某天车直流双闭环有环流调速系统中电流调节器及转速调节器的设计

《某天车直流双闭环有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、第一章设计任务分析1.1课题的内容与要求1.2系统概述第二章电力拖动系统的性能指标分析2.1静态性能指标2.2动态性能指标第三章双闭环有环流可逆调速系统电路设计3.1转速、电流调节器的设计3.2电流调节器设计3.3转速调节器设计第四章设计总结参考文献.112,334,55691314第一章设计任务分析1.1课题的内容与要求设计题目：某天车直流双闭环有环流调速系统中电流调节器及转速调节器的设计设计要求：1.任务要求为某天车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，拟定该系统由人功率晶体管

2、调制放人器给电动机供电。己知系统中直流电动机主要数据如下：(1)直流电机型号：Z2-41型额定功率Pe=3kW;额定电压Ue=220V;额定电流Ie=17.3A;额定转速ne=1500r/min;电枢回路总电阻R=2.5fl;电磁时间常数TfO.017s;机电时间常数Tm=O.076s;电动势系数Ce=O.1352V/(r•min-1)；允许过载系数入=1.5。晶体管PWM功率放大器：工作频率2kllz;11型双极性；Ks=40.直流电源电压：264V(2)主耍技术指标：调速范围0-1500r/m

3、in电流过载倍数：1.5倍速度控制精度0.1%(额定转速吋)，空载起运到额定转速吋的转速超调量10%。(3)反馈数据：电流反馈系数:P=0.05V/A(^10V/1.5In)；转速反馈系数：°=0.007min/r(~10V/nn)。2.控制系统设计要求(1)选择控制系统的控制方案。(1)画出系统控制图并计算有关参数。(2)设计电流调节器、转速调节器，选择相关的电路元件。如果采用微机控制，则要求确定算法及软件流程图。1.2系统概述转速、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

4、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。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(或称串级)。參本课程设计就要求结合给定的初始条件来完成直流双闭环调速系统的设计，其中包括绘制该调速系统的原理图，对调节器进行工程设计，选择调节器的参数等。要实现直流双闭环调速系统的设计需先对控制系统的组成及工作原

5、理有一定深入的理解，弄清楚调速系统每个组成部分的作用，弄清楚转速环和电流环的工作原理，合理选择调节器的参数以便进行合理的工程设计。第2章电力拖动系统的性能指标分析2.1静态性能指标静态指标代表调速系统在稳定运行屮的各种性能，主要指调速范围和静差率。1.调速范围：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围,用字母D表示，即D=max=0〜1500r/min电流过载倍数:1.5倍min2.静差率：当系统在某一转速下运行吋，负载由理想空载增加到额定值时所对应的TA-电流互感器UPE-电力

6、电子变换器f/；一转速给定电压2.2动态性能指标图2-2典型的阶跃响应过程和跟随性能指标一般来说，调速系统的动态指标以抗扰性能为主，而随动系统的动态指标则以跟随性能为主。1.跟踪性能指标在给定信号或参考输入信号的作用下，系统输出量的变化情况可用跟随性能指标來描述。常用的阶跃响应跟随性能指标有上升时间、超调量和调节时间。(1)上升时间在跟随过程屮，输出W:从零起第一次上升到稳定伉所经过的时间。(2)超调量xlOO%反映系统的相对稳定性。超调量越小，相对稳定性越好。(3)调节时间给定量作用于系统开始到

7、被调量进入稳定区域的时间。2.抗扰性能指标抗扰性能指标标志着控制系统抵抗扰动的能力。常用的抗扰性能指标为动态降落和恢复时间。(1)最大动态速降A〜ax反映了系统抗干扰的能力和稳定性。(2)恢复时间(，反映系统的抗扰能力。一般来说，双闭环调速系统具有比较满意的动态性能。对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能。主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能。综上所述，转速调节器和电流调节器在双闭环直流调速系统屮的作用可以分别归纳如下：1.转速调节器的作用(1)转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速很快地

8、跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PT调节器，则可实现无静差。(2)对负载变化起抗扰作用。(3)其输出限幅值决定电机允许的最大电流。1.电流调节器的作用(1)作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压(即外环调节器的输出量)变化。(2)对电网电压的波动起及时抗扰的作用。(3)在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。(4)当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动