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1、逻辑无环流可逆直流调速系统的动态建模与仿真电控学院自动化1102鱼轮1106050218一、绪论1.1电力拖动简介随着科学技术的发展，人力劳动被大多数生产机械所代替。电力拖动及其自动化得到不断的发展。随着生产的发展，生产工艺对电力拖动系统的要求越来越高，尤其在其准确性、快速性、经济性、先进性等方面的要求，与FI俱增。因此，需要不断地改进和完善电气控制设备，使电力拖动自动化可以跟得上技术要求。电力拖动系统由电动机及其供电电源、传动机构、执行机构、电气控制装置等四部分组成。电动机及其供电电源是把电能转换成机械能；传
2、动机构的作川是把机械能进行传递与分配；执行机构是使机械能完成所需的转变；电气控制装置是控制系统按着生产工艺的要求来动作，并对系统起保护作用。随着生产的要求不断提高，技术不断更新，拖动系统也随Z更新。同时，新型电机、人功率半导体器件、大规模集成电路、电子计算机及现代控制理论发展的发展使电力拖动口动化发生了巨大的变革。1.2直流调速系统直流电机由于其良好的起、制动性能和调速性能，在电力拖动调速系统中占有主导地位,虽然近年來交流电动机的调速控制技术发展很快，但是交流电动机传动控制的革础仍是直流电动机的传动技术。有流电
3、动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范I韦I内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域11«得到了广泛的应用。直流电机容易实现各种控制系统，也容易实现对■控制目标的“最佳化”，直流拖动控制系统在理论上和实践一上都比较成熟，而几从控制的角度看，它又是交流拖动控制系统的基础。因此，掌握直流拖动控制系统可以更好的研究交流拖动系统。从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动控制系统侑调速系统、位置随动系统、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型，各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是最基本
4、的电力拖动控制系统。1・3无环流调速系统简介无环流控制的可逆调速系统主电路由两组反并联的晶闸管组成，当一组晶闸管工作时,用逻辑电路或逻辑算法去封锁另一组品闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了坏流的通路，这就是逻辑控制的无环流町逆系统。有坏流门J逆系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。因此，当工艺过程对系统过度特性的平滑性要求不高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有肓流平均环流又没冇瞬时脉动环流的无环流可逆系统。无环流可逆调速系统可按
5、实现无环流原理的不同而分为两大类：逻辑无环流系统和错位控制无环流系统。而错位无环流系统在目询的半产中应用很少，逻辑无环流系统目前生产中应用最为广泛的可逆系统，组成逻辑无环流对逆系统的思路是：任何时候只触发一组整流桥，另一组整流桥封锁，完全杜绝了产生环流的町能。金于选择哪一组工作，就看电动机组需要的转矩方向。若需正向电动,应触发正组桥；若需反向电动，就应触发反组桥，可见，触发的选择应决定于电动机转矩的极也在怛磁通下，就决定于〃；信号。同时还要考虑什么时候封锁原来工作桥的问题，这要看工作桥又没冇电流存在，冇电流时不
6、应封锁，否则，开放另一组桥时容易造成二桥短路。可见，只要用u:信号极性和电流“冇”、“无”信号可以判定应封锁哪一组桥，开放哪一组桥。基于这种逻辑判断电路的“指挥”下工作的对逆系统称逻辑无坏流可逆系统。二、系统总体参数直流调速系统的基本数据如下:品闸管三相桥式全控整流电路供电的双闭环直流调速系统，直流电动机:220V,136A,1460r/min,电枢电阻Ra=0.2Q,允许过载倍数X=1.5;电枢回路总电阻:R=0.5Q,电枢回路总电感:L=15mH,电动机轴上的总飞轮力矩:GD2=22.5N・m2,晶闸管装置
7、:放人系数Ks二40,电流反馈系数：B=0.05V/A,转速反馈系数:a=0.007Vmin/r,滤波吋间常数:Toi=0.002s,Ton=0.01s三、无环流可逆调速系统设计3.1系统组成主电路采用两组晶闸管装置反并联线路；由于没有坏流，不用设置环流电抗器；仍保帘平波电抗器Ld,以保证稳定运行时电流波形连续；控制系统采川典型的转速、电流双闭环方案；电流环为内环，转速环为外环。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统小设宜两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。1、电流环分设
8、两个电流调节器，1ACR用来控制正组触发装置GTF,2ACR控制反组触发装置GTR。2、速度环把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再川电流调节器的输岀去控制电力电子变换器。3、为了保证不出现环流，设査了无环逻辑控制环节DLC,这是系统屮的关键环节。它按照系统的工作状态，指挥系统进行正、反组的口动切换。3.1.1逻辑无环流调速系统的原理图UfnASRUsi—1—ACRTA肩DLC5U
