直流调速系统的改造.docx

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1、天津职业技术师范大学TianjinUniversityofTechnologyandEducationDSC-Ⅲ型直流调速柜改造方案指导教师：杨宗强闫虎民小组成员：曹海欧周卓英刘振东项目时间：2010.4.12——2010.6.1二〇一〇年六月目录引言31.1直流调速单闭环系统31.2问题的提出31.3直流调速双闭环系统41.3.1系统的组成51.3.2系统电路结构52目的73方案组织83.1稳态结构图和静特性83.1.1系统稳态结构图83.1.2限幅作用83.1.3系统静特性93.1.4两个调节器的作用93.2各变量的稳态工作点和稳态参数计算103.3双闭环直

2、流调速系统的教学模型和动态性能分析103.3.1双闭环直流调速系统的动态数学模型103.3.2起动过程分析113.3.3动态抗扰性能分析143.3.4转速和电流两个调节器的作用154具体实施174.1调节器的工程设计方法174.4.1工程设计方法的基本思路174.4.2按工程设计方法设计双闭环系统的调节器174.4.3电流调节器的设计184.4.4转速调节器的设计204.2改造过程225测试与调试235.1单闭环系统调试电机的性能测试235.1.1直流调速单闭环系统的调试235.1.2电机的性能测试245.2双闭环系统的调试255.2.1开环调试过程265.2.

3、2闭环调试过程265.2.3系统常见的故障分析266验收报告27附录：281.项目工期表282.器件成本估算28引言DSC-32型晶闸管直流调压、调速实训装置，专供拖动直流电动机调速用，也可以作可调直流电源使用。以晶闸管整流器将交流电整流成可调直流电，对直流电动机电枢供电，并引入电压负反馈，电流截止负反馈转速负反馈等，组成自动稳速的无极调速系统。由于该设备各性能良好，能满足一般生产机械对调速的要求。该设备主要主电路采用三相全控桥，用交流电源互感器检测负载电流。设备内装有保护报警电路，当快速熔断器熔断，直流输出过流或短路，保护电路会发出指令，可自动切除主电路电源，

4、同时故障指示灯发亮，直至操作人员切断控制装置电源，故障指示灯才可熄灭。保护电路的设置提高了设备运行的安全性。每台设备都设有独立的励磁电源。可以向直流电流电动机提供励磁电流。该装置采用柜式结构，柜内最下层安装整流变压器，其他部件由下而上分层安装于柜内的立柱上。1.1直流调速单闭环系统带电流截止负反馈转速单闭环直流电动机调速系统，由直流电机模块、晶闸管整流模块、转速反馈环节、电流截止负反馈环节和脉冲产生模块等组成。该系统主要采用转速反馈量和电流截止负反馈量与给定量的偏差经来改变触发器移相控制信号调节晶闸管的控制角，从而改变整流器的输出电压实现对直流电动机的转速进行调

5、节的原理。为了限制启动电流过大引入了电流截止负反馈。1.2问题的提出采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。如果对系统的动态性能要求较高，例如要求快速起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。在单闭环调速系统中，只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只是在超过临界电流值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形。电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减小，因而加速过程必然拖长。1.主要原因：是

6、因为在单闭环系统中不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程。在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界电流值Idcr以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形。2.理想的起动过程理想的起动过程如图1-1a)带电流截止负反馈的单闭环调速系统b)理想的快速起动过程图1-1直流调速系统起动过程的电流和转速波形3.性能比较带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统起动过程如图1-1.a)所示，起动电流达到最大值Idm后，受电流负反馈的作用降低下来，电机的电磁转矩也随之减小，加速过程延长。理想起动过程波形如图1

7、-1.b)所示，这时，起动电流呈方形波，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过程。4.解决思路为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。1.3直流调速双闭环系统为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，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。二者之间实行嵌套（或称串级）联接如图2所示。其中：ASR—转速调节器、ACR—电流调节器、TG—

8、测速发电机、TA—电流互