利用PWM芯片所設計的調速系統是目前工業領域中應用范圍最為廣泛的一個分支，也是工程師在設計方面的一個工作重點。在今明兩天的方案分享過程中，本文將會為大家分享一種雙閉環PWM調速系統的設計方案，希望能夠通過本文的分享和介紹，對各位工程師的設計工作提供一定幫助。

雙閉環調速系統的結構

本方案利用PWM芯片所設計的這一直流雙閉環調速系統，起內部結構圖如下圖圖1所示。可以看到，在這一雙閉環調速系統中，其內部的轉速調節器與電流調節器串極聯結，轉速調節器的輸出作為電流調節器的輸入，再用電流調節器的輸出去控制PWM裝置。其中，脈寬調制變換器的作用是利用脈沖寬度調制法的特點，把恒定的直流電源電壓調制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調節電機轉速，達到設計要求。

在這一直流型雙閉環PWM調速系統中，其系統啟動時，內部的電流和轉速波形如下圖圖2所示。可以看到，此時這一系統內的啟動電流成方波形，而轉速是線性增長的。這是在最大電流(轉矩)受限的條件下調速系統所能得到的最快的起動過程。

PWM調速系統的靜特性

在這一基于PWM芯片所設計的直流型雙閉環調速系統中，由于采用了脈寬調制技術，則在該系統的運行過程中其電流波形都是連續的，因而機械特性關系式比較簡單。因此，在該系統中，其電壓平衡的計算方程如下：Us=Rid+L(did/dt)+E(0≤t0≤t

主要電路設計

在了解了這一PWM調速系統的工作基礎和設計原理之后，接下來就需要完成對其主電路的設計，在本方案中，我們所設計的主電路如下圖圖3所示。在這一H橋式的PWM調速系統中，其PWM逆變器的直流電源由交流電網經不控的二極管整流器產生，并采用大電容C0濾波，以獲得恒定的直流電壓Us。由于這一電路系統中的直流電源靠二極管整流器供電，因此不可能回饋電能，電動機制動時只好對濾波電容充電，這時電容器兩端電壓升高稱作泵升電壓。為了限制泵升電壓，用鎮流電阻Rz消耗掉這些能量，在泵升電壓達到允許值時接通VTz。

在圖3所設計的這一PWM直流調速系統主電路結構中，其四單元IGBT模塊所選擇的型號為20MT120UF。在這一直流PWM調速系統中，其主要參數為：

UCER=1200V，Ic=16A，TCN=100℃，PCM=0.9KW，UCE(sat)=3.05V。

此電路用于產生±15V電壓作為轉速給定電壓以及基準電壓，如圖4所示：