电力拖动自动控制系统课程设计--双闭环v-m调速系统设计

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1、课程设计名称：电力拖动自动控制系统课程设计题目：双闭环V－M调速系统设计课程设计成绩评定表学期第七学期姓名专业电气工程及其自动化(自动化)班级课程名称电力拖动自动控制系统课程设计设计题目双闭环V－M调速系统设计评定标准评定指标分值得分知识创新性20理论正确性20内容难易性15结合实际性10知识掌握程度15书写规范性10工作量10总成绩100评语：任课教师时间年月日备注课程设计任务书一、设计题目双闭环V－M调速系统设计二、设计任务已知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，基本数

2、据如下。直流电动机：220V，136A，1460r/min,Ce=0.132V×min/r,允许过载倍数λ＝1.5；晶闸管装置放大系数：Ks=40；电枢回路总电阻：R＝0.5Ω；时间常数：Tl=0.03s,Tm=0.18s；α＝0.07V×min/r,β=0.05V/A。试设计ASR、ACR使系统稳态无静差，电流超调量σi％≤5%空载启动到额定转速时的转速超调量σn%≤10%。三、设计计划第1－2天：明确设计任务，查找资料；第3－4天：分析双闭环V－M调速系统的设计方法与过程；第5－6天：总结分析

3、，撰写课程设计报告。四、设计要求1、用工程设计方法进行设计，决定转速调节器和电流调节器结构并选择参数；2、对晶闸管及平波电抗器的有关参数进行计算；3、设计过程中应画出双闭环调速系统的电路原理图及动态结构图。指导教师：教研主任：时间：摘要本设计主要介绍了双闭环调速系统的电路原理图及动态结构图，并按工程设计设计法对双闭环调速系统的ACR及ASR进行设计。在工程设计中阐述了需要注意的问题。并对晶闸管的电压、电流作了定额计算，及平波电抗器的计算。最后得出双闭环调速系统的主、控电路图并作了总结及设计心得。关

4、键词：双闭环，ASR，ACR，晶闸管。目录1引言12双闭环调速系统的组成22.1双闭环调速系统电路原理图22.2双闭环调速系统动态结构图23按工程设计方法设计双闭环系统的ACR和ASR43.1ACR的设计43.2ASR的设计54采用工程方法设计时需注意的问题85晶闸管的电压、电流定额计算105.1晶闸管额定电压UN105.2晶闸管额定电流IN106平波电抗器计算117双闭环调速系统主、控电路图128结论139体会1410参考文献151引言采用转速负反馈和PI调节的单闭环调速系统可以实现转速的无静差

5、，如果附带电流截止负反馈作限流保护可以限制电流的冲击，但并不能控制电流的动态波形。我们希望系统在启动时，一直能有电机过载能力允许条件下的最大电流，电机有最大的启动转矩和最短的启动时间。这一点利用电流截止负反馈是很难实现的。另外，在单闭环调速系统中，用一个调节器综合多种信号，各参数间相互影响，难于进行调节器的参数调速。例如，在带电流截止负反馈的转速负反馈的单闭环系统中，同一调节器担负着正常负载时的速度调节和过载时的电流调节，调节器的动态参数无法保证两种调节过程均具有良好的动态品质。为了解决单闭环调速

6、系统存在的问题，可以采用转速、电流串级调速系统，即转速电流双闭环调速系统，采用两个调节器分别对转速和电流进行调节。2双闭环调速系统的组成2.1双闭环调速系统电路原理图图2－1为转速、电流双闭环调速系统的原理图。图中两个调节器ASR和ACR分别为转速调节器和电流调节器，二者串级连接，即把转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。电流环在内，称之为内环；转速环在外，称之为外环。两个调节器输出都带有限幅，ASR的输出限幅什Uim决定了电流调节器ACR的给定电

7、压最大值Uim，对就电机的最大电流；电流调节器ACR输出限幅电压Ucm限制了整流器输出最大电压值，限最小触发角α。2.2双闭环调速系统动态结构图双闭环调速系统的动态结构如图2－2所示，由于电流检测信号中常含有交流分量，须加低通滤波，其滤波时间常数Toi按需要选定。滤波环节可以抑制反馈信号中的交流分量，但同时也给反馈信号带来了延滞。为了平衡这一延滞作用，在给定信号通道中加入一个相同时间常数的惯性环节，称作给定滤波环节。其作用是：让给定信号和反馈信号经过同样的延滞，使二者在时间上得到恰当的配合，从而带

8、来设计上的方便。由测速发电机得到的转速反馈电压含有电机的换向纹波，因此也需要滤波，滤波时间常数用Ton表示。根据和电流环一样的道理，在转速给定通道中也配上时间常数为Ton的给定滤波环节。3按工程设计方法设计双闭环系统的ACR和ASR设计多环控制系统的一般原则是：从内环开始，一环一环地逐步向外扩展。在这里是：先从电流环入手，首先设计好电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。3.1ACR的设计（1）确定时间常数整流滤波时间常数Ts，三相桥式电路的平