双闭环直流调速系统(精)

直流双闭环调速系统设计

1设计任务说明书

某晶闸管供电的转速电流双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据为：

直流电动机：V U N 750=,A I N 780=,min

375r

n N =，04.0=a R ，电枢电

路总电阻R=0.1Ω,电枢电路总电感mH L 0.3=,电流允许过载倍数5.1=λ，折算到电动机轴的飞轮惯量2

2

4.11094Nm GD =。

晶闸管整流装置放大倍数75=s K ，滞后时间常数s T s 0017.0= 电流反馈系数⎪⎭

⎫ ⎝⎛≈=N I V A V

5.11201.0β 电压反馈系数⎪⎭

⎫ ⎝⎛=N n V r V 12min 032.0α 滤波时间常数.02.0,002.0s T s T on oi ==

V U U U cm im nm 12===*

*；调节器输入电阻Ω=K R O 40。

设计要求： 稳态指标：无静差

动态指标：电流超调量005≤i σ；空载起动到额定转速时的转速超调量

0010≤n σ。

目录

1设计任务与分析..................................................................... 2调速系统总体设计................................................................... 3直流双闭环调速系统电路设计.........................................................

3.1晶闸管-电动机主电路的设计........................................................

3.1.1主电路设计.....................................................................

3.1.2主电路参数计算.................................................................

3.2转速、电流调节器的设计...........................................................

3.2.1电流调节器.....................................................................

3.2.1.1电流调节器设计...............................................................

3.2.1.2电流调节器参数选择...........................................................

3.2.2转速调节器.....................................................................

3.2.2.1转速调节器设计...............................................................

3.2.2.2转速调节器参数选择........................................................... 4计算机仿真.........................................................................

4.1空载起动.....................................................................

4.2突加负载.....................................................................

4.3突减负载

5设计小结与体会..................................................................... 6参考文献.........................................................................

2调速系统总体设计

为实现转速和电流两种负反馈分别作用，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, 即分别引入转速负反馈和电流负反馈。

两者之间实行嵌套连接，且都带有输出限幅电路。转速调节器ASR 的输出限幅电压*

im U 决定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR 的输出限幅电压cm U 限制了电力电子变换器的最大输出电压dm U 。

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2-1所示：

图2-1 直流双闭环调速系统

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。这样构成双闭环直流调速系统。

其原理图如图2-2所示：

图2-2 直流双闭环调速系统原理图

直流双闭环调速系统由给定电压、转速调节器、电流调节器、三相集成触发器、三相全控桥、直流电动机及转速、电流检测装置组成，图中还表示了两个调节器的输出都是带限幅作用的，转速调节器ASR的输出限幅电压Uim*决定后了电流给定电压的最大值，电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制电压Ucm 限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。其中主电路中串入平波电抗器，以抑制电流脉动，消除因脉动电流引起的电机发热以及产生的脉动转矩对生产机械的不利影响。