基于PWM控制的直流电机驱动器原理分析

厦门法拉电子股份有限公司 沈开灿

1 直流电机驱动器的控制原理结构框图分析

图1-1是直流电机驱动器的控制原理结构框图。图中ASR为电枢电压（转速）调节器，ACR为电流调节器，电流调节器串联在转速调节器之后，形成以电流反馈为内环，转速反馈为外环的双闭环调速系统。

图1-1 直流电机驱动器控制原理结构框图

α—电枢电压（转速）反馈系数；β—电流反馈系数；λ—电流补偿反馈系数；Un*—转速给定电压；Un—转速反馈电压；Un’—电流补偿反馈电压；Ui*—电流给定电压；Ui—电流反馈电压；ρ— PWM方波占空比；Ud—电枢电压；Id—电枢电流；E—反电动势；ASR—电枢电压（转速）调节器；ACR—电流调节器

在启、制动过程中电流闭环起主导作用，保持电流恒定，缩小系统的过渡过程时间。一旦到达给定转速，转速闭环起主导作用，而电流内环则起跟随作用，使实际电流快速跟随给定值（转速调节器的输出），以保持转速恒定。为获得良好的静、动态性能，ASR和ACR均采用PI调节器，因为PI调节器能兼顾快速响应和消除静差两方面的要求。

转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n快速的跟随给定电压Un*变化，其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。电流调节器作为内环调节器，在转速外环的调节过程中，它的作用是使电流仅仅跟随其给定电压Ui*（即转速调节器的输出量）变化，当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，其快速的自动拍给你保护作用。一旦故障消失，系统即立即恢复正常。

2 直流电机驱动器电路原理图分析

直流电机驱动器电路主要可分为电源电路与三角波发生电路、驱动器主回路部分、PWM调制电路与保护电路、转速给定电压调节电路、转速调节器与电流调节器五大部分。……