直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真.doc

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1、.....目錄第一篇直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真1系統(tǒng)方案選擇和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1調(diào)速方案的選擇1.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).2控制電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1給定環(huán)節(jié)的選擇2.2控制電路的直流電源3主電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算3.1晶閘管的選擇3.1.1晶閘管的額定電流3.1.2晶閘管的額定電壓3.2整流變壓器的設(shè)計(jì)3.2.1變壓器二次側(cè)電壓U2的計(jì)算3.2.2一次、二次相電流I1、I2的計(jì)算3.2.3變壓器容量的計(jì)算4觸發(fā)電路的選擇4.1觸發(fā)電路的選擇5雙閉環(huán)勵(lì)磁設(shè)計(jì)和校驗(yàn)5.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)和校驗(yàn).資料........5.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)和校驗(yàn)6轉(zhuǎn)速、

2、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電氣總圖7直流系統(tǒng)MATLAB仿真7.1系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置7.2系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出第二篇交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真8交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的原理及特性8.1異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性8.2閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性8.3閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖9交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的Matlab仿真9.1交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的建模9.2交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的仿真總結(jié)參考文獻(xiàn)摘要轉(zhuǎn)電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。具有調(diào)速圍廣、精度高、性能好和易于控制等優(yōu)點(diǎn)，所以在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用

3、。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了交流電動(dòng)機(jī)的矢量控制原理，為高性能交流控制奠定了理論基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)像直流電動(dòng)機(jī)那樣的對(duì)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩的解耦控制。矢量控制理論的提出和成功應(yīng)用，開創(chuàng)了用交流調(diào)速系統(tǒng)代替直流調(diào)速系統(tǒng)的時(shí)代。80年代掀起了交流調(diào)速熱，矢量控制理論進(jìn)一步完善和發(fā)展，一些新的控制策略和方法相繼提出并被.資料........采用，例如“直接轉(zhuǎn)矩控制”就是80年代中期提出的又一交流調(diào)速控制技術(shù)，直接轉(zhuǎn)矩控制利用觀察電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和寬一子磁鏈，不需在進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換，采用閉環(huán)控制，直接控制電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈，系統(tǒng)更加簡單，控制更加直接，受到各國

4、學(xué)者的重視。第一篇直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真1系統(tǒng)方案選擇和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1調(diào)速方案的選擇本次設(shè)計(jì)選用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)Z2-92型，其具體參數(shù)如下表1-1所示.資料........表1-1Z2-92型電動(dòng)機(jī)具體參數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)PN(KW)UN(V)IN(A)NN(r/min)Ra(Ω)GDa2（Nm2）P極對(duì)數(shù)Z2-926723029114500.268.601（一）電動(dòng)機(jī)供電方案的選擇變壓器調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)用的主要方法，調(diào)節(jié)電樞供電電壓所需的可控制電源通常有3種：旋轉(zhuǎn)電流機(jī)組，靜止可控整流器，直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器。旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組簡稱

5、G-M系統(tǒng)，適用于調(diào)速要求不高，要求可逆運(yùn)行的系統(tǒng)，但其設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù)不便。靜止可控整流器又稱V-M系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，且控制作用快速性能好，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。直流斬波器和脈寬調(diào)制交換器采用PWM受器件各量限制，適用于中、小功率的系統(tǒng)。根據(jù)本此設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和特點(diǎn)選V-M系統(tǒng)。在V-M系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器給定電壓，即可移動(dòng)觸發(fā)裝置GT輸出脈沖的相位，從而方便的改變整流器的輸出，瞬時(shí)電壓。由于要求直流電壓脈動(dòng)較小，故采用三相整流電路?？紤]使電路簡單、經(jīng)濟(jì)且

6、滿足性能要求，選擇晶閘管三相全控橋交流器供電方案。因三相橋式全控整流電壓的脈動(dòng)頻率比三相半波高，因而所需的平波電抗器的電感量可相應(yīng)減少約一半，這是三相橋式整流電路的一大優(yōu)點(diǎn)。并且晶閘管可控整流裝置無噪聲、無磨損、響應(yīng)快、體積小、重量輕、投資省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同時(shí)，由于電機(jī)的容量較大，又要求電流的脈動(dòng)小。綜上選晶閘管三相全控橋整流電路供電方案。（二）調(diào)速方案的選擇由vmin/r,當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，系統(tǒng)額定速降為:r/min,.開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的靜差率:，大大超過了S≤5%.若D=10，S≤5%.，則，可知開

7、環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的額定速降是1090.4，而工藝要求的是7.6.資料........，故開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)無能為力，需采用反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。因調(diào)速要求較高，故選用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，采用電流截止負(fù)反饋進(jìn)行限流保護(hù)，出現(xiàn)故障電流時(shí)由過流繼電器切斷主電路電源。為使線路簡單，工作可靠，裝載體積小，宜用KJ004組成的六脈沖集成觸發(fā)器。該系統(tǒng)采用減壓調(diào)速方案，故勵(lì)磁應(yīng)保持恒定。采用三相全控橋式整流電路供電。1.2總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，可近似在電機(jī)最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限的條件下，充分利用電機(jī)的允許過載能力，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)盡可能用最大的加速度起

8、動(dòng)，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又可以讓電流迅速降低下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，此時(shí)起動(dòng)電流近似呈方形波，而轉(zhuǎn)速近似是線性增長的，這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受到限制的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的起動(dòng)過程。采用轉(zhuǎn)速電