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时间:2018-01-22
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1、目录前言2第1章双闭环直流调速系统的组成和工作原理31.1双闭环直流调速系统的组成3第2章主电路各器件的选择和计算42.1给定器G的参数设计42.2变压器参数计算52.3晶闸管参数计算:52.4平波电抗器参数设计5第3章双闭环调速系统调节器的设计63.1电流调节器的设计73.1.1确定时间常数73.1.2电流调节器设计83.1.3检验近似条件93.1.4计算调节器电阻和电容93.2转速调节器的设计93.2.1电流环的等效闭环传递函数103.2.2转速调节时间常数的确定103.2.3选择转速调节器结构113.2.4检验近似条件123
2、.2.5计算调节器电阻和电容123.2.6校核转速超调量12第4章驱动及触发电路设计134.1驱动电路设计134.1.1触发装置GT和I组脉冲放大器AP1134.1.2零速封锁器DZS134.1.3速度变换器FBS134.2保护电路设计144.2.1电流反馈与过流保护144.2.2过电压保护15设计心得16参考文献17附图:电路总电气图19-19-前言直流电动机拖动控制系统在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。这主要由于直流电机具有良好的起、制动性能,适用于在大范围内平滑调速,并且直流拖动控制系统在理论上和实
3、践上都比较成熟,从控制角度来看,他有事交流拖动控制系统的基础。由于要对电机进行稳定的转速控制,双闭环调速系统是现今在工业生产中应用最广泛的调速装置。该装置转速控制稳定,抗干扰能力强,但由于直流系统的本身缺陷为得到较大的调速范围自动控制的直流调速系统往往采用变压调速为主。而在变压整流装置中应用最广的是三相全控桥式整流。这是由于三相全控桥式整流器输出直流电流的谐波小,脉动电流小,电流连续性好,往往只需要平波电抗器就可以输出稳定直流。本设计是一个双闭环不可逆直流调速系统,采用了晶闸管直流调速装置来调节直流电动机的转速(V-M)。具有较宽
4、的调速范围,而且有可靠的保护措施,且在5%负载以上变化的运行范围内工作时,输出电流连续,并且具有良好的静特性与动态性能。关键词:双闭环晶闸管转速调节器电流调节器-19-第1章双闭环直流调速系统的组成和工作原理双闭环晶闸管不可逆直流调速系统由给定器、速度调节器、电流调节器、触发装置、速度变换器、电流变换器等环节组成。双闭环晶闸管不可逆直流调速系统总线路图如图1-1所示。1.1双闭环直流调速系统的组成单闭环系统不能控制电流和转矩的动态过程。电流截止负反馈环节只是用来限制电流的冲击,并不能很好地控制电流的动态波形。为了实现在允许条件下的
5、最快起动,关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程。按照反馈控制规律,采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变,那么,采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。现在的问题--希望能实现控制:起动过程,只有电流负反馈,没有转速负反馈。稳态时,只有转速负反馈,没有电流负反馈。怎样才能做到这种既存在转速和电流两种负反馈,又使它们只能分别在不同的阶段里起作用呢?这需要使用转速电流双闭环系统。转速电流双闭环系统就是在系统里设置两个调节器,分别引入转速负反馈和电流负反馈来调节转速和电流,二者之间实行嵌套(或称串级)连接(如上图)
6、,把转速调节器的输出作为电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外面,称作外环。这样就形成了双闭环调节。为了获得良好的静,动态性能,两个调节器一般采用PI调节器-19-由于积分饱和的特性还要对两个调节器进行限幅,限幅的作用:转速调节器ASR的输出限幅电压U*im,电流给定电压的最大值,即限制了最大电流;电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm,Uc的最大值,即限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。启动时,加入给定电压,“速度调节器”和“电流调节器”即以饱和限
7、幅值输出,式电动机以限定的最大启动电流加速启动,直到电机转速达到给定转速(),并在出现超调后,“速度调节器”和“电流调节器”退出饱和,最后稳定在略低于给定转速值下运行。系统工作时,要先給电动机加励磁,改变给定电压的大小即可方便的改动电动机的转速。“速度调节器”和“电流调节器”均设有限幅环节,“速度调节器”的输出作为“电流调节器”的给定,利用“速度调节器”的输出限幅可达到限制启动电流的目的。“电流调节器”的输出作为“触发电路”的控制电压,利用“电流调节器”的输出限幅可达到限制的目的。第2章主电路各器件的选择和计算2.1给定器G的参数
8、设计其原理图如图2-1所示:电压给定器由一个电位器RP及一个开关S组成。其中RP用来调节电压的大小,最大输出电压为10V,S用来控制运行、停止。输出电压面板上有表指示。其中电位器RP1、RP2的电阻取10,又因为,则其功率,则取用功率为0.02的电
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