额定电流I：1.2A图2-7 IGBT信号及波形图2.2.2 缓冲电路参数图2-3(b)所表示，H桥电路中采取了缓冲电路，由电阻和电容组成。 IGBT缓冲电路功效侧重于开关过程中过电压吸收和抑制，这是因为IGBT工作频率能够高达30-50kHz；所以很小电路电感就可能引发颇大，从而产生过电压，危及IGBT安全。逆变器中IGBT开通时出现尖峰电流，其原因是因为在刚导通IGBT负载电流上叠加了桥臂中互补管上反并联续流二极管反向恢复电流，所以在此二极管恢复阻断前，刚导通IGBT上形成逆变桥臂瞬时贯穿短路，使出现尖峰，为此需要串入抑流电感，即串联缓