不可逆转速电流双闭环直流晶闸管调速系统课程设计

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1、目录第1章电路总体说明2第2章系统电路设计52・1给定器的设计62.2零速封锁器DZS和速度变换器FBS62.3速度调节器ASR62.4电流调节器ACR72.5电流反馈与过流保护FBC+FA82.6触发装置GT和I组脉冲放大器API92.7保护电路设计9第3章器件模块参数设计103.1变压器参数设计103.2晶闸管的设计113.3平波电抗器的设计113.4直流电动机的设计12第4章调节器参数设计124.1电流调节器的设计124.1.1确定电流调节器的吋间常数124.1.2电流调节器结构的设计134.2速度调节器

2、的设计154.2.1确定速度调节器的时间常数154.2.2速度调节器结构的设计15附录电气原理图18设计心得体会19参考文献19摘要本次设计是釆用晶闸管、二极管等电器元件设计了一个不可逆转速、电流双闭环直流晶闸管调速系统，并通过参数计算来完成的。该系统屮设置了电流检测环节、电流调节器(ASR)以及转速检测环节、转速调节器(ACR),构成了电流坏和转速坏，前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到调节电流和转速的冃的。该系统起动时，转速外环饱和

3、不起作用，电流内环起主要作用，调节起动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流，整个系统采用PI调节。关键词：不可逆双闭环直流控制系统，晶闸管，ASR,ACR第1章电路总体说明不可逆转速、电流双闭坏直流调速系统的原理框图如图1・1所示图1・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F

4、A：过流保护器FBC：电流变换器API：I组脉冲放大器在系统设计时，要求以最大电流起动，这就需要尽量利用电机的允许过载能力，最好在过渡过程中始终保持最大允许电流，使电动机以最大的加速度起动，到达稳定转速之后，又让电流立即降低下来，使转矩和负载转矩平衡，使电机在稳定运行。这就需要在起动过程中，获得一个使电流保持为最大电流口的恒流过程，于是采用电流的负反馈來保持电路衡东，同时为保证转速无静差，需要有转速负反馈。为了实现转速电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置两个调节器，把转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用

5、电流调节器的输出去控制晶闸管的触发装置。电流环在里面，叫内环，转速环在外面，叫外环。本设计通过设计转速调节器、电流调节器的结构选择和参数，然后通过软件來实现模拟电路的功能。先设计电流调节器，然后设计转速调节器。在设计的时候要注意设计完要校验。再设计转速调节器的时候，校核转速调节量，如果不满足设计要求的时候，重新按照ASR退饱和的情况设计超调量。双闭环直流系统的稳态结构图如图1・2所示，分析双闭环调速系统静特性的关键是掌握P1调节器的稳太特征。一般存在两种状况：饱和——输出达到限幅值；不饱和—输岀未达到限幅值。当

6、调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，相当与使该调节坏开坏。当调节器不饱和时，PI作用使输入偏差电压△U在稳太时总是为零.R图1-2双闭环直流系统的稳态结构图实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对静特性來说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。其次为双闭环控制系统数学模型。双闭环控制系统数学模型的主要形式仍然是以传递函数或零极点模型为基础的系统动态结构图。双闭环直流调速系统的动态结构框图如图1・3所示。图屮WASR(s)和WmrG)分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。

7、为了引出电流反馈，在电动机的动态结构框图中必须把电枢电流仃显露出來图1・3双闭坏直流系统动态结构图实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对静特性來说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。其次为双闭环控制系统数学模型。双闭环控制系统数学模型的主要形式仍然是以传递函数或零极点模型为基础的系统动态结构图。双闭环直流调速系统的动态结构框图如图1・3所示。图中WASK(s)和WgeG)分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。为了引出电流反馈，在电动机的动态结构框图中必须把电枢电流厶显露出来为了保证

8、调速系统稳态无静差，转速环和电流环所用的控制器ASR和ACR均使用PI调节器，，两个调节器的输出限幅值分别为Uw.*和Um。同时加上滤波坏节，抑制给定信号对能参杂的交流分量，两个调节器上增设二极管钳位的外限幅电路，限制输出限幅值，调解电位可改变正负限幅值，主电路采用Y型连接，触发电路的信号以此加在主电路上的晶闸管上，另外，采用护互感器取电流反馈信号，用同轴相连的发电机取电压反馈信号第2