直流双闭环调速系统设计与仿真.doc

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1、.....目录第一篇直流调速系统的设计及仿真1系统方案选择和总体结构设计1.1调速方案的选择1.2总体结构设计.2控制电路的设计与计算2.1给定环节的选择2.2控制电路的直流电源3主电路设计与参数计算3.1晶闸管的选择3.1.1晶闸管的额定电流3.1.2晶闸管的额定电压3.2整流变压器的设计3.2.1变压器二次侧电压U2的计算3.2.2一次、二次相电流I1、I2的计算3.2.3变压器容量的计算4触发电路的选择4.1触发电路的选择5双闭环励磁设计和校验5.1电流调节器的设计和校验.资料........5.2转速调节器的设计和校验6转速、

2、电流双闭环直流调速系统的电气总图7直流系统MATLAB仿真7.1系统的建模与参数设置7.2系统仿真结果的输出第二篇交流调压调速系统的建模与仿真8交流调压调速系统的原理及特性8.1异步电动机改变电压时的机械特性8.2闭环控制的变压调速系统及其静特性8.3闭环变压调速系统的近似动态结构框图9交流调压调速系统的Matlab仿真9.1交流调压调速系统的建模9.2交流调压调速系统的仿真总结参考文献摘要转电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。具有调速围广、精度高、性能好和易于控制等优点，所以在电气传动系统中得到了广泛的应用

3、。20世纪70年代初出现了交流电动机的矢量控制原理，为高性能交流控制奠定了理论基础，实现像直流电动机那样的对磁场和转矩的解耦控制。矢量控制理论的提出和成功应用，开创了用交流调速系统代替直流调速系统的时代。80年代掀起了交流调速热，矢量控制理论进一步完善和发展，一些新的控制策略和方法相继提出并被.资料........采用，例如“直接转矩控制”就是80年代中期提出的又一交流调速控制技术，直接转矩控制利用观察电动机的电磁转矩和宽一子磁链，不需在进行复杂的坐标变换，采用闭环控制，直接控制电磁转矩和定子磁链，系统更加简单，控制更加直接，受到各国

4、学者的重视。第一篇直流调速系统的设计及仿真1系统方案选择和总体结构设计1.1调速方案的选择本次设计选用的电动机型号Z2-92型，其具体参数如下表1-1所示.资料........表1-1Z2-92型电动机具体参数电动机型号PN(KW)UN(V)IN(A)NN(r/min)Ra(Ω)GDa2（Nm2）P极对数Z2-926723029114500.268.601（一）电动机供电方案的选择变压器调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称

5、G-M系统，适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。静止可控整流器又称V-M系统，通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变，从而实现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。根据本此设计的技术要求和特点选V-M系统。在V-M系统中，调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压。由于要求直流电压脉动较小，故采用三相整流电路。考虑使电路简单、经济且

6、满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。（二）调速方案的选择由vmin/r,当电流连续时，系统额定速降为:r/min,.开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率:，大大超过了S≤5%.若D=10，S≤5%.，则，可知开

7、环调速系统的额定速降是1090.4，而工艺要求的是7.6.资料........，故开环调速系统无能为力，需采用反馈控制的闭环调速系统。因调速要求较高，故选用转速负反馈调速系统，采用电流截止负反馈进行限流保护，出现故障电流时由过流继电器切断主电路电源。为使线路简单，工作可靠，装载体积小，宜用KJ004组成的六脉冲集成触发器。该系统采用减压调速方案，故励磁应保持恒定。采用三相全控桥式整流电路供电。1.2总体结构设计对于双闭环调速系统，可近似在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起

8、动，到达稳态转速后，又可以让电流迅速降低下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行，此时起动电流近似呈方形波，而转速近似是线性增长的，这是在最大电流（转矩）受到限制的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。采用转速电