电机拖动双闭环

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1、电力传动自动控制系统课程设计报告（2012—2013学年第一学期）题目系另I专业班级学号姓名指导教师完成时间评定成绩第一章设计目的21.1问题提出21.2解决问题31.3实现目标要求设计31.3.1系统组成31.3.2系统动态结构图41.3.3启动过程分析51.4采用ACR和ASR类型的根据51.4.1电流调节器结构的选择51.4.2转速调节器的选择6第二章双闭环工程设计62.1系统参数计算62.1.1固有参数62.1.2预置参数72.2电流环设计72.2.1确定时间常数72.2.2选择电流调节器的结构72.2.3电流调节器的参数计算82.3转速环设计82.3.1确定时间

2、常数82.3.2选择转速调节器的结构92.3.3转速调节器的参数计算92.4系统校验102.4.1校验电流环102.4.2校验转速环102.4.3校验性能指标11第三章仿真123.1电流环仿真123.2转速环仿真13第四章设计总结14第五章参考文献14第一章设计目的1.1问题提出采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统起动过程如图a所示，起动电流达到最大值Idm后，受电流负反馈的作用

3、降低下来，电机的电磁转矩也随之减小，加速过程延长。图a）带电流截止负反馈b）理想的快速起动过程理想起动过程波形如图b所示，这时，起动电流呈方形波，转速按线性增长。这是在最大电流（转矩）受限制时调速系统所能获得的最快的起动过程。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。1.1解决问题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（ASR和电流负反馈（ACR1.2实现目标要求设计1.2.1系统组成1）、双闭环直流调速系统组成①双闭环直流调速系统的组成-tW)TA

4、+外环图中，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，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；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。②双闭环直流调速系统的电路原理图为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采PI调节器,这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图示于下图。图中标出了两个调节器输入输出电压的实际极性，它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。双闭环苴流调速系统电路原理图统态构■1系动结图电■流内环双闭环调速系统的动态结构图1.3.3启动

5、过程分析设置双闭环控制的一个重要目的就是要获得接近理想起动过程，因此在分析双闭环调速系统的动态性能时，有必要首先探讨它的起动过程。双闭环直流调速系统突加给定电压Un由静止状态起动时，转速和电流的动态过程示于下图。由于在起动过程中转速调节器ASRS历了不饱和、饱和、退饱和三种情况，整个动态过程就分成图中标明的I、II、III三个阶段。11双闭环直流调速系统起动时的转速和电流波形双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：(1)饱和非线性控制；(2)转速超调；(3)准时间最优控制。1.4采用ACR和ASR类型的根据1.4.1电流调节器结构的选择从稳态要求上看，希望电流无静差，

6、以得到理想的堵转特性，由上图可以看出，采用I型系统就够了。从动态要求上看，实际系统不允许电枢电流在突加控制作用时有太大的超调，以保证电流在动态过程中不超过允许值，而对电网电压波动的及时抗扰作用11只是次要的因素，为此，电流环应以跟随性能为主，应选用典型I型系统。1.4.1转速调节器的选择为了实现转速无静差，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节，它应该包含在转速调节器ASR中，现在在扰动作用点后面已经有了一个积分环节，因此转速环开环传递函数应共有两个积分环节，所以应该设计成典型n型系统,这样的系统同时也能满足动态抗扰性能好的要求。第二章双闭环工程设计2.1系统参数计算某品

7、闸管供电三相桥。已知基本参数：Pnom=150kW；nnom=1000rmin；R=0.05…；Unom=220V.1nom=200A,允许过载倍数九=1.5主回路：R£=0.08C;L£=2mH;三相全控桥m=6GD2=125kgm2设计要求：稳态指标：无静差动态指标：9%£5%;二n%n=nnom=5%试设计：双闭环的ACRJDASR2.1.1固有参数=0.185（v/rmh-1）Ce_0.185L03-L0310001111Tl=--=210=0.025sR三0.082EGD2RtT=m375CeCm1250.08375