一种双电压合成信号脉宽调制的低功耗高速电磁铁驱动电路

论文摘要

针对提升电液控制系统动态和稳态性能的需求,提出一种双电压合成信号脉宽调制的低功耗高速电磁铁驱动电路。与常见的双电源切换电路不同,该电路通过单稳态触发器电路、反相输入求和电路、反相比例运算电路合成一个双电压信号,与高频三角波电路比较产生一个双占空比的脉宽调制信号,最后经功率放大级输出,实现初始阶段100%占空比脉宽调制信号使电磁铁线圈电流急速上升驱动衔铁高速运动,运动结束后又以10%占空比实现低功耗保持,避免了双电源切换电路设计的复杂性和实时性问题。基于上述原理,建立高速电磁铁及驱动电路的理论模型,仿真分析电磁铁的动态和稳态性能,并结合原型样机进行实验验证。研究结果表明:与典型恒定电压或恒定占空比控制方式相比,性能明显提高,该驱动电路作用下的电磁铁在2.5mm行程内开启时间为10ms,关闭时间为22ms,稳态功耗为0.3W,可更好地满足低功耗高速电磁铁的驱动要求。

论文目录

• 0 引言
• 1 高速电磁铁及驱动电路介绍
•   1.1 高速电磁铁结构及工作原理
•   1.2 驱动电路结构及工作原理
•     1.2.1 三角波电路设计
•     1.2.2 双电压信号电路设计
•     1.2.3 PWM信号调制原理
•     1.2.4 功率放大级电路设计
• 2 高速电磁铁驱动电路建模及分析
•   2.1 理论模型
•   2.2 仿真分析
•     2.2.1 驱动电压对动态、稳态性能的影响规律
•     2.2.2 PWM信号频率对动态、稳态性能的影响规律
•     2.2.3 PWM信号占空比对动态、稳态性能的影响规律
• 3 实验研究
•   3.1 测试系统
•   3.2 实验结果分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李勇,黄庆林,谷璐璐,赵杨,任燕

关键词: 双电压,高速电磁铁,低功耗,脉宽调制

来源: 电工技术学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 温州大学机电工程学院

基金: 国家自然科学基金(51505338),浙江省自然科学基金(LQ16E050004),温州市公益性工业科技(G20160017)资助项目

分类号: TM13

DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.171646

页码: 255-263

总页数: 9

文件大小: 1128K

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