电力传动课程设计-双闭环晶闸管不可逆调速系统

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1、电力传动课程设计--双闭环晶闸管不可逆调速系统姓名：班级：电气学号：日期：2014.1.9一、设计目的·了解闭环不可逆直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理·掌握双闭环不可逆调速系统的调试步骤、方法和参数的整定·研究调节器参数对系统动态性能的影响。二、设计任务和要求1．设计一个双闭环晶闸管不可逆调速系统给定参数：（1）电机参数：额定电压220V，额定励磁电压220V，额定电流1.1A额定转速1600r/min，额定功率185W（2）转速反馈系数：α=0.004Vmin/r，β=6V/A2．动态特性：电流超调；转速超调静态特性：无静差图

2、1不可逆转速、电流双闭环直流调速系统的原理框图G:给定器DZS：零速封锁器ASR：速度调节器ACR：电流调节器GT：触发装置FBS：速度变换器FA：过流保护器FBC：电流变换器AP1：Ⅰ组脉冲放大器三、测定实验参数为研究晶闸管－电动机系统，须首先了解电枢回路的总电阻R、系统的电磁时间常数Td与机电时间常数TM，这些参数均需通过实验手段来测定，具体方法如下1.测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验电路图如图2所示。图2伏安比较法实验线路图将变阻器R1、R2接入被测系统的主电路，测

3、试时电动机不加励磁，并使电机堵转。合上S1、S2，调节给定使输出直流电压Ud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V2的数值为I1、U1，则此时整流装置的理想空载电压为：Udo=I1R+U1调节R1使之与R2的电阻值相近，拉开开关S2，在Ud的条件下读取电流表、电压表的数值I2、U2，则Ud=I2R+U2求解上面两式，可得电枢回路总电阻:R=（U2-U1）/（I1-I2）测量值：U1=101VI1=0.83A；U2=116.4VI2=0.31A则由上式计算得R=29.

4、6Ω2.主电路电磁时间常数Td的测定采用电流波形法测定电枢回路电磁时间常数Td，电枢回路突加给定电压时，电流id按指数规律上升:其电流变化曲线如图2所示。当t=Td时，有图3电流上升曲线图4测定Td的实验线路图实验线路如图4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。然后保持Ug不变，将给定的S2拨到接地位置，然后拨动给定S2从接地到正电压跃阶信号，用数字存储示波器记录id=f（t）的波形，在波形图上测量出当电流上升至稳定值的63.2%时的时间，即为电枢回路的电磁时间常数Td。由附录1（示波器出图）作图得Td

5、=16ms3.系统机电时间常数TM的测定系统的机电时间常数可由下式计算由于TM>>Td，也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即当电枢突加给定电压时，转速n将按指数规律上升，当n到达稳态值的63.2%时,所经过的时间即为拖动系统的机电时间常数。测试时电枢回路中附加电阻应全部切除，突然给电枢加电压，用数字存储示波器记录过渡过程曲线n=f(t)，即可由此确定机电时间常数。由附录2（示波器出图）作图得TM=380ms4.晶闸管触发及整流装置特性Ud=f(Ug)和测速发电机特性UTG=f(n)的测定实验线路如图4所示，可不接示波器。电动机加额定励磁，

6、逐渐增加触发电路的控制电压Ug，分别读取对应的Ug、UTG、Ud、n的数值若干组，即可描绘出特性曲线Ud=f(Ug)和UTG=f(n)。由Ud=f(Ug)曲线可求得晶闸管整流装置的放大倍数曲线Ks=f(Ug):Ks=ΔUd/ΔUg测量数据,得Ks=60（将下面与作成近似直线求斜率所得）n2.4465.064.51002.7087.594.02003.00110.0109.03003.16124.0124.04003.30133.0137.05003.46143.0145.06003.70158.5161.07003.94175.0173.08

7、004.20186.0190.09004.48198.0205.01000四、器件模块参数设计1、电流调节器的设计采用含给定滤波和反馈滤波的模拟式PI型电流调节器，其原理图如图5所示。图中为电流给定电压，为电流负反馈电压，调节器的输出就是电力电子变换器的控制电压。图5PI型电流调速器（1）确定时间常数整流装置滞后时间常数。按书本表2-2，三相桥式电路的平均失控时间=0.0017s电流滤波时间常数。三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms，为了基本滤平波头，应有（1～2）=3.33ms，因此取=2ms=0.002s电流环小时间常数之和。按小时间常

8、数近似处理，取=+=0.0037s（2）选择电流调节器结构根据设计要求，并保证稳态电流无差，可按典型Ⅰ型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI