课程设计-张士广

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1、北京航空航天大学课程设计论文34目录一、系统设计要求1二、直流调速系统原理21、开环系统与闭环系统的选择22、单闭环系统与双闭环系统的选择33、可逆调速系统4三、基本参数测试51、电枢回路电阻R的测定52、电枢回路电感L的测定63、直流电动机-发电机-测速发电机组的飞轮惯量的测定74、主电路电磁时间常数的测定85、电动机电势常数和转矩常数的测定96、系统机电时间常数TM的测定97、晶闸管触发及整流装置特性的测定98、测速发电机特性的测定10四、系统参数测试111、系统参数设计112、系统单元调试16五、综合调试211、系统开环调试212、单闭环系统的调试223、双闭环系统的调试244、逻

2、辑无环流可逆系统的调试26六、总结及分析301、实验总结302、实验中出现的问题31七、参考文献34北京航空航天大学课程设计论文34一、系统设计要求1、总体设计要求：以335W直流电动机组为调节对象，采用三项全控桥整流装置供电，组成速度、电流调速系统和逻辑无环流调速系统，对机组实行均匀无级调速。通过对系统的设计和试验，使系统的性能达到设计要求。2、给定参数：。3、性能指标要求：调速范围：D=10，静差率：s≤5%，转速超调量：σ%=10%，动态速降：Δn≤8%。北京航空航天大学课程设计论文34二、直流调速系统原理1、开环系统与闭环系统的选择开环控制系统的组成最为简单，但是在系统的静差要求

3、较高的话，开环系统就无法满足要求了，在这种情况下，就要采用闭环控制系统。图1所示是转速负反馈单环控制系统，其工作原理为：测速发动机测量电机转速n得到Un，Un与给定转速Un*比较得到转速误差ΔU，ΔU放大后控制晶闸管触发装置的控制电压Uct，Uct通过触发脉冲控制晶闸管导通角α，从而达到控制电机的电枢电压以控制电机转速的目的。图1转速负反馈单环控制系统在此系统的调节下，当系统的负载增加时，各控制量的变化如下：即通过提高，提高北京航空航天大学课程设计论文34，使n下降很小，或者基本不下降，所以闭环系统的稳态速度降落要比开环系统小得多。2、单闭环系统与双闭环系统的选择采用转速负反馈和PI调节

4、器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定性的条件下实现转速无静差。如果对系统的动态性能要求较高，例如要求快速启动、突加负载动态速降小等，但闭环系统就难以满足需要。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转速。如图2所示为转速、电流双闭环控制系统，为了实现速度控制，采用速度反馈，为了能够实现电流控制和快速的起动性能，采用了电流反馈。其中电流环为内环，速度环为外环，速度环接受测速发电机送来的速度信号，而速度环的对信号处理后的输出以及电流反馈信号作为电流环的输入，电流环的输出控制触发电路产生合适的触发脉冲以控制整流电路的输出电压，从而达到控制电机转速的目的。为了获得良好的静

5、、动态性能，双闭环调速系统的两个调节器一般都采用PI调节器。图2转速、电流双闭环控制系统北京航空航天大学课程设计论文34双闭环调速系统的启动过程中，电流和转速波形是接近理想快速启动过程的波形的。按照转速调节器在起动过程中的饱和与不饱和状况，可将起动过程分为电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段三个阶段，从起动时间上来看，第二阶段恒流升速是主要的阶段，因此双闭环系统基本实现了在电流受限制下的快速启动，利用了饱和非线性控制方法，达到“准时间最优控制”。在双闭环系统中，转速调节器的作用是对转速的抗扰调节并使之在稳态时无静差，其输出值决定允许的最大电流。电流调节器的作用是电流跟随，过流自动保护

6、和及时抑制电压扰动。3、可逆调速系统由直流电动机的转矩公式可知，改变转矩方向的方法有两种，一是改变电动机电枢电流的方向，二是改变励磁磁通的方向。但通过改变励磁磁通的方法改变转速一般动作时间较长，所以在转向较频繁，对快速性要求较高的系统里多采用改变电枢电流方向的方法。图3所示为逻辑控制的无环流可逆调速系统，它采用两组晶闸管装置反并联线路。图3逻辑控制的无环流可逆调速系统其中的WLZ模块对GTF和GTR两组触发器的脉冲释放进行控制，实现正反组的导通。其控制过程为正组(VF)工作时，封锁反组(VR)的触发脉冲；反组(VR)工作时封锁正组(VF)的触发脉冲，从而实现了两组的无环流切换。北京航空航

7、天大学课程设计论文34三、基本参数测试1、电枢回路电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机电枢电阻，平波电抗器电阻和整流装置的内阻。图4电枢回路电阻测量接线图（一）如图4所示接线，使给定电压，调节触发电路的偏移电压电位器使，负载电阻RP1调至最大。调节使整流输出电压分别为，调节RP1使电枢电流为。记录此时的电压表和电流表的读数为：。调节RP1，使电流表读数为，读取此时两个电表的读数：。北京航空航天大学课程设计论文34此时应有：，由这两