双闭环控制的串级调速系统的设计

学号：200925180112 中州大学电机及拖动课程设计

题目：双闭环控制的串级调速系统的设计

姓名：陈家俊

专业：电气自动化

班级：电气对口班

指导老师：路老师

2010年7月1

目录

摘要 (3)

Abstract (4)

一基本构思 (5)

二直流双闭环调速系统的总设计方案 (6)

2.1双闭环串级调速的系统组成 (6)

2.2直流双闭环调速系统的原理图 (7)

三直流双闭环调速系统电路设计 (8)

3.1晶闸管原理 (8)

3.2串级调节器的动态结构设计 (9)

3.2.1电流调节器设计 (9)

3.2.2转速调节器设计 (10)

3.2.3转速检测电路设计 (10)

3.2.4电流检测电路设计 (11)

设计总结 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

摘要

本文所论述的是“双闭环串极调速系统的主电路设计方法”。直流双闭环调速系统的性能很好，具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。

本设计报告首先根据设计要求确定调速方案和主电路的结构型式，直流双闭环调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 分别调节转速和电流。接着详细介绍了电流调节器和转速调节器的设计以及一些参数的选择和计算，使其满足工程设计参数指标。

关键词：直流双闭环；串级调速系统；电流调节器；转速调节器

Abstract

This paper is "double closed loop speed regulating pole of the main circuit system design method". Dc double closed loop speed regulation system performance is very good, with wide speed range, high precision, good dynamic performance and easy to control the advantages in electrical transmission system, so widely used.

This design according to the requirement of design first report of the main circuit and control scheme structure, dc double closed loop speed regulation system, set up two regulator (ASR) and the speed regulator (ACR), the current regulator adjusting speed and the current respectively. Then detailed introduces current regulator and speed regulator and some parameter selection and calculation, which satisfy the design parameters.

Keywords: dc double closed loop, Bunch _ rank speed-control system, Current regulator, Speed regulator

一基本构思

本课程设计就要求结合给定的初始条件来完成直流双闭环调速系统的设计，其中包括绘制该调速系统的原理图，对调节器进行工程设计，选择调节器的参数等。要实现直流双闭环调速系统的设计需先对控制系统的组成及工作原理有一定深入的理解，弄清楚调速系统每个组成部分的作用，弄清楚转速环和电流环的工作原理，合理选择调节器的参数以便进行合理的工程设计。

本设计通过变流系统将调节绕组从主绕组感应过来的电势串入电机的转子绕组，改变其串入电势的大小来实现调速。即将内反馈串级调速电动机的部分转子能量取出以改变电动机转差率来实现调速的。

二直流双闭环调速系统的总设计方案

2.1双闭环串级调速的系统组成

图2-1双闭环控制的串级调速系统结构框图

图2-1所示为具有双闭环控制的串级调速系统原理图。图中转速反馈信号取自与异步电机同轴的测速发电机，电流反馈信号取自逆变器交流侧，也可通过直流互感器取自转子直流回路。

由于调速系统的主要被控量是转速, 故把转速负反馈组成的环作为外环, 以保证电动机的转速准确跟随给定电压, 把由电流负反馈组成的环作为内环, 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，这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

如图2-2所示：

图2-2 直流双闭环调速系统

2.2直流双闭环调速系统的原理图

为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用PI 调节

器，这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图如2-3图所示

图2-3双闭环直流调速系统电路原理图

三直流双闭环调速系统电路设计

3.1晶闸管原理

晶闸管-电动机调速系统（V-M系统）主电路原理图如图3-1所示：

图3-1 V-M系统主电路原理图

图中VT是晶闸管可控整流器，它由三相全控桥式整流电路组成，如图3-2所示：

图3-2 三相全控桥式整流电路

通过调节触发装置GT的控制电压

U来移动脉冲的相位，即可改变平均整流

c

电压

U，从而实现平滑调速。

d