直流调速系统设计举例

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1、调速系统设计举例(原题)某晶闸管供电的双闭环直流调速系统。整流装置采用三相桥式电路，基木数据如下：•直流电动机:220V、136A(lOOA)^1460(1000i7min)、C^O.132(0.1Vmin/r)>2=1.5(2)•直流电动机时间常数:Tj=0.03S(0.01)；7；,=0.18S(0.2)•电枢回路总电阻：R=0.5Q•晶闸管装置放人系数：K,二4()•电流反馈系数：(3=0.05V/A("10V/1.5人讪)•转速反馈系数：a=0.007(0.01Vmin/r)(^l()V//?ww,)设计要求：(1)稳态指标——无静差$<5%；(2)动态指标——电

2、流超调量；空载起动到额定转速时的超调呆氏<5%；(-)电流环的设计1・确定时间常数(1)整流装置的时间常数：三相桥式电路平均失控时间，Ts=0.0017s-0.0025:(2)电流滤波时间常数：三相桥式电路每个波头的时间是3.33ms,取基本平均波头T()i=2ms-0.0025；(3)电流环小时间常数：按小时间常数处理,取T“=Ts+Toi=0.002+0.002=0.004$；2•选择电流调节器的结构To03根据电流调节器设计要求——无静差$<5%；且亠=出二=7.5<10Tv.0.004Tc+1因此电流环按典型I型系统设计。电流调节器选用PI型，贝山Wacr=K^—

3、调速系统设计举例(原题)某晶闸管供电的双闭环直流调速系统。整流装置采用三相桥式电路，基木数据如下：•直流电动机:220V、136A(lOOA)^1460(1000i7min)、C^O.132(0.1Vmin/r)>2=1.5(2)•直流电动机时间常数:Tj=0.03S(0.01)；7；,=0.18S(0.2)•电枢回路总电阻：R=0.5Q•晶闸管装置放人系数：K,二4()•电流反馈系数：(3=0.05V/A("10V/1.5人讪)•转速反馈系数：a=0.007(0.01Vmin/r)(^l()V//?ww,)设计要求：(1)稳态指标——无静差$<5%；(2)动态指标——电

4、流超调量；空载起动到额定转速时的超调呆氏<5%；(-)电流环的设计1・确定时间常数(1)整流装置的时间常数：三相桥式电路平均失控时间，Ts=0.0017s-0.0025:(2)电流滤波时间常数：三相桥式电路每个波头的时间是3.33ms,取基本平均波头T()i=2ms-0.0025；(3)电流环小时间常数：按小时间常数处理,取T“=Ts+Toi=0.002+0.002=0.004$；2•选择电流调节器的结构To03根据电流调节器设计要求——无静差$<5%；且亠=出二=7.5<10Tv.0.004Tc+1因此电流环按典型I型系统设计。电流调节器选用PI型，贝山Wacr=K^—

5、qs在一般悄况下，希望电流超调最&W5%,由表22可选,0.707,•二0.5则:二Kg；t-RK、=coQ.=-^—=-^-=125/sT(R2S“0.50.032x40x0.05*0.004=0.93751c,2TXi0.004%,满足近似条件。应速度低于电流环的响应速度】,【晶闸管装置传递函数的时间常数与反馈通4-校验近似条件电流环截止频率&=coci=l25/s⑴晶闸管装置传递函数近似条件：吩話【晶闸管装置传递函数的响应速度髙于电流环的响应速度】现在’*=衣扁"66/$〉％满足近似条件。(2)忽略反电势对电流环的影响条件：叽丄，【电动机传递函数(被控对象)的响丁几

6、113V0.002x0.002=166.67满足近似条件。道上滤波器传递函数的时间常数合并成一个时间常数后的响应速度高于电流环的响应速度】113V0.002x0.002=166.67满足近似条件。道上滤波器传递函数的时间常数合并成一个时间常数后的响应速度高于电流环的响应速度】现在'3TsToi结论：闭环的穿越频率（截止频率）要高于被控对象的穿越频率（截止频率）■但低于环内前向通道的各控制单元的穿越频率（截止频率I电流调节器原理图R{=K点)=0.9375x40k=31.5k,取38也取他G=5丨R、=0.03/38k=0.000000789F=0.79//FCoj=47

7、；./Rq=4x0.002/40^=0.0000002F=0.2/zF（二）速度环的设计速度调节器传递函数：WASR(5)二KE+1)；速度环开环传递函数：aRKg+1)0=K0g+1)=Kg+l)CeTnAT^ns+1)rn/3CJmsTlns+1)s2(T^ns+1)匸K&RSg几和）瓦（空+1）現加1）-40dBdec中须宽度5;瓦昱心=塔曙Gain2DerivativeGain505a10.18s0.132TiansferFcr»3TransferFcn4Scop"10204TrartslerFcn7104460Tr