基于plc的雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-07-28 18:04 本頁(yè)面
【正文】 ........................... 24 參考文獻(xiàn) .......................................................................................... 25 皖西學(xué)院課程設(shè)計(jì) 3 第 1 章： 引言 由于串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性的靜差率較大，所以開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)只能用于對(duì)調(diào)速精度要求不高的場(chǎng)合。為了提高靜態(tài)調(diào)速精度，并獲得較好的動(dòng)態(tài)特性，須采用閉環(huán)控制，通常采用具有電流反饋與轉(zhuǎn)速反饋的雙閉環(huán)控制方式。由于串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子整流器 是不可控的，系統(tǒng)本身不能產(chǎn)生電氣制動(dòng)作用，所謂動(dòng)態(tài)性能的改善只是指起動(dòng)與加速過(guò)程性能的改善，減速過(guò)程只能靠負(fù)載作用自由降速。 皖西學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 第 2 章： 雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的可逆和制動(dòng)方案 系統(tǒng)組成方框圖如圖所示 圖 1 雙閉環(huán)控制串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)主電路圖 圖 1 所示為雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)原理圖。圖中，轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)取自異步電動(dòng)機(jī)軸上連接的測(cè)速發(fā)電機(jī)，電流反饋信號(hào)取自逆變器交流側(cè)的電流互感器，也可通過(guò)霍爾變換器或直流互感器取自轉(zhuǎn)子直流回路。為了防止逆變器逆變顛覆，在電流調(diào)節(jié)器 ACR 輸出電壓為零時(shí) ，應(yīng)整定觸發(fā)脈沖輸出相位角為 。圖 1 所示的系統(tǒng)與直流不可逆雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一樣，具有靜態(tài)穩(wěn)速與動(dòng)態(tài)恒流的作用。所不同的是它的控制作用都是通過(guò)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路實(shí)現(xiàn)的。 皖西學(xué)院課程設(shè)計(jì) 5 本系統(tǒng)采用電源反相序進(jìn)行可逆控制。它由接觸器 KM KMKM KM5 組成電氣控制線(xiàn)路。圖中附加電阻 R1，是為了解決在切換過(guò)程中及時(shí) 啟動(dòng)時(shí)沖擊電流過(guò)大的問(wèn)題。制動(dòng)控制器采用晶閘管串級(jí)調(diào)速制動(dòng)方式進(jìn)行，它由接觸器 KM KM KM6 和制動(dòng)變壓器T2，三相整流橋組成。 皖西學(xué)院課程設(shè)計(jì) 6 第 3 章： 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 在圖 1 所示的系統(tǒng)中，可控整流裝置、調(diào)節(jié)器以及反饋環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖均與直流調(diào)速系統(tǒng)中相同。在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子直流回路中，不少物理量都與轉(zhuǎn)差率有關(guān)，所以要單獨(dú)處理。 轉(zhuǎn)子直流回路的傳遞函數(shù) 根據(jù) 下 圖 2 的等效電路圖可以列出串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子直流回路的動(dòng)態(tài)電壓平衡方程式 圖 2 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng) a） 主電路 b）等效電路 皖西學(xué)院課程設(shè)計(jì) 7 式中 Ud0 —— 當(dāng) s=1 時(shí) 轉(zhuǎn) 子 整 流 器 輸 出 的 空 載 電 壓 ，； Ui0 —— 逆變器直流側(cè)的空載電壓， ； L—— 轉(zhuǎn)子直流回路總電感， L = 2LD + 2LT + LL LD —— 折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的異步電動(dòng)機(jī)每相漏感， ； LT —— 折算到二次側(cè)的逆變變壓器每相漏感， ； LL —— 平波電抗器電感； R —— 轉(zhuǎn)差率為 s 時(shí) 轉(zhuǎn) 子 直 流 回 路 等 效 電 阻 。 于是，式 (1)可改寫(xiě)成 將式 (2)兩邊取拉氏變換，可求得轉(zhuǎn)子直流回路的傳遞函數(shù) 式中 TLr —— 轉(zhuǎn)子直流回路的時(shí)間常數(shù)， ； Ki —— 轉(zhuǎn)子直流回路的放大系數(shù)， 。 轉(zhuǎn)子直流回路的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如 下 圖 3 所示。需要指出，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)子直流回路傳遞函數(shù)中的時(shí)間常數(shù) TLr 和放大系數(shù) KLr 都是轉(zhuǎn) 速 n 的函數(shù)，它們是非定常的。 皖西學(xué)院課程設(shè)計(jì) 8 圖 3 轉(zhuǎn)子直流回路動(dòng)態(tài)框圖 異步電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù) 異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為 或?qū)懗? 式中 IL—— 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL 所對(duì)應(yīng)的等效直流電流。 由此可得異步電動(dòng)機(jī)在串級(jí)調(diào)速時(shí)的傳遞函數(shù)為 其中， 為機(jī)電時(shí)間常數(shù)， TM 與 R、 CE、 CM 都有關(guān)系，所以也不是常數(shù)，而是
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