《電力拖動(dòng)與控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)--邏輯無(wú)環(huán)流直流可逆調(diào)速系統(tǒng) 建模與仿真1

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1、武漢理工大學(xué)《電力拖動(dòng)與控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄摘要1概述11.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的概述11.2直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展概況11.3無(wú)環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介22設(shè)計(jì)任務(wù)及要求42.1初始條件42.2設(shè)計(jì)任務(wù):43系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53.1方案論證53.2系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)53.2.1系統(tǒng)主電路原理53.2.2主電路參數(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì)64調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)84.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與調(diào)試84.1.1電流調(diào)節(jié)器的作用84.1.2確定電流調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù)84.1.3電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)84.1.4校驗(yàn)近似條件104.1.5計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容104.1.

2、6電流環(huán)的仿真104.2速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)與調(diào)試124.2.1速度調(diào)節(jié)器的作用124.2.2電流環(huán)的等效傳遞函數(shù)134.2.3確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù)134.2.4轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.2.5檢驗(yàn)近似條件154.2.6計(jì)算調(diào)節(jié)器的電阻和電容154.2.7轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真165控制及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)195.1控制原理圖及說(shuō)明195.2邏輯控制器的設(shè)計(jì)205.3觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)226無(wú)環(huán)流控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及仿真246.1無(wú)環(huán)流控制系統(tǒng)各種運(yùn)行狀態(tài)246.1.1正向起動(dòng)到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)246.1.2正向減速過(guò)程246.1.3正向制動(dòng)25

3、6.1.4停車狀態(tài)266.2無(wú)環(huán)流直流可逆系統(tǒng)仿真267總結(jié)與體會(huì)31參考文獻(xiàn)33武漢理工大學(xué)《電力拖動(dòng)與控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，在工業(yè)領(lǐng)域中占據(jù)著重要地位的直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速工作原理被廣泛地研究,本次課程設(shè)計(jì)就是對(duì)邏輯無(wú)環(huán)流直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真。兩組晶閘管裝置反并聯(lián)的電樞可逆線路是直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的典型線路之一，這種線路雖然能夠?qū)崿F(xiàn)可逆運(yùn)行、回饋制動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，但是也會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。所以為保證直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的安全，必須抑制甚至消除其中的環(huán)流。所謂邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)就是在一組晶閘管工作時(shí)，用邏輯

4、電路封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使該組晶閘管完全處于阻斷狀態(tài)，從根本上切斷環(huán)流通路。這種系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速，還能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)。本次報(bào)告對(duì)邏輯無(wú)環(huán)流直流可逆調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，計(jì)算了電流（ACR）和轉(zhuǎn)速(ASR)調(diào)節(jié)器的參數(shù)，而且還利用MATLAB中的Simulink模塊對(duì)無(wú)環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，得到轉(zhuǎn)速與電樞電流的波形。關(guān)鍵詞：邏輯無(wú)環(huán)流，可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，ASR,ACR，Simulink武漢理工大學(xué)《電力拖動(dòng)與控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)邏輯無(wú)環(huán)流直流可逆調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真11概述1.1電力拖動(dòng)系

5、統(tǒng)的概述現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)。隨著生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力拖動(dòng)及其自動(dòng)化得到不斷的發(fā)展。電力拖動(dòng)系統(tǒng)為電氣與機(jī)械綜合的系統(tǒng)。它由電動(dòng)機(jī)及其供電電源、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣控制裝置四部分組成。電動(dòng)機(jī)及其供電電源的作用是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成所需要的運(yùn)動(dòng)形式并進(jìn)行傳遞與分配；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是完成生產(chǎn)工藝任務(wù)的；電氣控制裝置是控制系統(tǒng)按著生產(chǎn)工藝的要求來(lái)動(dòng)作，并對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)作用或進(jìn)行更高層次的自動(dòng)化控制。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，生產(chǎn)工藝對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)在準(zhǔn)確性、快速性、經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性等方

6、面提出愈來(lái)愈高的要求，因此，需要不斷地改進(jìn)和完善電氣控制設(shè)備，使電力拖動(dòng)自動(dòng)化得到不斷的發(fā)展。電力拖動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展，亦按著從低級(jí)到高級(jí)、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的一般規(guī)律，從最初的成組拖動(dòng)，經(jīng)過(guò)單電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)以至發(fā)展為現(xiàn)代電力拖動(dòng)的解百納形式—多電機(jī)拖動(dòng)。電力拖動(dòng)自動(dòng)化在新型電機(jī)、大功率半導(dǎo)體器件、大規(guī)模集成電路、電子計(jì)算機(jī)及現(xiàn)代控制理論發(fā)展的推動(dòng)下，發(fā)生了巨大的變革。由單機(jī)自動(dòng)化本身高層次的發(fā)展，擴(kuò)展到生產(chǎn)過(guò)程與管理的自動(dòng)化。電力拖動(dòng)自動(dòng)化的發(fā)展，為工業(yè)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步打開(kāi)了更廣闊的前景。1.2直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展概況長(zhǎng)期以來(lái)，直

7、流電機(jī)由于其良好的起、制動(dòng)性能和調(diào)速性能，在電力拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中占有主導(dǎo)地位，雖然近年來(lái)交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制技術(shù)發(fā)展很快，但就反饋閉環(huán)控制的機(jī)理來(lái)說(shuō)，直流電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)與控制理論和實(shí)現(xiàn)都是交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制的基礎(chǔ)，從根本上說(shuō)，由于直流電動(dòng)機(jī)電樞和磁場(chǎng)能獨(dú)立進(jìn)行激勵(lì)，而且轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩的描述是對(duì)可控電壓（或電流）激勵(lì)的線性函數(shù)，因此，容易實(shí)現(xiàn)各種直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，也容易實(shí)現(xiàn)對(duì)控制目標(biāo)的“最佳化”，這也是直流機(jī)長(zhǎng)期主導(dǎo)傳動(dòng)領(lǐng)域的原因。34武漢理工大學(xué)《電力拖動(dòng)與控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在

8、大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，高性能交流調(diào)速技術(shù)法杖很快，交流調(diào)速系統(tǒng)正逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)。然而，直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)畢竟在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且從控制的角度看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，還是應(yīng)該首先很好地掌握直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)。從生產(chǎn)機(jī)械要求控制的物理量來(lái)