v-m双闭环直流调速系统

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1、目录前言11.1任务书21.2整体设计32.V-M直流调速系统结构与工作原理32.1V-M直流调速系统的结构框图32.2V-M直流调速系统的工作原理43.主电路设计53.1主电路设计结果及原理63.2主要参数计算及器件选择63.3主电路元件清单74.驱动电路设计74.1驱动电路设计结果74.2触发电路设计及工作原理85.保护电路设计95.1直流侧的过电压保护95.3保护电路元件清单10设计总结11参考文献12电气原理总图1313前言转速，电流反馈控制的直流调速系统是静，动态性能优良，应用最广的直流调速系统。对

2、于经常正反转运行的调速系统，如龙门刨床，可逆轧钢机等，缩短起动（或制动）过渡过程中，希望始终保持电流（电磁转矩）为允许的最大值，使调速系统以最大的加（减）速度运行。当达到稳定转速时，最好使电流立即降下来，使电磁转矩与负载转矩相平衡，从而迅速转入稳态运行。这类理想的启动电流呈矩形波，转速按线性增长。这是在最大电流（转矩）受限制时调速系统所能获得的最快的起动（制动）过程。131.1任务书1.技术要求：（1）该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10）,系统在工作范围内能稳定工作

3、（2）系统静特性良好，无静差（静差率S≤2）（3）动态性能指标；转速超调量δ<8%，电流超调量δ<5%，动态速降∆n≤10%，调速系统的过渡过程（调节时间）ts≤1s(4)系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续（5）调节系统中设置有过电压，过电流等保护，并且有制动措施2设计内容：（1）根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构形式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理图（2）调速系统主电路元件的确定及其参数计算（包括有变压器，电力电子器件，平波电抗器与保护电路）（3）绘制V—M双闭环直流可逆调速系统

4、的电气原理图（4）整理设计数据资料，课程设计总结。131.2整体设计直流电机的供电需要三相直流电，在生活中直接提供的三相交流380V电源，因此要进行整流，则本设计采用三相桥式整流电路变成三相直流电源，最后达到要求把电源提供给直流电动机。如图2.1设计的总框架。三相交流电源三相桥式整流电路直流电动机整流供电双闭环直流调速机驱动电路保护电路图1-2双闭环直流调速系统设计总框架本设计中直流电动机由单独的可调整流装置供电，采用三相桥式全控整流电路作为直流电动机的可调直流电源。通过调节触发延迟角а的大小来控制输出电压U

5、d的大小，从而改变电动机M的电源电压。由改变电源电压调速系统的机械特性方程式:2.V-M直流调速系统结构与工作原理2.1V-M直流调速系统的结构框图为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，如图2所示，即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晶闸管整流器的触发装置。该双闭环调速系统的两个调节器ASR和ACR一般都采用PI调节器。因为PI调节器作为校正装置既可以保证系统的稳态精度，使系统在稳态运行时得到无静差调速，又能

6、提高系统的稳定性；作为控制器时又能兼顾快速响应和消除静差两方面的要求。一般的调速系统要求以稳和准为主，采用PI调节器便能保证系统获得良好的静态和动态性能。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转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，单环系统就难以满足需要。这是就要考虑采用转速、电流双环控制的直流调速系统。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置13两个调节器，分别调节转速和电流。二者之间实行嵌套（串联）联接。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

7、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，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。图2-1转速、电流双闭环直流调速系统结构框图++-+-MTG+-+-RP2nU*nR0R0UcUiTALIdRiCiUd++-R0R0RnCnASRACRLMTGVRP1UnU*iLMMUPPPE图2-2双闭环调速系统电路原理图ASR—转速调节器ACR—电流调节器，TG—测速发电机，TA—电流互感器，UPE—电力电子变换器，Un*—转速给定电压，Un—转速反馈电压，Ui*—电

8、流给定电压，Ui—电流反馈电压2.2V-M直流调速系统的工作原理速度和电流双环直流调速系统（双环），是由单闭环直流调速系统发展起来的，调速系统使用比例积分调节器，可以实现转速的无静差调速。又采用电流截止负载环节，限制了起（制）动时的最大电流。但是由于电流截止负反馈限制了最大电流，加上电动机反电势随着转速的上升而增加，使电流到达最大值后迅速降下来，这样，电动机的转距也减小了，使起动加速过程变慢，起动1