数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 10 C远 KM 图317品闸管直流调速系统的主电路 (②)晶体管脉宽调制调速控制方式 由于功率晶体管比晶闸管具有更优良的特性，目前功率晶体管的功率、耐压等都已 大大提高，所以在中、小功率直流伺服驱动系统中，晶体管脉宽调制(Pulse Width Modulation简称PWM)方式驱动系统得到了广泛应用。所谓脉宽调制，就是使功率放大 器中的品体管工作在开关状态下，开关频率保持恒定，用调整开关周期内品体管导通时 间的方法来改变输出，以使电机电枢两端获得宽度随时间变化的电压脉冲，脉宽的连续 变化，使电枢电压的平均值也连续变化，从而达到调节电机转速的目的。 晶体管脉宽调制调速系统主要由电压-脉宽变换器和开关功率放大器两部分组成， 如图3-18所示。 加法器+ 比较器 放大器 电 发座离 电压一脉宽变换器 开关功率放大器 图3-18晶体管脉宽调制调速的原理框图 电压-脉宽变换器的作用是根据控制指令信号对脉冲宽度进行调制，以便用宽度随 指令变化的脉冲信号去控制大功率晶体管的导通时间，实现对直流伺服电动机的电枢 绕组两端电压的控制，它由三角波发生器、加法器和比较器组成。指令信号U,和一定频 率的三角波U,经加法器产生信号U,+U,然后送入比较器（一个工作在开环状态下的 运算器)。一般情况下，比较器负输入端接地，U,+U,从正端输入。当U,+U,>0时，比 较器输出满幅度的正电平：当U,+U,<0时，比较器输出满幅度的负电平。 电压-脉宽变换器对信号波形的调制过程如图3-19所示。可见，由于比较器的限幅 特性，输出信号U,的幅度不变，但是脉冲宽度随U,的变化而变化：U,的颜率由三角波 的频率所决定。 兰州交通大学机电工程学院数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 9 图 3–17 晶闸管直流调速系统的主电路 (2) 晶体管脉宽调制调速控制方式 由于功率晶体管比晶闸管具有更优良的特性，目前功率晶体管的功率、耐压等都已 大大提高，所以在中、小功率直流伺服驱动系统中，晶体管脉宽调制(Pulse Width Modulation 简称 PWM)方式驱动系统得到了广泛应用。所谓脉宽调制，就是使功率放大 器中的晶体管工作在开关状态下，开关频率保持恒定，用调整开关周期内晶体管导通时 间的方法来改变输出，以使电机电枢两端获得宽度随时间变化的电压脉冲，脉宽的连续 变化，使电枢电压的平均值也连续变化，从而达到调节电机转速的目的。 晶体管脉宽调制调速系统主要由电压–脉宽变换器和开关功率放大器两部分组成， 如图 3–18 所示。 图 3–18 晶体管脉宽调制调速的原理框图 电压–脉宽变换器的作用是根据控制指令信号对脉冲宽度进行调制，以便用宽度随 指令变化的脉冲信号去控制大功率晶体管的导通时间，，实现对直流伺服电动机的电枢 绕组两端电压的控制，它由三角波发生器、加法器和比较器组成。指令信号 U1 和一定频 率的三角波 UT ，经加法器产生信号 U1 + UT ，然后送入比较器(一个工作在开环状态下的 运算器)。一般情况下，比较器负输入端接地， U1 + UT 从正端输入。当 U1 + UT >0 时，比 较器输出满幅度的正电平；当 U1 + UT <0 时，比较器输出满幅度的负电平。 电压–脉宽变换器对信号波形的调制过程如图 3–19 所示。可见，由于比较器的限幅 特性，输出信号 U S 的幅度不变，但是脉冲宽度随 U1 的变化而变化； U S 的频率由三角波 的频率所决定