电力拖动课程设计--转速，电流单闭环直流拖动系统

《电力拖动课程设计--转速，电流单闭环直流拖动系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、郑州航空工业管理学院课程设计电气工程及其自动化_专业0906971班级题目转速、电流单闭环直流拖动系统姓名牛征学号090697117指导教师孙标职称副教授二О一О年十二月二十九日一．概述摘要为了提高直流调速系统的动态、静态性能，通常采用闭环控制系统。而在对调速指标要求不高的场合，采用转速单闭环即可。闭环系统较之开环系统能自动侦测把输出信号的一部分拉回到输入端，与输入信号相比较，其差值作为实际的输入信号；能自动调节输入量，能提高系统稳定性。在对调速系统性能有较高要求的领域常利用直流电动机，但直流电动机开环系统稳定性不能够满足要求，可利用转速单闭环提高稳态精度，而采用比例调节器的负反馈调速系

2、统仍是有静差的，为了消除系统静差，可采用积分调节器代替比例调节器二．系统性能指标的确定2.1部件选择：1.电机的选择设计的电机选择直流电动机。与交流电动机相比，起优点在于：调速性能好，调速范围宽，采用电子控制下，能充分适应各种机械负载特性的需要。本设计选取Z4-160-11型直流电动机来拖动。其额定数据如下：440V58.5A1500r/min采用V—M系统，主电路总电阻R=0.1,当负载在10%~100%额定负载变化时转速静差率2%调速范围D=10，电枢电阻=0.593。选择测速发电机：ZCF121A50V3000转激磁电流0.09A2.调速系统的选择设计中选用闭环调速系统，原因是与

3、开环调速系统相比，闭环系统有着很大的优越性，其具体表现在：（1）闭环系统的静特性可以比开环系统的机械特性硬的多。（2）闭环系统的静差率要比开环系统小的多。（3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围。取得上述优势要使用放大器，放大器的选择在后面介绍。3.直流调速系统的可控直流电源的选择 V—M系统的特点：优点：    系统中的晶闸管整流装置不但经济、可靠而且其功率放大倍数在104以上，门极可直接采用电子电路控制，响应速度为毫秒级。缺点：    由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。另一问题是当晶闸管导通角很小时，系统的功率因素很低，并产生较大

4、的谐波电流，从而引起电网电压波动殃及同电网中的用电设备，造成“电力公害”。V—M系统的机械特性   电流连续时，V-M系统的机械特性方程式为:式中Ce—电机在额定磁通下的电动势系数,（1）选用晶闸管—电动机调速系统（简称V—M系统）。原理图如下所示：该系统的控制对象是直流电动机M，被控量是电动机的转速n，晶闸管触发及整流电路为功率放大和执行环节，由运算放大器构成的比例调节器为电压放大和电压(综合)比较环节，电位器RP1为给定元件，测速发电机TG与电位器RP2为转速检测元件。图中VT晶闸管可控整流电路，通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压，从而实现平滑调

5、速。和旋转交流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大的提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性，晶闸管可控整流器的功率放大倍数在10以上，其门极电流可以直接用电子控制，不再像支流发电机那样需要较大功率的放大器，在控制作用上，交流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级，这将大大的提高系统的动态性能。（2）整流电路的选择电力电子课程中我们了解到，三相桥式整流电路的整流效果最好。所以在此次设计中我选用三相桥式整流电路。其参数如下：晶闸管触发整流装置：三相桥式可空整流电路，整流变压器Y/Y联结，二次电压，电压放大系数（3）抑制电流脉动的措施在V—M系统中，脉动的电

6、流回增加电极的发热，同时也产生脉动转距，对生产机械不利。为了避免和减轻这种影响，我们必须采用抑制电流脉动的措施。在本次设计中我们才用的是设置平波电抗器。平波电抗器的电感量一般按低速轻载是电流连续的条件来选择的。通常首先给定最小电流，在利用他计算所需要的总电感量，减去电枢电感，既得平拨电抗应有的电感值。对于我们选择的三相桥式整流电路具体的计算我们将在后面的稳定性分析中再去计算。2.2各环节传递函数的确定1.整流装置的传递函数晶闸管交流器环节的输出量是理想空载整流电压其输入量是触发电路的控制电压,晶闸管变流器可以近似为一个具有纯滞后环节的放大环节,其滞后时间是由晶闸管变流器的失控时间引起的.

7、众所周知晶闸管一旦导通后控制电压的变化对他就不在起作用了,直到该元件承受反电压关断后为止.因此,造成了整流电压滞后于控制电压的状况.下面以单相全波纯电阻负载整流电路为例来讨论滞后的形成及滞后时间的大小,假设在时刻,某一对晶闸管触发导通,控制角为,如果控制电压在时刻发生变化,从突降到,但是由于晶闸管已导通,控制电压的改变,对它已经不起作用了,平均整流电压,并不会立即改变,必须等到时刻,该元件关断以后触发脉冲,才有可能控制另外一对晶闸管