長沙理工大學帶電流截止負反饋的轉速單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)設計-文庫吧
2025-05-15 20:24 本頁面
【正文】 控制轉速 。 直流調速系統(tǒng)調速方案的分析比較與選擇 調節(jié)電動機的轉速有三種方法： （ 1）調節(jié)電樞供電電壓 U。 （ 2）減弱勵磁磁通 Φ。 （ 3）改變電樞回路電阻 R。 對于要求在一定范圍內的無級平滑調速的系統(tǒng)來說，以調節(jié)電樞供電電壓的方式最好。改變電阻只能實現有級調速；減弱磁通雖然能夠平滑調速，但調速范圍不大，往往只是配合調壓方案，在基速（額定轉速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，自動控制的直流調速系統(tǒng)往往以變壓調速為主。 變壓調 速是直流調速系統(tǒng)的主要方法，調節(jié)電樞供電電壓需要有專門的可控直流電源。常用的可控直流電源有三種： （ 1）旋轉變流機組（簡稱 GM 系統(tǒng)）。用交流電動機和直流發(fā)電機組成機組，獲得可調的直流電壓。 （ 2）靜止式可控整流器（簡稱 VM 系統(tǒng)）。用靜止式可控整流器獲得可調的直流電壓。 (3) 直流斬波器或脈寬調制變換器（簡稱 PWM 系統(tǒng)）。用恒定直流電源或 4 不可控整流電源供電，利用電力電子開關器件斬波或進行脈寬調制，產生可變的平均電壓 GM 系統(tǒng)所需要的設備多，體積大，費用高，效率低，安裝須打地基，運行有噪聲，維護不方便， 因此現在已經基本不再使用； PWM 系統(tǒng)與 VM 系統(tǒng)相比雖然有較大的優(yōu)越性，但僅在中、小容量系統(tǒng)的高動態(tài)應用廣泛，而在大功率容量的電機中，對調速精度要求不高的場合， VM 系統(tǒng)任然適用，并且發(fā)揮著不可替代的作用。 VM 系統(tǒng)的工作原理分析 晶閘管 — 電動機調速系統(tǒng)（簡稱 V— M 系統(tǒng)），其原理圖如 圖 11 所示 。圖中 VT 是晶閘管的可控整流器，通過調節(jié)觸發(fā)裝置 GT 的控制電壓 Uc 來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變 平均 整流電壓 Ud， 從而實現平滑調速 ，也大大提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能；反并聯兩組全控整流電路，就可實現電機的四象限運 行。 由于 晶閘管的單向導電性，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難 ； 元件對過電壓、過電流以及過高的 du/dt 和 di/dt 都十分敏感，其中任一指標超過允許值都可能在很短時間內損壞元件。 因此必須有可靠的保護裝置和符合要求的散熱條件，而且在選擇元件時還應有足夠的余量。 圖 11 V— M 系統(tǒng) 原理圖 設計參數的選擇 （ 1）電機的參數選擇 直流他勵電動機：功率 PN＝ ，額定電壓 UN=220V，額定電流 IN=, 5 nN=1500r/min， 電樞電阻 ? ，整流裝置內阻 ? ，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數為 35，堵轉電流 Ndbl II 2? ，臨界截止電流 Ndcr II ? 。 （ 2）測速發(fā)電機 永磁式，額定數據為 ， 110V， ， 1900r/min （ 3） 調速指標 ① 調速范圍 D=20， 轉差率 S≤10% ② 轉速超調σ n≤ 10%(在額定轉速時 )； ③ 動態(tài)速降小于 10％。 ④ 振蕩次數小于 2 次； 三、 帶電流截止負反饋的閉環(huán)直流調速系 統(tǒng) 主回路的選擇 變壓器的參數計算及選型 變壓器副邊電壓采用如下公式進行計算： ???????? ???NshTdIICUAnUUU2m inm a x2c o s ?? VUCI IUAnVUVUNshTd110)( ,220222m i nm a x????? ????????????則取已知 ?? 因此變壓器的變比近似為： 11038021 ??? UUK 一次側和二次側電流 I1和 I2的計算 I1=287I2=287=247A 變壓器容量的計算 S1=m1U1I1=338075= S2=m2U2I2=3110247= S=(S1+S2)=(+)= 6 因此整流變壓器的參數為：變比 K=，容量 S=，聯結方式為： ⊿ /Y。 主電路元器件的參數計算與選型 主電路 結構選擇 本設計采用橋式整流電路，其主要特點如下： 輸出電壓高 ， 紋波電壓小 ，管子所承受的最大反向電壓較低 ， 電源變壓器充分利用，效率高 。晶閘管的導通順序依次為 VT1VT2VT3VT4VT5VT6。 圖 31 三相橋式全控整流電路 晶閘管的額定參數計算 晶閘管的額定電壓
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