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《直流双闭环逻辑无环流调速系统中电流调节器及转速调节器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、直流双闭环逻辑无环流调速系统中电流调节器及转速调节器的设计某钻床直流双闭环逻辑无环流调速系统中电流调节器及转速调节器的设计为某钻床设计一个调速范围宽、起制动性能好的直流双闭环调速系统，且拟定该系统由大功率晶体管调制放大器给电动机供电。已知系统中直流电动机主要数据如下：直流电动机：2KW，220V，136A，1460r/min，Ce=0.132，允许过载倍数λ=1.5；晶闸管装置放大系数：Ks=40；电枢回路总电阻：R=0.5；时间常数：Tl=0.03，Tm=0.18；电流反馈系数：β=0.05V/A（?10V/1.5In）；转速反馈系数：α=0.007min/r（?1
2、0V/nn）。设计电流调节器，要求电流超调量σi%?5%,要求转速无静差，空载起运到额定转速时的转速超调量σn%?10%。按工程设计方法设计转速调节器，并校验转速超调量的要求能否得到满足。钻床是具有广泛用途的通用性机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。在实际生产中，有许多生产要求既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地启动和制动。逻辑无环流直流调速系统设计即可较好地实现这些功能，并具有较好的动态性能和能量利用率。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖
3、动领域中得到了广泛的应用。因此，我们选择这样的系统不仅可节省成本，而且增强了系统的可靠性。转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好，应用最广泛的直流调速系统，采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。转速、电流调速系统可以实现在允许条件下的最快起动，可以再保证系统稳定的前提下实现转速无静差。当一组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路。这就是逻辑控制的无环流系统。它的特点是：用逻辑切换装置封锁不工作组晶闸管的触发脉冲，开放工作组晶闸管的触发脉冲，在任何时候不准两组晶
4、闸管都有脉冲，从而切断了产生环流的通路，实现了无环流控制。1用逻辑切换装置封锁不工作组晶闸管的触发脉冲，开放工作组晶闸管的触发脉冲，在任何时候不准两组晶闸管都有脉冲，从而切断了产生环流的通路，实现了无环流控制。主电路采用两组晶闸管装置交叉连接，由于没有环流，不用再设置环流电抗器。但为了保证稳定运行时电流波形连续，仍应保留平波电抗器。控制线路采用典型的转速，电流双死循环系统。电流检测*Ui*nUn直流电流三相集成三相速度给定电压调节器触发器全控桥电动机调节器转速检测图2-1直流双闭环调速系统由于调速系统的主要被控量是转速，故把转速负反馈组成的环作为外环，以保证电动机的转
5、速准确跟随给定电压，把由电流负反馈组成的环作为内环，把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE，这就形成了转速、电流双闭环调速系统。为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。这样构成的双闭环直流调速系统。其原理如图2-2图2-2：逻辑无环流调速系统原理图逻辑无环流调速系统的主回路由两组反并联的三相全控整流桥VF、VR组成，两组可控整流桥之间可省去限制环流的均衡电抗器，电枢回路仅串联一个平波电抗器。控制系统主要由给定器G，零速封锁起DZS，转速调节器ASR，电流调节器，反号器AR，转矩极性辨别器DP
6、T，零电流检测器DPZ，无环流逻辑控制器DLC,，触发器GT，电流变换器FBC，过流保护器FA，速度变换器FBS，2正、反组脉冲放大器AP1、AP2等组成。其系统原理图如图2-2所示。无环流逻辑控制器DLC的输出保证在任何情况下两组桥都不会同时触发，始终是一组工作，另一组封锁，系统工作过程不会出现环流。*U,,n,,n=Unn0*U,,I,,I=UiiddL*,UCn，IRCU，IR0dedendLU,,,cKKKsss,,转速反馈系数：0.007min/r（?10V/nn）电流反馈系数：,,0.05V/A（?10V/1.5In）1111TT1m,,TT22,Cmax
7、，100%55.5%33.2%18.5%12.9%Cb2.83.43.84.0tTm14.721.728.730.4tTv表3-1：典型I型系统动态抗扰性能指标与参数的关系,KtTtTsr37.6%2.859.552表3-2：h=5时，典型型系统阶跃输入跟随性能指标,,CCtTtTmaxbmv81.2%2.858.80表3-3：h=5时，典型型系统动态抗扰性能指标与参数的关系,3双闭环调速系统的实际动态结构框图如图4-1所示，它增加了滤波环节，包括电流滤波、转速滤波和两个给定信号的滤波环节。由于电流检测信号中常含有交流分量，为了不使它影响到调节器的输
