双闭环调速系统ASR和ACR

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1、..课程设计说明书学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电力拖动自动控制系统设计题目：双闭环调速系统ASR和ACR结构及参数设计姓名：学号：指导教师：成绩：word教育资料..双闭环调速系统ASR和ACR结构及参数设计(5)一．设计目的：掌握用工程设计方法设计双闭环调速系统的转速调节器和电流调节器，加深对双闭环直流调速系统理解。二．设计内容：有一个转速、电流双闭环直流调速系统，采用三相桥式全控整流装置供电，已知电动机数据如下：550kW，750V，780A，375r/min，Ce=1.92V·min/r，允许电流过载倍数1.5

2、，主回路总电阻R=0.1Ω，Ks=75，TL=0.03s,Tm=0.084s,电流反馈滤波时间常数Toi=0.002s,转速反馈滤波时间常数Ton=0.02s,ASR最大最大给定值和输出限幅值为12V,ACR最大输出限幅值为12V。设计要求：稳态无静差，动态指标：电流超调量si≤5%，电机空载起动到额定转速时的转速超调量sn≤10%，ASR按典型Ⅱ型系统设计，并取ＫＴ＝０.５。三．时间安排：6.3—6.4查阅相关资料；6.4—6.6按要求设计相关内容，完成设计文本6.7考核答辩四．参考书目：1.《电力拖动自动控制系统》（第3版）陈伯时主编机

3、械工业出版社2.《电力电子技术》（第4版）王兆安黄俊主编机械工业出版社3.《自动控制理论》刘丁主编机械工业出版社4.《电机及拖动基础》（第3版）顾绳谷主编机械工业出版社word教育资料..目录绪论1一．调节器的工程设计方法的基本思路2二．电流调节器的设计32.1电流环结构框图的化简32.2电流调节器结构的选择42.3电流调节器的参数计算52.4校验62.5计算调节器电阻和电容7三．转速调节器的设计83.1电流环的等效闭环传递函数83.2转速环结构的化简和转速调节器结构的选择93.3转速调节器的参数的计算103.4校验113.5计算调节器电阻

4、和电容113.6校核转速超调量12四．转速调节器退饱和时转速超调量的计算12五．总结16word教育资料..绪论在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界电流值Idcr以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形。而采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，

5、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。二者之间实行嵌套（或称串级）联接如下图所示。图中，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UcTAVM+-UdIdUPEL-MTG+图1-1转速、电流双闭环直流调速系统结构图ASR—转速调节器ACR—电流调节器TG—测速发电机 TA—电流互感器UPE—电力电子变换器word教育资料..一调节器的工

6、程设计方法的基本思路应用工程设计方法来设计转速、电流双闭环调速系统的两个调节器。按照设计多环控制系统先内环后外环的一般原则，从内环开始，逐步向外扩展。在双闭环系统中，应该首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速系统中的一个环节，再设计转速调节器。双闭环调速系统的实际动态结构图绘于图1-2，它与前述的图1-1不同之处在于增加了滤波环节，包括电流滤波、转速滤波和两个给定信号的滤波环节。-IdLUd0Un+--+-UiACR1/RTls+1RTmsU*iUcKsTss+1Id1 Ce+EbT0is+11T0is+1ASR1T0ns+1aT0

7、ns+1U*nn电流内环图1-2双闭环调速系统的动态结构图T0i—电流反馈滤波时间常数T0n—转速反馈滤波时间常数word教育资料..二电流调节器的设计2.1电流环结构图的简化1）忽略反电动势的动态影响在按动态性能设计电流环时，可以暂不考虑反电动势变化的动态影响，即E≈0。这时，电流环如下图所示。Ud0(s)+-Ui(s)ACR1/RTls+1U*i(s)Uc(s)KsTss+1Id(s)bT0is+11T0is+1图2-1a电流环的动态结构图及其化简2）等效成单位负反馈系统如果把给定滤波和反馈滤波两个环节都等效地移到环内，同时把给定信号改

8、成U*i(s)/β，则电流环便等效成单位负反馈系统（图2-1b）。+-ACRUc(s)Ks/R(Tss+1)(Tls+1)Id(s)U*i(s)bbT0is+1图2-1bword