质(电力行业)电力拖动双闭环不可逆直流调速系统课程设计优质
VM双闭环不可逆直流调速系统设计电力拖动自动控制系统课程设计任务书
课程设计任务书系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:V-M双闭环不可逆直流调速系统设计起迄日期:课程设计地点:指导教师:工作日程电气与电子类课程设计成绩评定表皖西学院课程设计任务书(2)系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:V-M双闭环可逆直流调速系统设计起迄日期: 2014年06月09日 ~ 2014年06月22日课程设计地点:指导教师:方杰下达任务书日期: 2014年 06月09日工作日程电气与电子类课程设计成绩评定表皖西学院课程设计任务书(3)系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:逻辑无环流直流可逆调控制系统设计起迄日期: 2014年06月09日 ~ 2014年06月22日课程设计地点:指导教师:方杰下达任务书日期: 2014年 06月09日工作日程电气与电子类课程设计成绩评定表皖西学院课程设计任务书(4)系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:逻辑无环流可逆直流调速系统设计及Matlab仿真起迄日期: 2014年06月09日 ~ 2014年06月22日课程设计地点:指导教师:方杰下达任务书日期: 2014年 06月09日工作日程电气与电子类课程设计成绩评定表皖西学院课程设计任务书(5)系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:基于SG3525的双闭环直流脉宽调速系统设计起迄日期: 2014年06月09日 ~ 2014年06月22日课程设计地点:指导教师:方杰下达任务书日期: 2014年 06月09日5.本课程设计课题工作进度计划:起迄日期工作容2014年06月 09日~06月09日06月 10日~06月12日06月 13日~06月18日06月 19日~06月19日06月20日下达任务书,任务布置及设计要求说明查阅材料,方案设计;完成设计初稿仿真、调试答辩、成绩考核教研室主任审查意见:负责人签字:年月日电气与电子类课程设计成绩评定表皖西学院课程设计任务书(6)系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:PWM控制直流调速系统设计起迄日期: 2014年06月09日 ~ 2014年06月22日课程设计地点:指导教师:方杰下达任务书日期: 2014年 06月09日工作日程电气与电子类课程设计成绩评定表皖西学院课程设计任务书(7)系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:参数自整定模糊PID控制直流调速系统设计与仿真起迄日期: 2014年06月09日 ~ 2014年06月22日课程设计地点:指导教师:方杰下达任务书日期: 2014年 06月09日工作日程电气与电子类课程设计成绩评定表皖西学院课程设计任务书(8)系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:双闭环三相异步电动机串极调速系统的设计起迄日期: 2014年06月09日 ~ 2014年06月22日课程设计地点:指导教师:方杰下达任务书日期: 2014年 06月09日工作日程电气与电子类课程设计成绩评定表皖西学院课程设计任务书(9)系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:双闭环三相异步电动机调压调速系统设计起迄日期: 2014年06月09日 ~ 2014年06月22日课程设计地点:指导教师:方杰下达任务书日期: 2014年 06月09日工作日程电气与电子类课程设计成绩评定表皖西学院课程设计任务书(10)系别:机电学院专业:学生姓名:学号:课程设计题目:两相异步电机变频调速系统的研究起迄日期: 2014年06月09日 ~ 2014年06月22日课程设计地点:指导教师:方杰下达任务书日期: 2013年 12月 16日工作日程。
双闭环直流调速系统(课程设计)
4•仿真实验95•仿真波形分析13三、心得体会14四、参考文献161•课题研究的意义从七十年代开始,由于晶闸管直流调速系统的高效、无噪音和快速响应等优点而得到广泛应用。
双闭环直流调速系统就是一个典型的系统,该系统一般含晶闸管可控整流主电路、移相控制电路、转速电流双闭环调速控制电路、以及缺相和过流保护电路等。
直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。
就目前而言,直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式,在许多工业部门,如轧钢、矿山采掘、纺织、造纸等需要高性能调速的场合得到广泛的应用。
且直流电动机具有良好的起、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟,而且从控制的角度来看,它又是交流拖动控制系统的基础。
所以加深直流电机控制原理理解有很重要的意义。
2•课题研究的背景电力电子技术是电机控制技术发展的最重要的助推器,电力电机技术的迅猛发展,促使了电机控制技术水平有了突破性的提高。
从20世纪60年代第一代电力电子器件-晶闸管(SCR)发明至今,已经历了第二代有自关断能力的电力电子器件-GTR、GTO、MOSFET,第三代复合场控器件-IGBT、MCT等,如今正蓬勃发展的第四代产品-功率集成电路(PIC)。
每一代的电力电子元件也未停顿,多年来其结构、工艺不断改进,性能有了飞速提高,在不同应用领域它们在互相竞争,新的应用不断出现。
同时电机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。
正是这些技术的进步使电动机控制技术在近二十多年内发生了天翻地覆的变化。
(3-16) 取:(3-17) ◎i=4.3%<5%,满足课题所给要求。
3.3速度调节器设计电流环等效时间常数1/K。
取KT乙=0.5,贝IJ:1二2X0.0067二0.0134K(3-15)转速滤波时间常数T on。
双闭环直流调速系统课程设计
引言直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
从控制的角度来看,直流调速还是交流拖动系统的基础。
该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器,构成了电流环和转速环,前者通过电流元件的反馈作用稳定电流,后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定,最终消除转速偏差,从而使系统达到调节电流和转速的目的。
该系统起动时,转速外环饱和不起作用,电流内环起主要作用,调节起动电流保持最大值,使转速线性变化,迅速达到给定值;稳态运行时,转速负反馈外环起主要作用,使转速随转速给定电压的变化而变化,电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流。
并通过Matlab进行系统的数学建模和系统仿真,分析双闭环直流调速系统的特性。
一.设计目的1.了解自动控制系统学科。
2.学习绘画双闭环直流调速系统的动态和稳态结构框图。
3.掌握双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析。
4.体会参数设计的过程及工程设计方法的基本思路。
5. 利用MATLAB仿真。
二.直流调速系统设计1.双闭环直流调速系统的组成为了使转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系统中设置两个调节器,分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流,二者实行嵌套连接,如图一所示。
把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。
从闭环结构上看,电流环在里面称为内环,转速环在外面,称作外环。
这就形成了转速,电流反馈控制直流调速系统。
图1 转速、电流反馈控制直流调速系统原理图2.双闭环的稳态结构图和静特性图2 双闭环直流调速系统的稳态结构图转速调节器ASR的输出限幅电压决定了电流给定的最大值,电流调节器ACR的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压,当调节器饱和时,输出达到限幅值,输入量的变化不再影响输出,除非有反向的输入信号使调节器退出饱和;当调节器不饱和时,PI调节器工作在线性调节状态,其作用是使输入偏差电压在稳态时为零。
电力拖动与运动控制系统课程设计-双闭环直流调速系统的设计
《电力拖动与运动控制系统》课程设计姓名:学号:专业:专题:双闭环直流调速系统的设计指导教师:设计地点:2012 年4 月课程设计任务书专业年级学号学生姓名任务下达日期:2012年4月5日设计日期:2012年4月5日至2012年4月20日设计专题题目:双闭环直流调速系统的设计设计主要内容和要求:直流调速系统凭借其优良的调速性能在现场中得到了广泛使用,虽然交流电机得到了越来越多的使用,但直流调速系统的理论完全适用于交流电机调速系统的设计。
针对附录中提供的直流电机参数,进行直流电机调速系统的设计。
要求该直流调速系统调速范围宽、起制动性能好、可四象限运行,具体设计内容如下。
1. 根据直流调速系统的要求,制定系统总体方案,主要包括如下方面:(1) 对现有的直流调速产品进行调查,并运行所学知识加以分析。
要求必须给出一种具有代表性的直流调速产品,并给出系统控制框图;(2) 给出本设计中拟采用的主电路拓扑结构,并给出选择依据;(3) 采用数字处理器作为控制器,对目前调速系统中采用的数字处理器进行调查,并选择一款用于本系统的数字处理器。
2. 直流调速系统的主电路设计,针对总体方案中选定的主电路拓扑结构,并结合附录中提供的直流电机参数进行如下设计:(1) 功率器件的选型,要求给出依据;(2) 针对所选择的功率器件,给出其触发或驱动电路的原理图,并对驱动电路的原理简要说明;(3) 根据系统控制要求,选择相应的电压、电流和温度等传感器,要求给出具体型号;(4) 要求在主回路设计中需给出相应的保护电路。
3. 直流调速系统的控制理论(1) 给出双闭环直流调速系统的动态结构框图;(2) 根据直流电动机和主回路参数,确定动态结构框图的具体参数;(3) 运用工程化设计方法对直流调速系统的调节器进行参数设计,要求必须给出限幅的具体参数及依据;(4) 根据设计的PI调节器参数,要求给出带有内外限幅的PI调节器的模拟量电路图;(5) 给出直流调速系统的完整结构框图。
双闭环不可逆直流调速系统课程设计方案.doc
双闭环不可逆直流调速系统课程设计方案(matlab仿真设计方案)1随着社会化大生产的不断发展,电力传动装置在现代化工业生产中的得到广泛应用,对其生产工艺、产品质量的要求不断提高,这就需要越来越多的生产机械能够实现制动调速,因此我们就要对这样的自动调速系统作一些深入的了解和研究。
本次设计的课题是双闭环晶闸管不可逆直流调速系统,包括主电路和控制回路。
主电路由晶闸管构成,控制回路主要由检测电路,驱动电路构成,检测电路又包括转速检测和电流检测等部分。
目录1 双闭环直流调速系统的工作原理(1)1.1双闭环直流调速系统的介绍(1)1.2双闭环直流调速系统的组成(2)1.3双闭环直流调速系统的稳态结构和静特性(2)1.4双闭环直流调速系统的数学模型(3)1.5双闭环直流调速系统两个调节器的作用(3)2 双闭环直流调速系统启动过程分析(4)2.1双闭环直流调速系统起动时的转速和电流波形(4)2.2双闭环直流调速系统的起动过程(4)2.3双闭环直流调速系统的动态抗扰性能(5) 2.3.1双闭环直流调速系统的抗负载扰动(5) 2.3.2双闭环直流调速系统的抗电网电压扰动(5) 3 双闭环调速系统的主电路各器件的选择和计算(6) 3.1主电路参数的选择与确定(6)3.1.1直流电机的基本参数(6)3.1.2设计指标(6)3.2.参数的选取和计算(6)3.2.1模块参数设置(6)3.2.2电流调节器的设计(7)3.2.3转速调节器的设计(7)4 MATLAB/SIMULINK仿真软件(7)4.1仿真软件介绍(7)4.2仿真软件操作过程(8)4.2.1建立自控系统的数学模型(8)4.2.2建立自控系统的仿真模型(8)4.2.3编制自控系统仿真程序(8)5.仿真设计(9)6.仿真结果分析(11)6.1电机转速曲线(11)6.2电流电流曲线(12)7.设计结论(12)总结与体会(13)参考文献(14)1 双闭环直流调速系统的工作原理1.1 双闭环直流调速系统的介绍双闭环(转速环、电流环)直流调速系统是一种当前应用广泛,经济,适用的电力传动系统。
电力拖动自动控制系统课程设计-直流电机双闭环调速系统设计
《电力拖动自动控制系统》课程设计题目:直流电机双闭环调速系统设计专业:自动化班级:学号:姓名:2009022时间:2013年1月6日--2013年1月10日直流电机双闭环调速系统设计1 序言电力拖动自动控制系统课程设计与综合实验是工业电气自动化专业的一门专业课程,它是一次综合性的理论与实践相结合的训练,也是本专业的一次基本技能训练。
1.1 目的和意义1) 理论联系实际,掌握根据实际工艺要求设计电力拖动自动控制系统的基本方法。
2) 对一种典型的双闭环调速自动控制系统进行综合性的分析设计,掌握各部件和整个系统的设计调试步骤、方法及操作实际系统的方法。
加强基本技能训练。
3) 掌握参数变化对系统性能影响的规律,培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力。
4) 培养分析问题、解决问题的独立工作能力,学会实验数据的分析与处理能力及编写设计说明书和技术总结报告的能力。
为下学期毕业设计作准备。
5) 通过设计熟练地查阅有关资料和手册。
1.2 设计要求要求设计一个直流双闭环调速系统。
其主要内容为: 1) 测定综合实验中所用控制对象的参数(由实验完成)。
2) 根据给定指标设计电流调节器和转速调节器,并选择调节器参数和具体实现电路。
3) 按设计结果组成系统,以满足以下性能指标。
a.调速范围D =5~10,静差率10%S ≤。
b.空载启动时电流超调5%i σ≤,转速超调10%n σ≤ (在额定转速时)。
c.动态速降小于10%。
d.振荡次数小于2次。
4) 研究参数变化对系统性能的影响。
5) 在时间允许的情况下进行调试。
1.3 设计对象及有关数据直流电机:185W ,220V ,1.2A ,1600转/分。
直流测速机:10W ,10V ,0.2A ,1900转/分。
T oi =0.0011s ,T on =0.005s ,两个调节器的输入电阻020R K =Ω ,λ=1.5。
2 系统结构方案的选择2.1 调压、变组、及弱磁方案调速的选择与论证直流电动机的转速和其他参量的关系可用式(2-1)表达e U IRn K -=Φ(2-1)式中 n ——转速,单位为/min r ;U ——电枢电压,单位为V ; I ——电枢电流,单位为A ;R ——电枢回路总电阻,单位为Ω;Φ——励磁磁通,单位为b W ;e K ——由电机结构决定的电动势常数。
双闭环不可逆直流调速系统课程设计(matlab仿真设计)91524
双闭环晶闸管不可逆直流调速系统设计(matlab simulink 仿真)前言许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节,并且要求具有良好的稳态、动态性能。
而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能,在高性能的拖动技术领域中,相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。
双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟,应用非常广泛的电力传动系统。
它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。
我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能,它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环的调速系统可以再保证系统稳定的条件下实现转速无静差。
但如果对系统的动态性能要求较高,例如要求起制动、突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足要求。
这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环系统中,只有电流截止至负反馈环节是专门用来控制电流的。
但它只是在超过临界电流值以后,强烈的负反馈作用限制电流的冲击,并不能很理想的控制电流的动态波形。
在实际工作中,我们希望在电机最大电流限制的条件下,充分利用电机的允许过载能力,最好是在过度过程中始终保持电流(转矩)为允许最大值,使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动,到达稳定转速后,又让电流立即降下来,使转矩马上与负载相平衡,从而转入稳态运行。
这时,启动电流成方波形,而转速是线性增长的。
这是在最大电流转矩的条件下调速系统所能得到的最快的启动过程。
随着社会化大生产的不断发展,电力传动装置在现代化工业生产中的得到广泛应用,对其生产工艺、产品质量的要求不断提高,这就需要越来越多的生产机械能够实现制动调速,因此我们就要对这样的自动调速系统作一些深入的了解和研究。
本次设计的课题是双闭环晶闸管不可逆直流调速系统,包括主电路和控制回路。
主电路由晶闸管构成,控制回路主要由检测电路,驱动电路构成,检测电路又包括转速检测和电流检测等部分。
电力拖动课程设计--双闭环直流电动机调速系统设计
《电力拖动与运动控制系统》课程设计双闭环直流电动机调速系统设计系别*****班级*****学号*****学生##*****指导老师*****转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。
转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。
根据晶闸管的特性,通过调节控制角α大小来调节电压。
基于设计题目,直流电动机调速控制器选用了转速、电流双闭环调速控制电路。
在实际的工业现场中,单闭环直流调速系统已经被最为广泛、技术较为成熟的是双闭环的直流调速系统逐步取代。
传统的直流电动机双闭环调速系统多采用结构简单、性能稳定的带限幅的调节控制器。
它的内环是电流环,在启动过程中,只有电流反馈起作用,能在保证最大允许恒定电流的同时又能加快系统的启动,达到“时间最优控制〞的效果,最后通过转速外环控制使得转速稳恒定。
本文主要采用工程设计方法对直流调速系统进行设计,通过选择不同的调节器、进行参数计算和近似的校验,在SIMULINK中建立仿真模型,设置各个模块的参数和仿真时间,运行得出仿真模型的波形图。
通过对波形图的分析,说明模糊双闭环直流电动机控制系统具有更好的静态和动态性能。
关键词:直流电动机;双闭环;仿真;转速调节器;电流调节器;摘要 (2)一.系统仿真模型 (4)二.调速系统原理 (5)2.1双闭环调速系统原理图 (5)2.2双闭环直流调速系统动态结构框图 (5)三.主要技术数据 (5)四.设计指标 (7)五.参数设计 (7)六. 心得体会 (9)一. 系统仿真模型二.调速系统原理2.1 双闭环调速系统原理图图1 双闭环调速系统原理图2.2 双闭环直流调速系统动态结构框图图2 双闭环直流调速系统动态结构框图三、主要技术数据电动机额定数据:功率,电压,电流,转速,电枢绕组电阻,飞轮惯量;晶闸管整流装置:,平波电抗器电阻,整流回路总电感,最大给定电压,调节器输出限幅值。
注:其他相关的未给出的一些数据,例如,最大启动电流数值、电流与转速滤波时间常数〔一般取0.002~0.004s 左右〕等可自己设定。
(完整word版)双闭环不可逆直流调速系统课程设计
双闭环晶闸管不可逆直流调速系统设计一.设计目的一1了解双闭环不可逆直流调速系统的原理,组成及各主要单元部件的原理。
2.熟悉电力电子及教学实验台主控制屏的结构及调试方法。
3熟悉NMCL_18,NMCL_33的结构及调试方法。
4掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤,方法及参数的整定。
二.实验内容1 各控制单元调试2 测试电流反馈系数3 测定开环机械特性及闭环静特性三.实验系统组成及工作原理双闭环晶闸管不可逆直流调速系统有电流和转速两个调节器综合调节,由于调速系统调节的主要是转速,故转速环作为主环放在外面,电流环作为副环放在里面,这样可拟制电网电压波动对转速的影响,试验系统的组成如图6-8所示。
系统工作时,先给电动机加励磁,改变给定电压的大小即可方便的改变电机的转速。
ASR,ACR均有限幅环节,ASR的输出作为ACR的给定,利用ASR的输出限幅可达到限制启动电流的目的,ACR的输出作为移向触发电路的控制电压,利用ACR的输出限幅可达到限制和的目的。
当加入给定Ug后,ASR即饱和输出,使电动机以限定的最大起动电流加速启动,直到电机转速达到给定转速(即Ug=Ufn),并出现超调后,ASR退出饱和,最后稳定运行在略低于给定转速的数值上。
四.实验设备及仪器1,NMCL系统教学实验台主控制屏。
2,。
NMCL—18组件(适合NMCL—Ⅱ)或那么长了组件(适合NMCL—Ⅲ)。
3.NMCL—33组件或NMCL—53组件。
4.NMCL—03A三相可调电阻(或自配滑线变阻器)。
5.电机导轨及测速装置、直流发电机M01。
6.直流电动机M03。
五.注意事项1.三相主电压源连线时需注意,不可换错相序。
2.电源开关闭合时,过流保护,过压保护的发光二极管可能会亮,只需按下对应的复位开关SB1、SB2即可正常工作。
3.系统开环连接时,不允许突加给定信号Ug启动电机。
4.启动电机时,需吧MEL —13的测功机加载旋钮逆时针旋到底,以免带负载启动。
《电力拖动自动控制系统--运动控制系统》课程设计-直流双闭环有环流可逆调速系统设计
课程设计报告书题目直流双闭环有环流可逆调速系统设计院系信息工程系专业自动化班级姓名学号指导教师2011 年 6 月14 日课程设计任务书学生姓名:专业班级:自动化1081指导教师:工作单位:信息工程系题目: 直流双闭环有环流可逆调速系统设计初始条件:1.直流电动机额定参数为:U N=220V,I N=136A,C e=0.132 v.min/r,Ra=0.5Ω2.电机过载倍数λ=1.5,Ks=40,Tl=0.03 s,Tm=0.18 s,调节α=0.07 v.min/r,β=0.05 v/A3.测速发电机参数:23W,110V,0.21A,1900 r/min,永磁式4.主电路采用三相全控桥,反并联连接,进线交流电源:三相380V要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,说明书撰写等具体要求)1.转速调节器ASR及电流调节器ACR的设计2.转速反馈和电流反馈电路设计3.集成触发电路设计4. 主电路及其保护电路设计课程设计说明书应严格按统一格式打印,资料齐全,坚决杜绝抄袭,雷同现象。
满足如下要求:1.采用α=β配合控制,能够实现可逆运行,转速和电流稳态无差,电流超调量小于5%,转速超调量小于10%。
2. 对系统设计方案的先进性、实用性和可行性进行论证,说明系统工作原理。
3. 画出单元电路图,说明工作原理,给出系统参数计算过程。
4. 画出整体电路原理图,图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。
时间安排:2011.6.13-2011.6.15 收集课程设计相关资料2011.6.16-2011.6.23 系统设计2011.6.24-2011.6.26 撰写课程设计及答辩指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日摘要直流调速[1]是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。
从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。
V-M双闭环不可逆直流调速系统设计报告(含电气原理图)
双闭环直流调速系统课程设计报告摘要:本设计是一个双闭环不可逆直流调速系统,采用了晶闸管---直流调速装置来调节直流电动机的转速。
采用晶闸管的好处是能使该直流电动机进行连续平滑的调速,且具有较宽地转速调速围(D≥10)。
此装置有可靠的过电压过电流保护措施,该调速装置在5%负载以上变化的运行围工作时,晶闸管的输出电流连续,并且具有良好的静特性与动态性能。
关键词:双闭环晶闸管转速调节器电流调节器第1章主电路各器件的选择和计算1.1 变流变压器容量的计算和选择在一般情况下,晶闸管装置所要求的交流供电电压与电网电压往往不一致;此外,为了尽量减小电网与晶闸管装置的相互干扰,要求它们相互隔离,故通常要配用整流变压器,这里选项用的变压器的一次侧绕组采用△联接,二次侧绕组采用Y联接。
S为整流变压器的总容量,S为变压器一次侧的容量,1U为一次侧电压,I为一次侧电流, 2S为变压器二次侧的容量,2U为二次侧电压,1I为二次侧的电流,1m、2m为相数,以下就是各量的推导和计算过程。
2为了保证负载能正常工作,当主电路的接线形式和负载要求的额定电压确定之后,晶闸管交流侧的电压U只能在一个较小的围变化,为此2必须精确计算整流变压器次级电压U。
2影响2U 值的因素有:(1)2U 值的大小首先要保证满足负载所需求的最大电流值的max d I 。
(2)晶闸管并非是理想的可控开关元件,导通时有一定的管压降,用T V 表示。
(3)变压器漏抗的存在会产生换相压降。
(4)平波电抗器有一定的直流电阻,当电流流经该电阻时就要产生一定的电压降。
(5)电枢电阻的压降。
综合以上因素得到的2U 精确表达式为:max 2max [1(1)]%[]100d N a T d d K d I U r nU I U I CU A B I ε+-+=-⋅ (4-1)式中 20U U A d =表示当控制角00α=时,整流电压平均值与变压器次级相电压有效值之比;d d U U B α=表示控制角为α时和00α=时整流电压平均值之比; C 是与整流主电路形式有关的系数;%K U 为变压器的短路电压百分比,100千伏安以下的变压器取5%=K U ,100~1000千伏安的变压器取%510K U =~;ε为电网电压波动系数。
《电力拖动与运动控制系统》课程设计-双闭环直流调速系统的设计
《电力拖动与运动控制系统》课程设计姓名:专题:双闭环直流调速系统的设计指导教师:设计地点:电工电子实验中心2012 年4 月课程设计任务书专业年级任务下达日期:2012年5月15日设计日期:2012年5月21日至2012年6月3日设计专题题目:双闭环直流调速系统的设计设计主要内容和要求:直流调速系统凭借其优良的调速性能在现场中得到了广泛使用,虽然交流电机得到了越来越多的使用,但直流调速系统的理论完全适用于交流电机调速系统的设计。
针对附录中提供的直流电机参数,进行直流电机调速系统的设计。
要求该直流调速系统调速范围宽、起制动性能好、可四象限运行,具体设计内容如下。
1. 根据直流调速系统的要求,制定系统总体方案,主要包括如下方面:(1) 对现有的直流调速产品进行调查,并运行所学知识加以分析。
要求必须给出一种具有代表性的直流调速产品,并给出系统控制框图;(2) 给出本设计中拟采用的主电路拓扑结构,并给出选择依据;(3) 采用数字处理器作为控制器,对目前调速系统中采用的数字处理器进行调查,并选择一款用于本系统的数字处理器。
2. 直流调速系统的主电路设计,针对总体方案中选定的主电路拓扑结构,并结合附录中提供的直流电机参数进行如下设计:(1) 功率器件的选型,要求给出依据;(2) 针对所选择的功率器件,给出其触发或驱动电路的原理图,并对驱动电路的原理简要说明;(3) 根据系统控制要求,选择相应的电压、电流和温度等传感器,要求给出具体型号;(4) 要求在主回路设计中需给出相应的保护电路。
3. 直流调速系统的控制理论(1) 给出双闭环直流调速系统的动态结构框图;(2) 根据直流电动机和主回路参数,确定动态结构框图的具体参数;(3) 运用工程化设计方法对直流调速系统的调节器进行参数设计,要求必须给出限幅的具体参数及依据;(4) 根据设计的PI调节器参数,要求给出带有内外限幅的PI调节器的模拟量电路图;(5) 给出直流调速系统的完整结构框图。
V-M双闭环不可逆直流调速系统课设
1 前言直流电动机拖动控制系统在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
这主要由于直流电机具有良好的起,制动性能,宜于在大围平滑调速,并且直流拖动控制系统在理论上和实践上都比拟成熟,从控制的角度来看,它又是交流拖动控制系统的根底。
由于要对电机进展稳定的转速控制,双闭环直流调速系统是现今在工业生产中应用最广泛的调速装置。
该装置转速控制稳定,抗干扰能力强但由于直流系统的本身缺陷为得到较大的调速围自动控制的直流调速系统往往采用变压调速为主。
而在变压整流装置中应用最广的是三相全控桥式整流。
这是用于三相全控桥式整流器输出直流电流的谐波小,脉动电流小,电流连续性好,往往只需要平波电抗器就可以输出稳定直流。
可保证电机稳定运行不会有较大的脉动转矩,不仅保证了拖动系统的稳定同时对直流电机的损耗也小。
本设计主要根据直流电机参数确定变压器,整流电路的相关参数,并且按照控制要求设计双闭环控制系统的构造及参数。
2主电路构造选择目前具有多种整流电路,但从有效降低脉动电流保证电流连续和电动机额定参数的情况出发本设计选用三相桥式全控整流电路,其原理如图2-1所示,习惯将其中阴极连接在一起到3个晶闸管〔531,,VT VT VT 〕称为共阴极;阳极连接在一起的3个晶闸管〔642,,VT VT VT 〕称为共阳极,另外通常习惯晶闸管从1至6的顺序导通,为此将晶闸管按图示的顺序编号,即共阴极组中与a,b,c 三相电源相接的3个晶体管分别是531,,VT VT VT ,共阳极组中与a,b,c 三相电源相接的3个晶闸管分别是642,,VT VT VT 。
图2-1 三相桥式全控整流电路原理图其工作特点为:1〕每个时刻均需2个晶闸管同时导通,形成向负载供电的回路,其中1个晶闸管是共阴极组的,1个是共阳极组的,且不能为同一相的晶闸管。
2)6个晶闸管的触发脉冲按654321VT VT VT VT VT VT →→→→→的顺序相为、位依次相差 60;共阴极组的脉冲依次差 120,共阳极组也依次差 120;同一相的上下两个桥臂即1VT 与4VT ,3VT 与6VT ,5VT 与2VT 脉冲相差 180。
双闭环不可逆直流调速系统设计
双闭环不可逆直流调速系统设计
一、系统概述
1.1系统构成
1.2系统功能
(1)可满足调速范围大的需求:调速范围可达50:1的变频调速,马达的转速和转矩响应迅速;
(2)可实现较窄闭环环节的控制:可采用较小的外闭环调节频率和功率,达到较小的行程距离及精确的速度控制要求;
(3)可实现电机良好的稳态及动态特性:可消除传统调速系统的迟滞,且电机灵敏度和静态特性良好,降低内部绕组损耗;
(4)可减少投入成本:可实现更高的调速精度和调节速率,极大减少电源、保护、控制回路等设备的成本;。
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(电力行业)电力拖动双闭环不可逆直流调速系统课
程设计
由于电网电压与工作电压(U2)常常不一致,故在主电路前端需配置一个整流变压器,以得到与负载匹配的电压,同时把晶闸管装置和电网隔离,可起到降低或减少晶闸管变流装置对电网和其他用电设备的干扰。
考虑到控制角α增大,会使负载电流断续,并且负载为直流电动机时,由于电流断续和直流的脉动,会使晶闸管导通角θ减少,整流器等效内阻增大,电动机的机械特性变软,换向条件恶化,并且增加电动机的损耗,故在直流侧串接一个平波电抗器,以限制电流的波动分量,维持电流连续。
为了使元件免受在突发情况下超过其所承受的电压电流的侵害,电路中加入了过电压、过电流保护装置。
图2-1
2.2闭环调速系统的组成
开环直流调速系统调节控制电压U c就可改变电动机的转速。
如果负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高,这样的开环调速系统都能实现一定范围内的无级调速,但是,对静差率有较高要求时,开环调速系统往往不能满足要求。
这时就要采用闭环调速系统。
采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统可以保证系统稳定的前提下实现
采用KJ041集成触发电路的同步电压应滞后于主电路电压180度。
本设计主电路整流变压器采用D,y-11联结,同步变压器采用D,y-11,5联结。
这时,同步电压选取的结果见表4-1。
图4-1同步变压器和整流变压器接法
晶闸管,VT1,VT2,VT3,VT4,VT5,VT6
主电路电压,+Ua,-Uc,+Ub,-Ua,+Uc,-Ub
同步电压,-Usa,+Usc,-Usb,+Usa,-Usc,+Usb
表4-1各晶闸管的同步电压
第五章双闭环系统调节器的动态设计
5.1电流调节器的设计
5.1.1时间常数的确定
系统电磁时间常数T l:由上可知
LΣ=35.98mH,RΣ=0.5,
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