双闭环直流调速系统ACR设计(工程整定法)与系统实验.doc

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1、基于工程整定法的双闭环直流调速系统电流调节器设计摘要：（三）、调速系统参数测定1、实验线路及原理晶闸管调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。在本设计中整流装置的主电路为三相桥式电路。控制电路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压Uct，改变Ug的大小即可改变控制角a，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。本系统的组成原理如图所示。电枢回路总电阻R包括电机的电枢电阻Rn、平波电抗器的直流电阻RL及整流装置的内阻Rn，即R=Rn+RL+Rn由于阻值较小，用欧姆表或电桥测量，接触电阻的影响很大，带来的误差也大

2、，所以在本次测量中采用直流伏安法测量电路总电阻。其测量线路如下图所示。如上图所示将变阻器R1、R2接入系统主电路中，在我们实际测试时是将D42三相可调电阻并联接入系统中。在测试中电动机不加励磁，让电机堵转。启动电源调节给定使输出直流电压在30%Ued-70%Ued范围内，然后调整R2使电枢电流在80%Ied-90%Ied范围内，读取电流表A和电压表V的数值为I1、U1，然后调节三相可调电阻，在Ud的条件下读取电流表、电压表的数值I2、U2,利用公式R=（U2-U1）/(I1-I2)即可得到电枢回路总电阻。Ø实验所的数据U1U2I1I211441560

3、.750.3421411490.800.45第一组数据计算电阻第二组数据计算电阻总电阻4、主电路电磁时间常数Td的测定在本测定中采用电流波形测定电枢回路电磁时间常数Td，电枢回路突加给定电压，电流id将按指数上升id=Id当t=Td时有id=Id=0.632Id在如下实验线路所示，电机不加励磁，调节给定使电机电枢电流在50%Ied-90%Ied范围内。保持Ug不变，将给定的S2接地，然后拔动给定S2从接地到正电压信号，并用数字示波器记录波形，并利用波形在电流上升至稳定的63.2%时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数Td。实验接线图如下；通过波形图得出

4、电磁时间常数Td=0.015s5、电动机电常数Ce和转矩常数Cm的测定在测试过程中将电动机加额定励磁，并使其空载运行，改变电枢电压Ud，测得相应的转速n即可算出Ce，并由Ce算出Cm。Ø实验所得数据Ud1Ud2n1n21127213985.41500215320110221412由公式计算得计算得所以得总电势时间常数转矩常数Cm的单位为,并且6、系统机电时间常数Tm测定系统的机电时间常数可由公式求的。由于在系统Tm>>Td，便可以近似的把系统看成一阶惯性坏节，即当电枢突加给定电压时，转速n将俺只是规律上升，当n达到稳态值的63.2%时，所经历过的时间

5、即为整个系统的机电时间常数。在本测试中电枢回路中的附加电阻全部切除，突然给电枢加电压，用数字示波器整个过程曲线，最后由曲线求出机电时间常数。最后由求的机电时间常数为Tm=0.06s7、晶闸管整流装置放大倍数的测定实验线路如下图所示，示波器可以不用接，电动机加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压Ug，分别读取对应的Ug、Utg、Ud、Nde数值若干组即可，在本设计系统中我们即可读出Ug和Ud即可求出晶闸管整流装置的放大倍数曲线。Ø实验所得数据UgUdUgUd10.106981.0614020.237891.1414630.63109101.271564

6、0.71115111.4516850.78120121.6318060.86126131.8919670.92130142.21216由实验数据绘制出晶闸管整流装置放大倍数曲线曲线绘制如下：并由曲线得放大倍数为Ks70（四）、调节器设计2、电流调节器的作用（1）作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化。（2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。（3）在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。（4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故

7、障消失，系统立即自动恢复正常。这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。数据计算一下就可以。这样变使设计方法规范化，大大减少了设计的工作量。4、电路调节器的设计（1）调节器结构的选择第一我们应该考虑把电流调节器校正成哪一类典型系统。从系统稳定要求来看，希望电流无静差，并得到理想的堵转特性，如图所示：在实际系统中一般采用I型系统就可满足。再从动态特性上看，实际系统不允许电枢电流在突加控制作用时有太大的超调，来保证电流在动态过程中不超过允许值，然而对电网电压波动的及时抗扰作用成为次要因素。因此在电流环应该以跟随性能为主，即如上所说的典型I型系统。上图表明

8、电流环的控制对象是双惯性型的，要校正成I型系统，应该采用PI调节器，其传递函数可以写成如下形式：在式中Ki—