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《轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、實(shí)訓(xùn)報(bào)告課程名稱：電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)專業(yè)：電氣工程與自動(dòng)化班級(jí)：2012-1班學(xué)號(hào)：21125982姓名：胡瑞瑞指導(dǎo)教師：王穎杰成績(jī)：完成日期：2015年7月6日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)條件：晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)為：直流電動(dòng)機(jī)：UN=220V，IN=205A，nN=575r/min,Ra=0.1Ω，電樞電路總電阻R=0.2Ω，電樞電路總電感L=7.59mH，電流允許過(guò)載倍數(shù)λ=2，折算到電動(dòng)機(jī)軸的飛輪慣量GD2=215Nm2。晶閘管整流裝置放大倍數(shù)Ks=40
2、，滯后時(shí)間常數(shù)Ts=0.0017s電流反饋系數(shù)β=0.024V/A(≈10V/2IN)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α=0.017Vmin/r(≈10V/nN)濾波時(shí)間常數(shù)取Toi=0.001s，Ton=0.01s。Unm*=Uim*=Ucm=10V；調(diào)節(jié)器輸入電阻R0=40kΩ。設(shè)計(jì)要求：穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無(wú)靜差；動(dòng)態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量σi≤5%；空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量σn≤10%。目錄第一章直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理………………………………………………..41.1系統(tǒng)組成………………………………………………………………………
3、…………41.2系統(tǒng)原理圖……………………………………………………………………………..8第二章轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)…………………………………..92.1電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)……………………………………………………………………..92.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)……………………………………………………………………..17第三章系統(tǒng)仿真……………………………………………………………………………25總結(jié)………………………………………………………………………………………………31心得體會(huì)……………………………………………
4、………………………………………….32參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………….34第一章直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理1.1系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流負(fù)反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)是靜，動(dòng)態(tài)性能優(yōu)良，應(yīng)用最廣泛的直流調(diào)速系統(tǒng)。和經(jīng)典控制理論的動(dòng)態(tài)校政方法相比，直流雙閉環(huán)設(shè)計(jì)方法計(jì)算簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，容易掌握。應(yīng)用工程設(shè)計(jì)方法能很好地解決轉(zhuǎn)速，電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)兩個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題。起動(dòng)電流呈矩形波，轉(zhuǎn)速按線性增長(zhǎng)。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時(shí)調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動(dòng)（制動(dòng)）過(guò)程。為了實(shí)現(xiàn)在
5、允許條件下的最快啟動(dòng)，要獲得一段使電流保持為最大值Idm的恒流過(guò)程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過(guò)程。所以，我們希望達(dá)到的控制：?jiǎn)?dòng)過(guò)程只有電流負(fù)反饋，沒(méi)有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋；達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。故而采用轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器來(lái)組成系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可以在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級(jí)）聯(lián)接，如圖1-1所示。
6、把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再把電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速換在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。ASR（速度調(diào)節(jié)器）根據(jù)速度指令Un*和速度反饋Un的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出是電流指令的給定信號(hào)Ui*（對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，控制電樞電流就是控制電磁轉(zhuǎn)矩，相應(yīng)的可以調(diào)速）。ACR(電流調(diào)節(jié)器)根據(jù)Ui*和電流反饋Ui的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出是UPE（功率變換器件的）的控制信號(hào)Uc。進(jìn)而調(diào)節(jié)UPE的輸出，即電機(jī)的電樞電壓，由于轉(zhuǎn)
7、速不能突變，電樞電壓改變后，電樞電流跟著發(fā)生變化，相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩也跟著變化，由Te-TL=Jdn/dt，只要Te與TL不相等轉(zhuǎn)速會(huì)相應(yīng)的變化。整個(gè)過(guò)程到電樞電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)速不變后，達(dá)到穩(wěn)定。圖1-1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)1.2主電路設(shè)計(jì)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主要由給定環(huán)節(jié)、ASR、ACR、觸發(fā)器和整流裝置環(huán)節(jié)、速度檢測(cè)環(huán)節(jié)以及電流檢測(cè)環(huán)節(jié)組成。為了使轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋分別起作用，系統(tǒng)設(shè)置了電流調(diào)節(jié)器ACR和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR。電流調(diào)節(jié)器ACR和電流檢測(cè)反饋回路構(gòu)成了電流環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)
8、器ASR和轉(zhuǎn)速檢測(cè)反饋回路構(gòu)成轉(zhuǎn)速環(huán)，稱為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。因轉(zhuǎn)速換包圍電流環(huán)，故稱電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。在電路中，ASR和ACR串聯(lián)，即把ASR的輸出當(dāng)作ACR的輸入，再由ACR得輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)器。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用具有輸入輸出限幅功能的PI調(diào)節(jié)器，且轉(zhuǎn)速和電流都采用負(fù)反饋閉環(huán)。該系統(tǒng)原理框圖如圖所示。電流檢測(cè)負(fù)載電動(dòng)機(jī)整流觸發(fā)裝置ACRASR電壓速度檢
