转速电流双闭环直流调速系统设计

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1、.电力拖动自控系统课程设计报告题目转速电流双闭环直流调速系统设计学院：电子与电气工程学院年级专业：2012级电气工程及其自动化（电力传动方向）姓名：学号：指导教师：成绩：指导老师评语：指导教师签名：年月日电力拖动自动控制系统综合课程设计设计任务书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，基本数据为：word教育资料.直流电动机：，，,，，电枢回路总电阻，电枢电路总电感,电流允许过载倍数，折算到电动机轴的飞轮惯量。励磁电流为1.77A。晶闸管整流装置放大倍数，滞后时间常数电流反馈系数电压反

2、馈系数滤波时间常数，;调节器输入电阻。设计要求：稳态指标：无静差；动态指标：电流超调量；采用转速微分负反馈使转速超调量等于0。目录1概述11.1问题的提出11.2解决的问题11.3实现目标要求设计1word教育资料.2主电路计算22.1整流变压器的计算22.2晶闸管及其元件保护选择23直流双闭环调速系统设计83.1转速和电流双闭环调速系统的组成83.2系统静态结构图及性能分析93.3系统动态结构图及性能分析103.4启动过程分析113.5采用ACR和ASR类型的根据123.6电流调节器结构的选择123.7

3、转速调节器的选择123.8双闭环系统工程设计133.9电流环设计143.10转速环设计174基于MATLAB/SIMULINK的调速系统仿真204.1仿真软件介绍204.2仿真设计204.3仿真结果205实训报告236设计总结24参考文献25word教育资料.1概述1.1问题的提出采用转速负反馈和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。1.2解决的问题为了实现在允许条

4、件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。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，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈（ASR）和电流负反馈（ACR）。1.3实现目标要求设计设计一个双闭环直流调速系统满足系统要求的性能指标。word教育资料.2主电路计算2.1整流变压器的计算1、二次侧相电压：(2-1)变压器采用D，y11接线，表知，三相全

5、控桥时A=/=2.34（取ε=0.9为电网波动系数）查表知B=cosa，a角考虑100裕量故B=0.985所以(2-2)取U2=220V,变比K=U1/U2=380/220=1.732、一次、二次侧电流的计算查表知KI1=0.816，KI2=0.816=KI2Id=0.816×21.8=18A=KI1Id/K=1.05×0.816×21.8/1.73=11A3、变压器容量的计算一次侧，二次侧绕组的相数，所以2.2晶闸管及其元件保护选择1.管额定电压(2-3)取2.闸管的额定电流word教育资料.查表知K=

6、0.367IT（VA）=（1.5~2）KId=（1.5~2）×0.367×21.8=12~16A取IT（VA）=20A故选KP20-17型元件型号TypeKP55100-16008125602.522003KP1010100-160010125100322001.6KP2020100-16001012510032.22001KP5050100-20002012520032.43000.4KP100100100-20003012520032.43000.2KP150150100-20003012520032

7、.43000.2KP200200100-20004012520032.43000.113.晶闸管保护环节的计算1）交流侧过电压保护措施（1）阻容保护①电容选值 操作过电压，其实质是开关开端时产生的电磁能量震荡过程。在回路中没有保护器存在时，总电容值很小，导致震荡频率f很高。电容的引入，可以大大提高回路总电容值，降低震荡频率。最佳的效果应是降低频率正好到工频（50Hz），基本计算公式如下：f=ω/2π                           （2-4）ω=（1/LC－（R/2L）2）1/2   

8、        （2-5）由于每个电路的初始L和C都不同，最佳值是不可能得到的。只能依据真空断路器大致的情况进行经验比较。根据多年运行经验，取电容0.1μF时，一般可以将f限制在150Hz以下，因此0.1就成为一个比较通用的值。理论上讲，若对具体电路可以做到精确测算，容量再大些对保护效果会更好（这就是有些地方用word教育资料.0.2或0.15的原因），但若没有精确测算，导致f太小将造成副作用。②电阻选值 R是一个阻尼元件，一