转速电流双闭环直流调速系统课程设计

《转速电流双闭环直流调速系统课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实训报告课程名称：电力拖动自动控制系统课程设计专业：电气工程与自动化班级：2012-1班学号：21125982姓名：胡瑞瑞指导教师：王颖杰成绩：完成日期：2015年7月6日课程设计任务书设计条件：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：直流电动机：UN=220V，IN=205A，nN=575r/min,Ra=0.1Ω，电枢电路总电阻R=0.2Ω，电枢电路总电感L=7.59mH，电流允许过载倍数λ=2，折算到电动机轴的飞轮惯量GD2=215Nm2。晶闸管整流装置放大倍数Ks=40

2、，滞后时间常数Ts=0.0017s电流反馈系数β=0.024V/A(≈10V/2IN)转速反馈系数α=0.017Vmin/r(≈10V/nN)滤波时间常数取Toi=0.001s，Ton=0.01s。Unm*=Uim*=Ucm=10V；调节器输入电阻R0=40kΩ。设计要求：稳态指标：无静差；动态指标：电流超调量σi≤5%；空载起动到额定转速时的转速超调量σn≤10%。目录第一章直流双闭环调速系统原理………………………………………………..41.1系统组成………………………………………………………………………

3、…………41.2系统原理图……………………………………………………………………………..8第二章转速，电流双闭环直流调速系统…………………………………..92.1电流调节器设计……………………………………………………………………..92.2转速调节器设计……………………………………………………………………..17第三章系统仿真……………………………………………………………………………25总结………………………………………………………………………………………………31心得体会……………………………………………

4、………………………………………….32参考文献……………………………………………………………………………………….34第一章直流双闭环调速系统原理1.1系统的组成转速、电流负反馈控制的直流调速系统是静，动态性能优良，应用最广泛的直流调速系统。和经典控制理论的动态校政方法相比，直流双闭环设计方法计算简单，应用方便，容易掌握。应用工程设计方法能很好地解决转速，电流反馈控制直流调速系统两个设计问题。起动电流呈矩形波，转速按线性增长。这是在最大电流（转矩）受限制时调速系统所能获得的最快的起动（制动）过程。为了实现在

5、允许条件下的最快启动，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。所以，我们希望达到的控制：启动过程只有电流负反馈，没有转速负反馈；达到稳态转速后只有转速负反馈，不让电流负反馈发挥作用。故而采用转速和电流两个调节器来组成系统。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可以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和电流负反馈。二者之间实行嵌套（或称串级）联接，如图1-1所示。

6、把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再把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；转速换在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。ASR（速度调节器）根据速度指令Un*和速度反馈Un的偏差进行调节，其输出是电流指令的给定信号Ui*（对于直流电动机来说，控制电枢电流就是控制电磁转矩，相应的可以调速）。ACR(电流调节器)根据Ui*和电流反馈Ui的偏差进行调节，其输出是UPE（功率变换器件的）的控制信号Uc。进而调节UPE的输出，即电机的电枢电压，由于转

7、速不能突变，电枢电压改变后，电枢电流跟着发生变化，相应的电磁转矩也跟着变化，由Te-TL=Jdn/dt，只要Te与TL不相等转速会相应的变化。整个过程到电枢电流产生的转矩与负载转矩达到平衡，转速不变后，达到稳定。图1-1转速、电流双闭环直流调速系统1.2主电路设计双闭环直流调速系统主要由给定环节、ASR、ACR、触发器和整流装置环节、速度检测环节以及电流检测环节组成。为了使转速负反馈和电流负反馈分别起作用，系统设置了电流调节器ACR和转速调节器ASR。电流调节器ACR和电流检测反馈回路构成了电流环；转速调节

8、器ASR和转速检测反馈回路构成转速环，称为双闭环调速系统。因转速换包围电流环，故称电流环为内环，转速环为外环。在电路中，ASR和ACR串联，即把ASR的输出当作ACR的输入，再由ACR得输出去控制晶闸管整流器的触发器。为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用具有输入输出限幅功能的PI调节器，且转速和电流都采用负反馈闭环。该系统原理框图如图所示。电流检测负载电动机整流触发装置ACRASR电压速度检