双闭环逻辑无环流可逆调速系统设计

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1、运动控制系统课程设计题目:双闭环逻辑无环流可逆调速系统设计院系名称：电气学院专业班级：自动化1106学生姓名：学号：指导教师：设计地点：31520设计时间：2014.7.6设计成绩：指导教师：本栏由指导教师根据大纲要求审核后，填报成绩并签名。17摘要21方案选择31.采用单闭环直流调速系统32可控硅元件的选择32.1晶闸管正反向重复峰值电压的确定32.2晶闸管电流等级的选择32.3晶闸管的选择33平波电抗器的选择43.1平波电抗器的有关参数计算44双闭环系统54.1双闭环的原理54.2双闭环的稳态结构图和静特性64.3双闭

2、环直流调速系统的动态数学模型85逻辑无环流可逆调速系统145.1可逆调速系统的方案145.2.2可逆系统的组成155.2.3 逻辑装置的功能155.3逻辑无环流系统运行状态分析155.3.1电机正向运行165.3.3电机正向制动状态165.3.4电机停车17参考文献1717摘要随着科学技术的不断发展，人们开始了很多方面的探索。对于自动控制系统方面，在工业，农业，交通运输和国防上，广泛应用电动机来拖动工作机械。较为先进的工作机械和生产工艺，普遍要求对生产机械的可靠性有严格要求。故本设计主要介绍了双闭环逻辑无环流可逆调速系统，

3、并通过与带电流截止负反馈有环流可逆调速系统优缺点比较，更进一步验证了前者的优越性以及可靠性。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统可以在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，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。本设计介绍了双闭环调速系统的原理，转速环和电流环的作用，并与电流截止负反馈进行了比较。介绍了逻辑无环流调速系统的原理，对其控制器的要求，以及它比有环流调速系统的优越性。从而更进一步的论证了本设计的可行性。关键字：转速环、电流环、无环流、回馈

4、制动1方案选择1.采用单闭环直流调速系统但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。带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统起动过程中，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。2可控硅元件的选择2.1晶闸管正反向重复峰值电压的确定三相桥式整流电路，晶闸管正反向重复峰值电压及，对于三相桥式电

5、路式中为电压安全系数，取=2.根据计算所得晶闸管，选取晶闸管=800V172.2晶闸管电流等级的选择三相桥式整流电路，晶闸管的最大导通角为120°，晶闸管的平均电流选取晶闸管的额定电流,应满足式中——电流安全洗漱，取=2；=20A。从计算所得晶闸管的电流和电压，选取晶闸管的型号为KP-20-800.2.3晶闸管的选择依据这两个极限值，选用东芝公司生产的带续流二极管的一单元IGBT模块型号VCEX/VIc/AMG600Q1US5112006003平波电抗器的选择3.1平波电抗器的有关参数计算为了抑制电枢电流的断续和脉动，又要

6、顾及到电路反应的快速性，电枢电路中必须具有适当大小的电感，因此电枢电路中的电感要进行计算，电枢电路中电感不足的部分用平波电抗器的电感来填补，下面先求初电动机电枢电感和变压器漏感，在按电枢电流连续和抑制电流脉动分别求出电路总电感，取两个总电感的最大者为电枢电路总电感，总电感中去掉电动机电枢电感、变压器漏感和连接线电感，便是平波电抗器应有的电感。1.电动机D的电枢电感（3-1）式中电机绕组电感系数，无补偿绕组的直流电机，=8000；P电机磁极对数。于是便得172.变压器每相漏感变压器漏感可按下式近似计算（3-2）式中，电角频率

7、，对于50Hz交流电，=3.14rad/s。代入各量的值可得3.使电流连续的电感量为了使电流消失时仍保持电流连续，电枢电路中的电感量必须满足（3-3）式中计算电感的系数，对于三相桥式整流，=0.708;电动机最小负载电流，取=0.05*12.66=161mH4.限制电枢电流脉动的电感量为了限制电枢电流的脉动幅度在一定范围内，电枢电路中的总电感可按下式计算（3-4）式中允许电流脉动率，在此取=0.1；整流相数有关的系数，对于三相桥式全控整流电路，取=1.045.于是算得5.平波电抗器电感为了达到在最小负载时电流连续和限制电流

8、脉动幅度在一定范围内，因为>，以取电枢电路的总电感==161mH所以可求得平波电抗器的电感=---=161-35-4-0=122mH上式中的为电枢电路连线电感，由于线路较短其电感可以忽略不计，故取=0.174双闭环系统4.1双闭环的原理为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置一两个调节器，分