直流自动控制系统
直流系统简介
直流系统简介
直流系统是发电厂和变电所的重要系统。发电厂及大、中型变电所的控制回路、保护装置、出口回路、信号回路包括事故照明都采用直流供电方式。直流系统就是给上述回路装置及动力设备提供直流电源的设备。
由此可见,直流系统的用电负荷极为重要,所以直流系统必须保证在外部交流电中断的情况下,由蓄电池组继续可靠地为工作设备提供直流工作电源,保障系统设备正常运行。今天我们就一起来了解一下直流系统的相关知识。
1、直流系统的结构
直流系统主要包括直流电源(充电装置、蓄电池组)、直流母线(合闸母线、控制母线)、直流馈线、监控系统(微机监控装置、绝缘监测装置)组成。并且
可以根据具体情况装设放电装置、母线调压装置。直流系统的结构示意图如下.
图中黑色粗线为电缆线,蓝色细线为通信线。可以看出交流电通过充电模块整流,给蓄电池组充电,并给直流负荷供电。绝缘监测单元对直流回路的对地绝缘进行监测。监控系统相当于整个直流系统的大脑,通过通信线对各个单元进行监控和管理。
下面对各个单元的作用做简单介绍:
充电模块:将交流电整流成直流电,主要实现正常负荷供电及蓄电池的均/浮充
电。
蓄电池组:将电能与化学能相互转化,平时处于浮充电备用状态,在交流电失电、事故状态、大电流启动等情况下,蓄电池是负荷的唯一直流电源供给。
合闸母线:直流电源屏内供开关操作机构等动力负荷的直流母线。
控制母线:直流电源屏内供保护及自动控制装置、控制信号回路的直流母线。控制母线与合闸母线的区别:控制母线提供持续的较小负荷的直流电源,一般为
220V;合闸母线提供瞬时较大的电源,平时无负荷电流,合闸时电流较大,会造成母线电压的短时下降,一般为240V。
无刷直流电机控制系统设计与实现
无刷直流电机控制系统设计与实现
一、本文概述
随着科技的不断进步和电机技术的快速发展,无刷直流电机(Brushless Direct Current, BLDC)因其高效率、低噪音、长寿命等优点,在电动工具、航空航天、汽车电子、家用电器等多个领域得到了广泛应用。然而,要实现无刷直流电机的高效、稳定运行,离不开先进且可靠的控制系统。本文旨在对无刷直流电机控制系统的设计与实现进行深入探讨,分析控制策略、硬件构成和软件编程,并结合实例,详细阐述控制系统在实际应用中的表现与优化方向。通过本文的研究,希望能够为相关领域的学者和工程师提供有价值的参考,推动无刷直流电机控制系统技术的进一步发展和应用。
二、无刷直流电机基本原理
无刷直流电机(Brushless DC Motor, BLDCM)是一种采用电子换向器代替传统机械换向器的直流电机。其基本工作原理与传统的直流电机相似,即利用磁场与电流之间的相互作用产生转矩,从而实现电机的旋转。但与传统直流电机不同的是,无刷直流电机在结构上取消了碳刷和换向器,采用电子换向技术,通过电子控制器对电机内部的绕组进行通电控制,从而实现电机的旋转。
无刷直流电机通常由定子、转子、电子控制器和位置传感器等部分组成。定子由铁芯和绕组组成,负责产生磁场;转子则是由永磁体或电磁铁构成,负责在磁场中受力旋转。电子控制器是无刷直流电机的核心部分,它根据位置传感器提供的转子位置信息,控制电机绕组的通电顺序和通电时间,从而实现电机的连续旋转。位置传感器则负责检测转子的位置,为电子控制器提供反馈信号。
直流拖动控制系统 电力拖动自动控制系统
1.1.2 静止式可控整流器
图1-3 晶闸管可控整流器供电的直流调速系统(V-M系统)
• V-M系统工作原理
晶闸管-电动机调速系统(简称V-M系 统,又称静止的Ward-Leonard系统), 图中VT是晶闸管可控整流器,通过调节 触发装置 GT 的控制电压 Uc 来移动触发 脉冲的相位,即可改变整流电压Ud ,从 而实现平滑调速。
1.35U2 cos
* U2 是整流变压器二次侧额定相电压的有效值。
• 整流与逆变状态
当 0 < < /2 时,Ud0 > 0 ,晶闸管装置处于整流
状态,电功率从交流侧输送到直流侧;
当 /2 < < max 时, Ud0 < 0 ,装置处于有源逆
变状态,电功率反向传送。
为避免逆变颠覆,应设置最大的移相角限制。相 控整流器的电压控制曲线如下图
直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定 直流电源或不控整流电源供电,利用电力 电子开关器件斩波或进行脉宽调制,以产 生可变的平均电压。
1.1.1 旋转变流机组
图1-1旋转变流机组供电的直流调速系统(G-M系统)
• G-M系统工作原理
由原动机(柴油机、交流异步或同步 电动机)拖动直流发电机 G 实现变流, 由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电, 调节G 的励磁电流 if 即可改变其输出电 压 U,从而调节电动机的转速 n 。
【设计】自动控制系统课程设计转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真
【关键字】设计
东北大学秦皇岛分校控制工程学院
《自动控制系统》课程设计
设计题目:转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真
学生:张海松
专业:自动化
班级学号:
指导教师:王立夫
设计时间:2012年6月27日
东北大学秦皇岛分校控制工程学院
《自动控制系统》课程设计任务书
专业:自动化班级:509 学生姓名:
设计题目:转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真
一、设计实验条件
实验设备:PC机
二、设计任务
直流电机额定电压,额定电枢电流,额定转速,电枢回路总电阻,电感,励磁电阻,励磁电感,互感,,允许过载倍数。晶闸管装置放大系数:,时间常数:,
设计要求:对转速环进行设计,并用Matlab仿真分析其设计结果。
目录
绪论--------------------------------------------------------------------------------1
1.转速单闭环调速系统设计意义-----------------------------1
2.原系统的动态结构图及稳定性的分析-----------------------2
2.1 转速负反应单闭环控制系统组成-----------------------2
2.2 转速负反应单闭环控制系统的工作原理-----------------3
3.调节器的选择及设计-------------------------------------3
3.1调节器的选择- --------------------------------------3
3.2 PI调节器的设计--- ---------------------------------4
直流系统及UPS
• 地绝缘状况;集中监控单元可实现对交流配电单 元、充电模块、直流馈电、绝缘监测单
• 元、直流母线和蓄电池组等运行参数的采集与各 单元的控制和管理,并可通过远程接口
• 接受后台操作员的监控。
二、系统各单元工作原理
• 1、交流配电单元 • 图2为双路交流自投电路,适用于一组充电机由
稳压充电
图6 手动定时均衡充电曲线
浮充电 定时到
电池管理
• (4)自动均充,当下述的条件之 一成立时,系统自动启动均充:
• ①系统连续浮充运行超过设定 的时间(可通过监控器键盘设置, 出厂设置为3个月)
• ②交流电源故障,蓄电池放电 超过十分钟;自动均充电程序: 以整定的充电电流进行稳流充 电,当电压逐渐上升到均充电 压整定值时,自动转为稳压充 电,当充电电流小于0.01C10A 后延时1小时(或设定值),转 为浮充运行。充电曲线见图 7
• (3)、“互投”位:双路交流的自动互投 位,当任一路交流故障时,均可自动将另 一路交流投入,以保证充电机交流电源的 可靠性。
放雷单元
• 雷击分为直击雷和感应雷两种,线路直 接遭雷击时,电缆中流过很大电流,同 时引起数千伏的过电压直接加到线路装 置和电源设备上,持续时间达若干微秒, 直接危害用电设备。感应雷通过雷云之 间或雷云对地的放电,在附近的电缆或 用电设备上产生感应过电压,危害用电 设备的安全。因此必须要在交流配电单 元入口加装防雷器。
4种直流电机控制电路详解,含图
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直流电机在家用电器、电子仪器设备、电子玩具、录相机及各种自动控制中都有广泛的应用。但对它的使用和控制,很多读者还不熟悉,而且其技术资料亦难于查找。直流电机控制电路集锦,将使读者“得来全不费功夫”!
在现代电子产品中,自动控制系统,电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面,直流电机都得到了广泛的应用。大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等,都不能缺少直流电机。所以直流电机的控制是一门很实用的技术。本文将详细介绍各种直流电机的控制技术。
直流电机,大体上可分为四类:
第一类为有几相绕组的步进电机。这些步进电机,外加适当的序列脉冲,可使主轴转动一个精密的角度(通常在1.8°--7.5°之间)。只要施加合适的脉冲序列,电机可以按照人们的预定的速度或方向进行连续的转动。
步进电机用微处理器或专用步进电机驱动集成电路,很容易实现控制。例如常用的S A A l027或S A A l024专用步进电机控制电路。
步进电机广泛用于需要角度转动精确计量的地方。例如:机器人手臂的运动,高级字轮的字符选择,计算机驱动器的磁头控制,打印机的字头控制等,都要用到步进电机。
第二类为永磁式换流器直流电机,它的设计很简单,但使用极为广泛。当外加额定直流电压时,转速几乎相等。这类电机用于录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转速的机器或设备中。也用于变速范围很宽的驱动装置,例如:小型电钻、模型火车、电子玩具等。在这些应用中,它借助于电子控制电路的作用,使电机功能大大加强。
电机及电力拖动自动控制系统第6章直流电动机调速控制系统
控制电路
+
+
Us
ton U d U s U s T ton
Ud
VT Us
_
VD
M
_
O
T
a)原理图 b)电压波形图
t
直流斩波器-电动机系统的原理图和电压波形
(2) 斩波器的基本控制原理 电力电子开关器件,如快速晶闸管、GTO、 IGBT等. 采用简单的单管控制时,称作直流斩波器,后来逐渐发 展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路,脉宽调制变换 器(PWM---Pulse Width Modulation)。 (3)输出电压计算
1) 可控直流电源的数学模型
(1)等效电路分析
R + L
瞬时电压平衡方程 di u d0 E id R L d dt
R = Rrec + Ra + RL
Id
+
Ud0
_
E
_
整流电压的平均值计算
全控整流电路,电流波形连续时
V-M系统主电路的等效电路图
U d0
m π U m sin cos π m
VT是晶闸管可控整流器,它可以是任意一种整流电路,通过调节触发装置 GT的控制电压来移动触发脉冲的相位,从而改变整流输出电压平均值,实现 电动机的平滑调速。晶闸管整流在经济性和可靠性上有很大提高,技术性能 上更有很大的优越性。晶闸管可控整流器的功率放大倍数大约在104以上, 控制功率小,有利于微电子技术引入到强电领域,在控制作用的快速性上也 大大提高,有利于改善系统的动态性能。
直流电机控制原理图
直流电机控制原理图
直流电机是一种常见的电动机,它通过直流电源驱动,能够将
电能转换为机械能,广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等
领域。直流电机的控制原理图是直流电机控制系统的重要组成部分,它能够帮助我们了解直流电机的工作原理和控制方式,本文将介绍
直流电机控制原理图的相关知识。
首先,直流电机控制原理图包括直流电机、电源、控制器等组件。直流电机通常由定子、转子、碳刷、电枢等部分组成,电源为
直流电源,控制器则是用来控制电机运行的设备。在直流电机控制
原理图中,这些组件通过电气连线连接在一起,形成一个完整的控
制系统。
在直流电机控制原理图中,电源为直流电源,它可以是电池、
直流发电机、直流稳压电源等。电源的电压和电流大小将直接影响
到直流电机的运行性能,因此在设计直流电机控制系统时,需要根
据实际需要选择合适的电源。
控制器是直流电机控制系统中的关键部件,它可以根据外部输
入信号控制电机的启停、正反转、速度调节等功能。常见的直流电
机控制器有直流调速器、直流电机驱动器、直流电机控制板等,它们可以根据具体的控制要求选择使用。
在直流电机控制原理图中,还会包括一些辅助元件,如限流电阻、过载保护器、电流传感器等。这些辅助元件能够提高电机控制系统的稳定性和安全性,保护电机免受过载、短路等异常情况的影响。
总的来说,直流电机控制原理图是直流电机控制系统的重要组成部分,它通过电气连线将直流电机、电源、控制器等组件连接在一起,形成一个完整的控制系统。掌握直流电机控制原理图的相关知识,能够帮助我们更好地理解直流电机的工作原理和控制方式,为实际应用提供参考和指导。
自动控制技术第三章 直流调速系统
第三章 直流调速系统
这种调速方法的特点是: (1)由于调速是在励磁回路中进行,功率较小,故能量损耗小、控制方便。 (2)可以得到平滑的无级调速,但转速只能从额定转速往上调,不能在额定 转速以下进行调速,故往往只作为辅助调速,与前面两种调速方法一起组合使用。 (3)一般来讲削弱磁场调速的调速范围较窄,而且当磁通减少太多时,由于 电枢磁场对主磁场的影响加大而使电动机换向困难,火花较大。另外还必须考虑 到电枢机械强度的影响。因此,对一般的直流电动机而言,最高转速控制在两倍 额定转速的范围内。
晶闸管可控整流器供电的直流调速系统(V-M系统)
第三章 直流调速系统
与旋转变流机组及离子拖动变流装置相比, 晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有 很大提高,而且在技术性能上也显示出较大的 优越性。由图可见,晶闸管可控整流器的功率 放大倍数在104以上,其门极电流可以直接用晶 体三极管来控制,不再像直流电动机那样需要 较大功率放大装置。在控制作用的快速性方面, 变流机组是秒级,而晶闸管整流器是毫秒级, 这将会大大提高系统的动态性能。
并励直流电动机机械特性曲线图
串励直流电动机机械特性曲线图
第三章 直流调速系统
该调速方法的特点是: (1)所需设备较简单、成本低,因此在小功率直流电动机中用得较多。 (2)电动机转速只能调低,而且为有级调速。特性曲线较软,即负载变动时, 电动机转速变化较大。 (3)在调速电阻上有较大的能量损耗,即经济性能较差。 目前,此种调速方法已逐步被晶闸管可调直流电源调速代替。
直流电动机转速自动控制系统实验报告
设计报告正文
第一章直流电动机转速自动控制系统的组成原理1.1 广义对象的组成原理
1.1.1 被控对象直流电动机工作原理和被控制量
1、被控对象:电动机
被控量:电动机的转速
2、直流电动机的原理:基于电磁感应定律,即:运动导体切割磁力线,在导体中产生切割电势;或者说匝线链线圈的磁通发生变化,在线全中产
生感应电势。
N极下到导体中的电流流出纸面,用Θ表示。
S极下到导体中的电流流出纸面,用⊗表示载流导体在磁场中受到电磁力的作用。如果导体在磁场中的长度为L,其中流过的电流为i,导体所在的磁通密度为B,那么导体受到的磁力的值为F=BLI 式中,F的单位为牛顿(N);B的单位为韦伯/米2(Wb/m2);L的单位为米(m);I的单位为安(A);力F的方向用左手定则来确定。
1.1.2 功率放大器的组成原理
功放的作用是通过对控制信号的功率放大以产生足够的功率来驱动执行机构。功率放大器的工作原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率将电源转换为按照输入信号变化的电流。因为声音是不同振幅和不同频率的波,即流信号电流,三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍,β是三极管的交流放大倍数。应用这一点,若将小信号注入基极,则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍,然后将这个信号用隔直电容隔离出来,就得到了电流(或电压)是原来的β倍的大信号,这种现象成了功率放大。而场效应管则是栅极变化一毫伏,原极电流变化一安,就成称跨导为1,功率
放大器就是利用这些作用来实现小信号来控制大信号,从而使多级放大器实现了大功率输出,并非真的将功率放大了。
直流控制系统
直流控制系统
1.☆简述直流控制系统的分层结构的主要特征。
答:直流控制系统的分层结构的主要特征如下:
(1)各层次在结构上分开,层次等级高的功能可以作用于其所属的低等级层次,且作用方向是单向的;
(2)层次笔缓相同的各控制功能及其相应的软硬件在结构上尽量分开,以减少相互影响:
(3)直接面向被控设备的控制功能设置在最低层次等级,控制系统中有关的执行环节也属于这一层次等级;
(4)系统的主要控制功能尽可能地分散到较低层次等级,以提高系统可用率;
(5)当高层次控制发生故障时。各下层次控制能按照故障前地指令继续工作,并保留尽可能多地控制功能。
2.直流输电控制系统一般分为哪个层次等级?
答:一般分为系统控制级、双极控制级、极控制级、换流器控制级、单独控制级和换流阀控制级。
3.极控主要负责哪个层次?
答:极控主要负责完成双极层、极层和换流器层功能。
4.*简述高压直流输电极控系统的硬件结构
答:目前国内输电工程主要使用的是SIEMENS和ABB 两个厂家提供的设备。SIEMENS厂家极控系统是通过SIMADYN-D高速数字化可编程控制系统来实现。该系统为冗余配置并具备自动的系统选择功能。ABB
厂家极控系统使用MACH2系统,其主机单元基于高性能工业计算机硬件,为CPUPentiumI处理器。目前SIEMENS和ABB都对原有直流控制与保护系统进行了升级换代,SIEMENS将SIMADYN-D升缓为WINTDC,极控硬件采用了SIMATIC-TDC高速数字化可编程控制系统。ABB将MACH2升级为MACH2.1(也称DCC800),处理器采用了PentiumM/Core DuoCPU
直流电机双闭环调速--自动控制原理与系统
直流电机双闭环调速--⾃动控制原理与系统
⼀、单闭环调速系统存在的问题
①⽤⼀个调节器综合多种信号,各参数间相互影响,
②环内的任何扰动,只有等到转速出现偏差才能进⾏调节,因⽽转速动态降落⼤。
③电流截⽌负反馈环节限制起动电流,不能充分利⽤电动机的过载能⼒获得最快的动态响应,起动时间较长。
电流截⽌负反馈单闭环直流调速系统最佳理想起动过程
最佳理想起动过程:在电机最⼤电流(转矩)受限制条件下,希望充分利⽤电机的允许过载能⼒,最好是在过渡过程中始终保持电流(转矩)为允许的最⼤值。
缺点:
改进思路:为了获得近似理想的过渡过程,并克服⼏个信号综合在⼀个调节器输⼊端的缺点,最好的办法就是将主要的被调量转速与辅助被调量电流分来加以控制,⽤两个调节器分别调节转速和电流,构成转速、电流双闭环调速系统。
⼆、转速、电流双闭环调速系统的组成
双闭环调速系统其原理图
双闭环直流调速系统
双闭环直流调速系统
静态结构图
静态结构图
系统特点
(1)两个调节器,⼀环嵌套⼀环;速度环是外环,电流环是内环。
(2)两个PI调节器均设置有限幅;⼀旦PI调节器限幅(即饱和),其输出量为恒值,输⼊量的变化不再影响输出,除⾮有反极性的输⼊信号使调节器退出饱和;即饱和的调节器暂时隔断了输⼊和输出间的关系,相当于使该调节器处于断开。⽽输出未达限幅时,调节器才起调节作⽤,使输⼊偏差电压在调节过程中趋于零,⽽在稳态时为零。
(3)电流检测采⽤三相交流电流互感器;
(4)电流、转速均实现⽆静差。由于转速与电流调节器采⽤PI调节器,所以系统处于稳态时,
转速和电流均为⽆静差。转速调节器ASR输⼊⽆偏差,实现转速⽆静差。
直流电动机控制系统.
煤炭工程学院课程设计
题目:直流电动机转速控制系统
专业班级:
学生姓名:
学号:
指导教师:
日期:
摘要
当今社会,电动机作为最主要的机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产,交通运输,国防,航空航天,医疗卫生,商务和办公设备中,还是在日常生活的家用电器和消费电子产品(如电冰箱,空调,DVD等)中,都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示,在所有动力资源中,百分之九十以上来自电动机。同样,我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关,密不可分。电气时代,电动机的调速控制一般采用模拟法、PID控制等,对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动,,制动,正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器,光耦、可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制,是指对电动机的转速,转角,转矩,电压,电流,功率等物理量进行控制。
电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要,而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。
随着数字技术的迅速发展,微控制器在社会的各个领域得到了广泛的应用,由于数字系统有着模拟系统所没有的优势,如抗干扰性强、便于和PC机相联、系统易于升级维护。
本设计是以单片机AT89S52和L298控制的直流电机脉宽调制调速系统。利用AT89S52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计,能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。系统实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制,以及PWM的占空比在LCD上的实时显示。
直流测速发电机在自动控制系统中主要起什么作用
直流测速发电机在自动控制系统中主要起什
么作用
直流测速发电机广泛应用于各种自动控制系统中,其主要作用是实时测量和反馈系统中的转速信息。通过准确获取转速数据,直流测速发电机能够对自动控制系统进行精准的调节和控制,确保系统的稳定运行和高效性能。本文将从控制系统的角度详细探讨直流测速发电机在自动控制系统中的作用。
一、转速控制
直流测速发电机作为转速传感器,可以通过测量输出的电压信号转化成转速数据,反馈给自动控制系统。在转速控制系统中,直流测速发电机起到了重要的作用。通过与控制系统的连接,直流测速发电机可以提供准确的转速信息,帮助控制系统实时监测和控制转速。控制系统可以通过对直流测速发电机的信号进行分析和比较,调节相关参数,确保设备按照预定转速运行。
二、位置控制
除了转速控制,直流测速发电机还可以用于位置控制。在这种情况下,直流测速发电机可以作为位置传感器来使用。通过测量输出的位置信号,控制系统可以准确地判断和控制执行机构的位置。通过与其他控制元件的配合,如电机驱动器等,系统可以实现精准的位置调节和控制。
三、闭环反馈
直流测速发电机在自动控制系统中的另一个重要作用是提供闭环反馈。在自动控制系统中,闭环反馈是实现精确控制的关键之一。直流测速发电机作为转速传感器,通过实时监测系统的转速,并将数据反馈给控制器,控制器根据这些数据进行实时调节。通过不断比较实际转速与目标转速,系统可以快速响应,及时调整控制参数,保持系统的稳定性和高效性。
四、故障诊断
直流测速发电机还可以用于故障诊断。在自动控制系统中,故障的发生会导致系统运行的异常或失控。通过监测直流测速发电机的输出信号,控制系统可以检测出异常值或故障信号,并及时采取措施,以避免进一步的故障。直流测速发电机的故障诊断功能可以帮助控制系统实现故障的自动排除和修复,提高系统的可靠性和稳定运行时间。
PWM单闭环直流调速控制系统设计方案稿
摘要
当今,自动化控制系统已经在各行业得到了广泛的应用和发展,而直流调速系统控制作为电气传动的主要方式之一,在现代化生产中起着主要作用。随着微电子技术的发展,集成芯片在调速系统中的应用不仅使系统简化,体积减小,可靠性提高,而且各种经典和智能算法都分别在调速系统中得到了灵活的应用,以此来实现最优控制。
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与其静态和动态性能。然后按照自动控制原理,对转速闭环调速系统的设计参数进行分析和计算,还在直流调速系统理论研究的基础上,对转速闭环直流调速系统中的转速调节器采用PI控制算法;提出了PI参数的整定方法,转速闭环直流调速系统是性能很好,应用广泛的直流调速系统, 采用转速闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。转速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。在设计中采用TL494控制的PWM 脉宽调节作为控制电路。
关键词:PWMVDMOS 转速闭环
ABSTRACT
Nowadays, automation control system has been widely in industries, and the application and development of electric control system of dc speed as the main method of transmission, in modern plays a main role in production. Along with the development of microelectronics technology, integrated chips in the governing system not only makes the application system, volume decreases, and reliability, and various classic and intelligent algorithm in the governing system of the flexible application, so as to achieve the optimal control.
直流调速系统概述
双闭环直流调速系统
转速、电流双闭环调速系统(ASR+ACR)
在转速负反馈的基础上,引入电流负反馈,构成转速、电流双闭环调速系统。其中, ASR为转速调节器,ACR为电流调节器。该系统具有较快的动态响应和良好的稳态精度。
电压、电流双闭环调速系统(AVR+ACR)
在电压负反馈的基础上,引入电流负反馈,构成电压、电流双闭环调速系统。其中, AVR为电压调节器,ACR为电流调节器。该系统主要用于稳定直流电动机的端电压和电
05 直流调速系统设计方法与 实例
设计原则和方法
满足生产工艺要求
根据生产机械的工艺要求,选择合适 的调速范围和调速平滑度。
系统稳定性
确保调速系统在各种工作条件下都能 稳定运行,避免产生振荡和失步现象 。
设计原则和方法
• 经济性:在满足性能要求的前提下,尽量简化系统结构, 降低成本,提高经济效益。
流。
多环控制直流调速系统
三环控制直流调速系统
在双闭环的基础上,引入第三个控制环,如位置环、速度环或加速度环等,进一步提高系统的控制精 度和动态性能。
多环串级控制直流调速系统
将多个控制环按照串级方式连接起来,每个环都有自己的调节器和反馈信号,实现多变量、高精度的 控制。该系统适用于对控制精度和动态性能要求较高的场合。
现状
目前,直流调速系统已经广泛应用于各个领域,如工业、交 通、能源等。随着电力电子技术和控制理论的不断发展,直 流调速系统的性能不断提高,应用领域也不断扩展。
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东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
直流自动控制系统 试 卷(作业考核 线上2) A 卷(共 4 页)
总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
得分
答:1.
2.
nom nom a 220320.66
0.147V min/r 1350
e nom U I R C n Φ--⨯=
=≈⋅
nom op 320.8
174.15r/min 0.147
e R I n C Φ∑⋅⨯∆=
==
第一题(14分)
带有电流截止负反馈的单闭环调速系统,电动机参数为:U nom =220V ,I nom =32A ,n nom =1350rpm ,电枢电阻R a =0.66Ω,整流装置K s =30,电枢回路总电阻R =0.8Ω,生产机械要求:调速范围D =30,静差率S 0.1 1. 画出系统静态结构图; (2分)
2. 求开环系统静态速降n op ,调速要求所允许的静态速降n cl ;(2分)
3. 当给定电压U n *=10V 时,n =n nom ,求闭环系统开环放大倍数K ,调节器的放大倍数K P ,速度反馈系数α;(6分)
4. 若截止电压U com =9V ,堵转电流I dbL =2.2I nom ,求电流反馈系数β,截止电流I dcr 。(4
分)
nom
cl (1)
S n D n S ⋅=
∆-
nom cl 0.11350135
5r/min (1)30(10.1)27
S n n D S ⋅⨯∴∆=
===--
3.
当*
n 10V U =时,nom 1350rpm n n ==代入n U n α=
100.0074V min/r 1350
n nom U n α*≈=≈⋅
op cl
174.15
1133.835
n K n ∆=
-=
-=∆ p s e K K K C αΦ
⋅⋅=
p s 33.830.147
22.4300.0074
e K C K K Φα⋅⨯∴=
=≈⋅⨯
4.当电动机堵转时0n =
*p s n com dbL p s ()
K K U U I R K K β
∑⋅⋅+=
+⋅⋅
1090.8
2.23222.4300.27/n com
dbL p S
R U U I K K V A β*
∑
+∴=-+=
-
⨯⨯≈ nom
dbr 9
33.330.27
U I A β
=
=
= 或忽略R ∑
com dbL ()1090.27/2.232
n U U V A I β*++≈=≈⨯
第二题(25分)
转速、电流双闭环无静差调速系统,电动机,,,整流装置内阻,电动机电枢电阻,电动机过载倍数,整流装置放大倍数,系统最大给定电压、速度调节器的限幅值与电流调节器的输出限幅值。
1.求以下各量(每个小问题2分)
(1)
(2)
(3)
2.当电动机在额定负载、额定转速下稳定运行时,求如下各量:(每个小问题2分)(1)=
(2)
(3)=
3.电动机在额定状态下运行时,转速反馈线突然断开,求稳态时各量:(每个小问题2分)
(1)
(2)
(3)
(4)
4.当电动机发生堵转时,求系统稳态时如下各量:(每个小问题1分)
(1)
(2)=
(3)
(4)=
(5)
答:1.求以下各量
(1)
*
nm
10
0.01V/r/min
1000/min
nom
U V
n r
α===
(2)
**
im im
nom
10V
0.25V/A
220A
dm
U U
I I
β
λ
====
⨯
(3)nom nom a
220200.5
0.21V min/r
1000
e
nom
U I R
C
n
Φ
--⨯
===⋅
2.当电动机在额定负载、额定转速下稳定运行时,
求如下各量:
(1)*
i
U=U i=βI nom =0.25⨯20=5V
(2)
()
nom nom
d0
0.211000200.50.5
9.583V
24
e
ct
s s
C n I R
U
U
K K
Φ
∑
⨯+⨯+
+
====
或d0nom nom
220200.5
9.58V
24
rec
ct
s s
U U I R
U
K K
++⨯
====
(3)
n
U= U*n= 10 V
3.电动机在额定状态下运行时,转速反馈线突然断开,
求稳态时各量:
(1)**
i im
10
U U V
==
(2)
i
0.25205
nom
U I V
β
==⨯=
(3)
ct
10
ctm
U U V
==
(4)
()
d0nom nom
2410200.50.5
1047.62rpm
0.21
s ct
e e
U I R K U I R
n
C C
ΦΦ
∑∑
⨯-⨯+
--
====
4.当电动机发生堵转时,求系统稳态时如下各量:
(1)**
i im
10
U U V
==
(2)
i
U=10 V
(3)
()
nom
2200.50.5
1.67V
24
ct
s
I R
U
K
λ
∑
⨯⨯+
===
(4)
n
U=0V
第三题(20分)
有环流可逆调速系统,采用=工作制,主电路的工作状态如下图所示(VF 为正转组晶闸管、VR为反转组晶闸管),请在图中标出两组晶闸管输出电压的极性、