双闭环直流调速系统课程设计-secret

合集下载

运动控制课程设计双闭环直流调速系统设计

运动控制课程设计双闭环直流调速系统设计

运动控制课程设计双闭环直流调速系统设计题⽬: 双闭环直流调速系统设计初始条件:1.直流电机参数:10KW, 220V, 55A, 1000 r/min ,电枢电阻Ra=0.5Ω电机过载倍数λ=1.5,Ks=40,Tl=0.03 s,Tm=0.18 s,设α=0.07 v.min/r,β=0.05 v/A2.测速发电机参数:23W,110V,0.21A,1900 r/min,永磁式3.主电路采⽤三相全控桥,进线交流电源:三相380V要求完成的主要任务: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.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。

绪论在电⽓时代的今天,电动机在⼯农业⽣产、⼈们⽇常⽣活中起着⼗分重要的作⽤。

直流电机是最常见的⼀种电机,具有良好的起动、制动性能,宜于在宽范围内平滑调速,在许多需要调速和快速正反向的电⼒拖动等各领域中领域中得到了⼴泛的应⽤。

因此研究直流电机的控制和测量⽅法,对提⾼控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要的意义。

电机调速问题⼀直是⾃动化领域⽐较重要的问题。

不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求,因此,不同的调速⽅法有着不同的应⽤场合。

本⽂设计分析直流双闭环的组成,设计直流双闭环的系统电路图,同时采⽤采⽤⼯程设计的⽅法对直流双闭环的转速和电流两个调节器进⾏设计。

因为电流调节器是内环,因此⾸先设计电流调节器,对其进⾏必要的变化和近似处理,电流环设计完后,把电流环等效成转速环的⼀个环节进⾏处理,从⽽设计转速环。

双闭环直流调速系统课程设计

双闭环直流调速系统课程设计

双闭环调速系统的工作原理及其调试一、双闭环调速系统的分析1.双闭环调速系统的原理图图2-1 转速、电流双闭环调速系统ST ——转速调节器 LT ——电流调节器 SF ——测速发电机LH ——电流互感器 gn U 、fn U ——转速给定和速度反馈电压2.双闭环调速系统的工作原理采用双闭环调速系统即可保证在起动过程中,起动电流不超过某一最大值,而使电机和可控硅元件不会被烧坏,又能保证稳态精度,这主要是依靠电流环和转速环的作用。

3.KZS-1型晶闸管直流调速实验装置其面板布置图如图2-2所示。

4.转速调节器STST 的作用是在起动过程中的大部分时间里,转速调节器ST 处于饱和限幅状态,转速环相当于开环,系统表现为恒值电流调节的单环系统,只有转速超调后,ST 退出饱和后,才真正发挥线性调节作用,使转速不受负载变化的影响。

ST 能将输入的给定和反馈信号进行加法、减法、比例、积分微分等运算,使其输出量按某种规律变化,其原理电路如图2-8所示。

图2-2 面板布置图图2-3 转速调节器(ST )原理电路图ST 采用集成电路运算放大器组成,它具同相输入和反相输入两个输入端,其输出电压与两个输入端电压之差成正比。

2端为给定输入端,1端为反馈信号输入端。

搓在运算放大器输入端前面的阻抗为输入阻抗网络。

接在反相输入端和调节器输出端之间的网络为反馈阻抗网络。

改变输入与反馈阻抗网络参数,就能得到各种运算特性。

反向输入端与调节器输出端之间的场效应管起零速封锁作用。

零速时56端为零电平,场效应管导通,调节器输出锁零,56端为-15V 时,场效应管关断,调节器投入工作。

输出采用二极管箍位的外限幅电路。

电位器1RW 用以调节正向输出限幅值,电位器2RW 用以调节负向输出限幅值。

5.电流调节器LT电流调节器LT 的作用是保证在各种正常工作的条件下不发生过电流,在起、制动情况下维持电流恒定。

达到怛流起、制动,从而加快了起、制动过程。

在电网电压波动时,由于LT 反应快可以很快予以制止,减小了电网电压波动时对转速的影响,提高了抵抗电网电压波动能力。

双闭环直流调速系统的课程设计

双闭环直流调速系统的课程设计

双闭环直流调速系统的课程设计————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:自动控制原理课程设计——双闭环直流调速系统课程设计班级电气自动化二班姓名程传伦学号110101225指导教师张琦2013年6月10日目录摘要第1章系统方案设计1.1 任务分析1。

2 方案比较论证1.3 系统方案确定第2章系统主电路设计及参数计算2。

1 主电路结构设计与确定2.2 主电路器件选择与计算2.2.1 整流变压器的参数计算和选择2.2.2 整流元件晶闸管的选型2.3 电抗器的设计2.4 主电路保护电路的设计2.4.1 过压保护设计2。

4.2 过流保护设计第3章双闭环调节系统调节器的设计3.1 电流调节器的设计3.2转速调节器的设计小结心得体会参考文献摘要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Simulink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。

第1章系统方案设计1。

1 任务分析本课题所涉及的调速方案本质上是改变电枢电压调速。

该调速方法可以实现大范围平滑调速,是目前直流调速系统采用的主要调速方案.但电机的开环运行性能远远不能满足要求.按反馈控制原理组成转速闭环系统是减小或消除静态转速降落的有效途径。

双闭环调速系统课程设计

双闭环调速系统课程设计

双闭环调速系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解双闭环调速系统的基本原理和组成部分;2. 学生能掌握双闭环调速系统中速度环和电流环的工作原理及其相互关系;3. 学生能了解双闭环调速系统在工业生产中的应用。

技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析并设计简单的双闭环调速系统;2. 学生能通过实际操作,完成双闭环调速系统的调试和优化;3. 学生能运用相关软件或工具,对双闭环调速系统进行仿真和分析。

情感态度价值观目标:1. 学生对双闭环调速系统产生兴趣,培养主动学习和探究的精神;2. 学生认识到双闭环调速系统在工程技术领域的重要性,增强对相关职业的认同感;3. 学生在团队协作中,培养沟通、合作和解决问题的能力。

课程性质:本课程为电气工程及其自动化专业核心课程,旨在使学生掌握双闭环调速系统的基本原理和设计方法。

学生特点:学生具备一定的电路基础和自动控制理论,具有较强的动手能力和探究精神。

教学要求:结合理论教学和实践操作,注重培养学生的实际应用能力和创新意识。

通过分解课程目标为具体学习成果,使学生在掌握知识的同时,提高技能和情感态度价值观。

后续教学设计和评估将以此为基础,确保课程目标的实现。

二、教学内容1. 双闭环调速系统基本原理- 介绍双闭环调速系统的定义、分类及其在工业生产中的应用;- 分析双闭环调速系统的结构及工作原理。

2. 速度环和电流环的工作原理- 详细讲解速度环和电流环的组成、功能及相互关系;- 分析速度环和电流环的参数整定方法及其对系统性能的影响。

3. 双闭环调速系统设计- 介绍双闭环调速系统的设计步骤和方法;- 结合实际案例,分析并设计双闭环调速系统。

4. 双闭环调速系统的调试与优化- 讲解双闭环调速系统调试的原理和方法;- 介绍优化双闭环调速系统性能的途径。

5. 双闭环调速系统的仿真与分析- 介绍常用仿真软件及其在双闭环调速系统中的应用;- 结合实际案例,进行双闭环调速系统的仿真分析。

双闭环直流可逆调速系统设计

双闭环直流可逆调速系统设计

双闭环直流可逆调速系统设计
一、实现双闭环直流可逆调速系统的基本原理
双闭环直流可逆调速系统是一种复杂的控制系统,通过控制电机转速
调整和调节,可以实现直流可逆调速系统的功能。

它的工作原理是:当电
机的转速发生变化时,运用程序控制器调整反馈信号。

在反馈信号中,检
测电机转速,并将其作为参考,经过放大器检测调节,将放大器调节的参
数输入给程序控制器,然后根据给定的转速和调节参数,程序控制器根据
相关的算法,调节步进电机的每一步的转速,实现当电机转速发生变化时,程序控制器控制电机转速。

二、双闭环直流可逆调速系统的组成
1.输入信号源:输入信号源主要有可逆调节信号和程序控制参数信号,两者同时作用,确定电机控制的转速范围和精度要求,从而保证可逆调速
系统的精度。

2.程序控制器:程序控制器是可逆调速系统的核心,它根据输入的控
制信号,控制反馈电路,实时获取电机的转速参数,根据算法,按照程序
控制的调节参数调节步进电机,实现调节目标速度。

双闭环直流调速系统课程设计报告

双闭环直流调速系统课程设计报告

1双闭环直流调速系统课程设计报告第一章主电路设计与参数计算调速系统方案的选择因为电机上网容量较大又要求电流的脉动小应采纳三相全控桥式整流电路供电方案。

电动机额定电压为220V 为保证供电质量应采纳三相减压变压器将电源电压降低。

为防止三次谐波电动势的不良影响三次谐波电流对电源的扰乱。

主变压器采纳 A/D 联络。

因调速精度要求较高应采纳转速负反应调速系统。

采纳电流截止负反应进行限流保护。

出现故障电流时过电流继电器切断主电路电源。

为使线路简单工作靠谱装置体积小宜采纳 KJ004 构成的六脉冲集成触发电路。

该系统采纳减压调速方案故励磁应保持恒定励磁绕组采纳三相不控桥式整流电路供电电源可从主变压器二次侧引入。

为保证先加励磁后加电枢电压主接触器主触点应在励磁绕组通电后方可闭合同时设有弱磁保护环节电动机的额定电压为 220V 为保证供电质量应采纳三相减 2 压变压器将电源电压降低为防止三次谐波电动势的不良影响三次谐波电流对电源的扰乱主变压器采纳D/Y 联络。

1.1 整流变压器的设计 1.1.1 变压器二次侧电压U2 的计算U2 是一个重要的参数选择过低就会没法保证输出额定电压。

选择过大又会造成延迟角α加大功率因数变坏整流元件的耐压高升增添了装置的成本。

一般可按下式计算即BAUUd2.112 1-1 式中 A-- 理想状况下α0°时整流电压 Ud0 与二次电压U2 之比即AUd0/U2B-- 延缓角为α时输出电压Ud 与 Ud0 之比即BUd/Ud0 ε——电网颠簸系数系数依据设计要求采纳公式11.2——考虑各样因数的安全BAUUd2.112 1-3由表查得A2.34 取ε 0.9 角α考虑 10°裕量则Bcosα 0.985222011.21061272.340.90.985UV 取 U2120V 。

电压比KU1/U2380/1203.2 。

1.1.2 一次、二次相电流 I1 、I2 的计算由表查得 KI10.816 KI20.816 考虑变压器励磁电流得取1.1.3 变压器容量的计算S1m1U1I1 1-4 S2m2U2I2 1-5S1/2S1S2 1-6 式中 m1、m2 -- 一次侧与二次侧绕组的相数表查得 m13m23 S1m1U1I13× 380×1415.6KVA由S2m2U2I23×110×44.914.85 KVA考虑励磁功率LP220×1.60.352kW 取 S15.6kvA 1.2 晶闸管元件的选择晶闸管的额定电压晶闸管实质蒙受的最大峰值电压TNU 乘以 23 倍的安全裕量参照标准电压等级即可确立晶闸管的额定电压 TNU 即 TNU 23mU 整流电路形式为三相全控桥查表得26UUm 则223236236110539808TNmUUUV 3-7 取晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是一定使管子同意经过的额定电流有效值TNI 大于实质流过管子电流最大有效值TI8 即 4 TNI 1.57AVTITI 或AVTI57.1TI57.1TIddIIKdI 1-8 考虑 1.52 倍的裕量AVTI1.52KdI 1-9 式中KTI/1.57dI-- 电流计算系数。

vm双闭环直流调速系统课程设计

vm双闭环直流调速系统课程设计

vm双闭环直流调速系统课程设计VM双闭环直流调速系统课程设计一、课程设计目的:通过设计一个VM双闭环直流调速系统,使学生掌握直流调速的基本原理和方法,培养学生的实际动手能力和综合应用能力。

二、课程设计内容:1.系统结构设计:1.1.采用PMDC直流电动机作为执行器件;1.2.采用电流环和速度环两级闭环控制;1.3.设计合适的控制策略和参数。

2.软件仿真设计:2.1.利用Matlab/Simulink软件进行系统的建模和仿真;2.2.设计合适的输入信号,验证系统的性能和稳定性。

3.硬件实现设计:3.1.确定硬件平台和控制器;3.2.设计电路连接和传感器接口;3.3.编写控制程序,实现电流环和速度环闭环控制。

4.系统测试与分析:4.1.对设计的系统进行功能测试和性能测试;4.2.分析系统的闭环响应特性和稳定性。

三、课程设计步骤:1.系统结构设计:1.1.确定电机参数和系统要求,选择合适的电机型号;1.2.设计电流环和速度环的控制策略和参数。

2.软件仿真设计:2.1.建立系统的数学模型,包括电机模型和控制器模型;2.2.设计合适的输入信号,进行系统的仿真;2.3.分析仿真结果,验证系统的性能和稳定性。

3.硬件实现设计:3.1.确定硬件平台和控制器,选择合适的开发板和控制器;3.2.连接电路和传感器,编写控制程序;3.3.进行电流环和速度环闭环控制实验。

4.系统测试与分析:4.1.对设计的系统进行功能测试和性能测试,记录实验数据;4.2.分析实验数据,比较实际测量值与仿真结果,评估系统的性能和稳定性。

四、课程设计要求:1.系统设计要符合实际工程应用需求,考虑系统的可行性和可靠性;2.软件仿真设计要能够充分验证系统的性能和稳定性;3.硬件实现设计要能够实现闭环控制,并具有一定的稳定性和抗干扰能力;4.系统测试与分析要能够准确评估系统的性能和稳定性,并提出改进措施。

五、课程设计评分依据:1.系统结构设计:10分;2.软件仿真设计:20分;3.硬件实现设计:30分;4.系统测试与分析:30分;5.报告撰写和答辩:10分。

双闭环直流调速系统(课程设计)

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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

目录1 设计目的及意义 (2)2 工作原理 (3)2.1双闭环直流调速系统的组成与原理 (3)2.2双闭环直流调速系统的静特性分析 (4)2.3双闭环直流调速系统的稳态结构图 (6)2.4双闭环直流调速系统的数学模型 (6)2.5调节器的具体设计 (7)2.6速度环的设计 (9)2.7双闭环直流调速系统仿真 (11)3 方案设计与论证 (13)4 系统硬件设计 (14)4.1主电路 (14)4.2控制电路 (14)4.3驱动电路 .......................................... 错误!未定义书签。

4.4反馈和保护电路 (15)5 系统调试 (16)6 心得体会 (17)参考文献 (18)1设计目的及意义本设计从直流电动机的工作原理入手,并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。

然后按照自动控制原理,对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算,利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真,通过仿真获得了参数整定的依据。

转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好,应用最广的直流调速系统, 采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。

转速、电流双闭环直流调速系统的控制规律,性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础。

应掌握转速、电流双闭环直流调速系统的基本组成及其静特性;从起动和抗扰两个方面分析其性能和转速与电流两个调节器的作用;应用工程设计方法解决双闭环调速系统中两个调节器的设计问题,等等。

通过对转速、电流双闭环直流调速系统的了解,使我们能够更好的掌握调速系统的基本理论及相关内容,在对其各种性能加深了解的同时,能够发现其缺陷之处,通过对该系统不足之处的完善,可提高该系统的性能,使其能够适用于各种工作场合,提高其使用效率。

2工作原理2.1 双闭环直流调速系统的组成与原理图2.1 双闭环直流调速系统的原理图电动机在启动阶段,电动机的实际转速(电压)低于给定值,速度调节器的输入端存在一个偏差信号,经放大后输出的电压保持为限幅值,速度调节器工作在开环状态,速度调节器的输出电压作为电流给定值送入电流调节器, 此时则以最大电流给定值使电流调节器输出移相信号,直流电压迅速上升,电流也随即增大直到等于最大给定值, 电动机以最大电流恒流加速启动。

电动机的最大电流(堵转电流)可以通过整定速度调节器的输出限幅值来改变。

在电动机转速上升到给定转速后, 速度调节器输入端的偏差信号减小到近于零,速度调节器和电流调节器退出饱和状态,闭环调节开始起作用。

对负载引起的转速波动,速度调节器输入端产生的偏差信号将随时通过速度调节器、电流调节器来修正触发器的移相电压,使整流桥输出的直流电压相应变化,从而校正和补偿电动机的转速偏差。

另外电流调节器的小时间常数, 还能够对因电网波动引起的电动机电枢电流的变化进行快速调节,可以在电动机转速还未来得及发生改变时,迅速使电流恢复到原来值,从而使速度更好地稳定于某一转速下运行。

2.2 双闭环直流调速系统的静特性分析分析静特性的关键是掌握PI 调节器的稳态特征,一般使存在两种状况:饱和—输出达到限幅值,不饱和—输出未达到限幅值。

当调节器饱和时,输出为恒值,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,换句话说,饱和的 调节器暂时隔断了输入和输出的联系,相当于使该调节环开环。

当调节器不饱和时,PI 的作用使输入偏差电压ΔU 在稳态时总为零。

实际上,在正常运行时,电流调节器是不会达到饱和状态的。

因此,对于静特性来说,只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。

(1)转速调节器不饱和这时,两个调节器都不饱和,稳态时,它们的输入偏差电压都是零,因此,0n n n n ⨯=⨯==*ααU U (2-1)d i i I U U ⨯==*β (2-2)由第一个关系式可得: 0n n n==*αU (2-3)从而得到图2.2所示静特性曲线的CA 段。

与此同时,由于ASR 不饱和,**<m i U U i 可知m d d I I <,这就是说,CA 段特性从理想空载状态的d I =0一直延续到d m d I I =。

一般都是大于额定电流I dn 的。

这就是静特性的运行段,它是一条水平的特性。

(2)转速调节器饱和这时,ASR 输出达到限幅值U im *,转速外环呈开环状态,转速的变化对系统不再产生影响。

双闭环系统变成了一个电流无静差的单电流闭环调节系统。

稳态时:m d m i d I U I ==*β (2-4)其中,最大电流dm I 取决于电动机的容许过载能力和拖动系统允许的最大加速度,由上式可得静特性的AB 段,它是一条垂直的特性。

这样是下垂特性只适合于0n n <的情况,因为如果0n n >,则*>n n U U ,ASR 将退出饱和状态。

双闭环调速系统的静特性在负载电流小于I dm *时表现为转速无静差,这时,转速负反馈起主要的调节作用,但负载电流达到I dm 时,对应于转速调节器的饱和输出U im *,这时,电流调节器起主要调节作用,系统表现为电流无静差,得到过电流的自动保护.这就是采用了两个PI 调节器分别形成内、外两个闭环的效果。

然而,实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大,因此,静特性的两段实际上都略有很小的静差,见图2.2中虚线。

图2.2 双闭环直流调速系统的静特性2.3 双闭环直流调速系统的稳态结构图首先要画出双闭环直流系统的稳态结构图如图2-6所示,分析双闭环调速系统静特性的关键是掌握PI调节器的稳态特征。

一般存在两种状况:饱和——输出达到限幅值;不饱和——输出未达到限幅值。

当调节器饱和时,输出为恒值,输入量的变化不再影响输出,相当与使该调节环开环。

当调节器不饱在稳态时总是为零。

和时,PI作用使输入偏差电压U图2.3 双闭环直流调速系统的稳态结构框图实际上,在正常运行时,电流调节器是不会达到饱和状态的。

因此,对于静特性来说,只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。

2.4 双闭环直流调速系统的数学模型双闭环控制系统数学模型的主要形式仍然是以传递函数或零极点模型为基础的系统动态结构图。

双闭环直流调速系统的动态结构电流调节器的传递函数。

为了引出电流反馈,在电动机的动态结构框图中必须把电枢电流Id显露出来。

绘制双闭环直流调速系统的动态结构框图如下:图2.4双闭环直流调速系统的动态结构框图2.5 调节器的具体设计本设计为双闭环直流调速系统,整流装置采用三相桥式全控整流电路基本数据如下:1)晶闸管装置放大系数Ks=30;2)电枢回路总电阻R=0.18Ω;3)时间常数:电磁时间常数T1=0.012s;4)机电时间常数Tm=0.12s;5)调节器输入电阻R0=20Ω;设计指标:1)静态指标:无静差;2)动态指标:电流超调量%5%≤σ;空载起动到额定转速时的转速超调量%15%≤σ。

计算反馈关键参数:)min (015.0100015n *U n im r V ===α (3-1)A V I U n im 026.03055.112*=⨯==λβ (3-2)(1)确定时间常数整流装置滞后时间常数;Ts=0.0022s 。

电流滤波时间常数: Toi=0.002 s (三相桥式电路每个波头是时间是3.3ms ,为了基本滤平波头,应有Toi=3.33ms ,因此取Toi=2ms=0.002s )。

按小时间常数近似处理。

0042.0i o s i =+=∑T T T (Ts 和Toi 一般都比Tl 小得多,可以当作小惯性群近似地看作是一个惯性环节)(2)选择电流调节器结构根据设计要求:i σ%≤5%,且1086.20042.0012.0<==∑i l T T可按典型Ⅰ型设计电流调节器。

电流环控制对象是双惯性型的,所以把电流调节器设计成PI 型的.检查对电源电压的抗扰性能:1024.30037.0012.0<==∑s s T T i l(3)选择电流调节器的参数ACR 超前时间常数s 012.0i i ==T τ;电流环开环时间增益: 11.1350037.05.05.0-==∑=s s T K i i (3-3)ACR 的比例系数:37.0026.03018.0012.01.135=⨯⨯⨯==s i i i K R K K βτ (3-4)(4)校验近似条件电流环截止频率:ci ω=Ki=135.1S-11)晶闸管装置传递函数近似条件: s T 31i c <ω (3-5) 即 1.1351.1960017.03131>=⨯=s T s (3-6) 满足近似条件;2) 忽略反电动势对电流环影响的条件:,13l m ci T T ≥ω (3-7)即 ci l m s T T ω〈=⨯=-⨯10012.012.0106.79313 (3-8) 满足近似条件;3) 小时间常数近似处理条件:oi s ci T T 131≤ω, (3-9)即 oi s T T 131=ci s ω>=⨯-169.1610025.00017.0131 (3-10) 电流环可以达到的动态指标为:%5%3.4%<=σ,也满足设计要求。

2.6 速度环的设计1)确定时间常数(1)电流环等效时间常数s 0074.00037.0221i 1=⨯==∑T K (3-11) (2)转速滤波时间常数Ton=0.014s(3)转速环小时间常数近似处理s T T T on i n 0214.0014.00074.02=+=+∑=∑ (3-12)2)选择转速调节器结构按跟随和抗扰性能都能较好的原则,在负载扰动点后已经有了一个积分环节,为了实现转速无静差,还必须在扰动作用点以前设置一个积分环节,因此需要Ⅱ由设计要求,转速调节器必须含有积分环节,故按典型Ⅱ型系统—选用设计PI 调节器。

典型Ⅱ型系统阶跃输入跟随性能指标见附录表三。

3)选择调节器的参数s hT n n 107.00214.05=⨯=∑=τ (3-13) 转速开环增益:2222203.2620214.0521521-=⨯⨯+=∑+=s T h h K n N (3-14) ASR 的比例系数:()48.60214.018.0015.05212.02.0026.0621=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∑+=n me n RT h T C h K αβ (3-15)(4)近似校验转速截止频率为:11103.28107.003.262--=⨯===s s K K n N Ncn τωω (3-16) 电流环传递函数简化条件:cn i s T ω>=⨯=∑-105.540037.05151 (3-17)(5)检验转速超调量当h=5时,%6.37n =σ,不能满足要求.按ASR 退饱和的情况计算超调量:%,2.81%max =∆b C C min 5.2742.018.0305r C R I n e d n =⨯==∆,满足设计要求。

相关文档
最新文档