电流_转速双闭环的逻辑无环流直流调速系统设计

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1、双闭环直流电机调速系统设计摘要转速、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。根据晶闸管的特性，通过调节控制角α大小来调节电压。基于设计题目，直流电动机调速控制器选用了转速、电流双闭环调速控制电路。在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流电路来供电。本文首先确定整个设计的方案和框图。然后确定主电路的结构形式和各元部件的设计，同时对其参数的计算，包括整流变压器、晶闸管、电抗器和保护电路的参数计算。接着驱动电路的设计包括触发电路和脉冲变压器的设计。最后，即本文的重点设计直流电动机调速控制器电路，本文采用转速、

2、电流双闭环直流调速系统为对象来设计直流电动机调速控制器。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和电流负反馈，二者之间实行嵌套联接。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称做外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。先确定其结构形式和设计各元部件，并对其参数的计算，包括给定电压、转速调节器、电流调节器、检测电路、触发电路和稳压电路的参数计算,最后画出了调速控制电路电气原理图。关键词：双闭环；转速调节器；电流调节器第一章绪论第一节设计题目及技术指标1

3、.1设计题目为某生产机械设计一个调速范围宽、起制动性能好的直流调速系统，且拟定该系统为晶闸管-电动机系统。已知系统中直流电动机主要数据如下：额定功率；额定电压；额定电流；额定转速；电枢电阻；转动惯量电枢回路总电阻电网供电电压为三相380V；电网电压波动为+5%---10%；速度检测采用测速电机；控制系统电源电压为1.2技术指标（1）要求连续调速，可逆运行，回馈制动，过载倍数（2）要求调速比,电流脉动，静差率（1）要求以转速、电流双闭环形式作为系统控制方案（2）要求系统为逻辑无环流可逆调速系统（3）主回路采用电枢可逆，磁场单独供电

4、第二节系统总方案设计2.1逻辑无环流工作原理逻辑无环流可逆直流调速系统原理框图如图1所示。其主电路采用反并连接电路。因为无环流，所以不需要设置限环流电抗器，控制电路仍是典型的转速、电流双闭环系统，只是电流环是分设的。1ACR、2ACR分别控制的是正组VF、反组VR的整流桥。正组VF、反组VR工作时有整流和逆变两种状态。当给定信号U*n为正时，转速调节器ASR输出Ui*为负值，逻辑切换装置DLC给正组桥VF发出触发脉冲，使其处于整流状态，电动机正想转动，当给定信号U*n为0或负值，转速调节器ASR输出Ui*为正值。由于电机电枢电流

5、不为零，逻辑切换电路DLC仍然向正组桥VF提供脉冲，但却使VF处于逆变状态，电流和转速变小。当电枢电流为0时，反组桥VR处于整流状态，此时电机处于制动状态，快速停车或反向运行。逻辑控制的无环流可逆调速系统原理图2.2系统总体分析设计由逻辑无环流工作原理可知，逻辑无环流可逆直流调速系统中，逻辑切换装置DLC是一个核心装置。其任务是在正组晶闸管桥工作时开放正组脉冲，封锁反组脉冲，反组桥工作时相反。其中DLC判断、延时电路的正确建模和调节器参数的设置是关键因素。所以需要对主电路建模和参数设置。控制电路建模和参数设置。第二章变流器工程设

6、计第一节整流变压器的选择第二节晶闸管的选择1．晶闸管的额定电压＝2．45．裕量系数取2．5。2晶闸管的额定电流选用KP-300-8平板型晶闸管第三节平波电抗器的选择1、电动机电枢电感:==1.5Mh2、变压器电感:==0.075MH其中，=3.9,=0.053、维持电流连续时4、限制电流脉动系数S=0.1时取两者中的较大的,所以平波电抗器的电感为2.359mH,电流连续和电流脉动同时满足，故采用DCL-23-7.5（其电感值为3.6mH），第四节测速发电机的选择因为电动机的额定转速为1000，所以采用ZYS-100A型测速发电机

7、电路图直流测速发电机电路带负载直流测速发电机输出特性第五节电流检测电路设计电流反馈环节是将主电路电流按一定的比例转换成相应的电压作为电流环的反馈信号，其极性为正。检测用电流互感器，主电路经电流互感器检测后，在负载电阻上获得电压，在经过三相整流桥、滤波后才能作为反馈的输入。在输出端的、设置的由稳压管、三极管以及继电器组成的过电流监视环节。电路原理图如下：第三章双闭环调速系统的工程设计第一节转速、电流双闭环调速系统设计准备采用PI调节的单个转速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

8、，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要求。为了随心所欲的控制电流和转速的动态过程，可以采用转速、电流双闭环调速系统.转速、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。系统中引入转速和电流负反馈，两者之间实现嵌套连接