轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)-文庫吧
2025-05-01 08:08 本頁面
【正文】 ..................................................................................................23332 閉環(huán)系統(tǒng)特性測(cè)試 ...............................................................................................................24333 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性觀察 ..............................................................................................................24小結(jié)： .....................................................................................................................................................25主要參考文獻(xiàn)： 27設(shè)計(jì)要求：（1）熟悉晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其基本結(jié)構(gòu)；（2）掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)及反饋環(huán)節(jié)測(cè)定方法；（3）熟悉主要單元部件的工作原理及調(diào)速系統(tǒng)對(duì)其提出的要求；（4）掌握直流調(diào)速系統(tǒng)主要單元部件的調(diào)試步驟和方法；（5）了解閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理和組成；（6）掌握雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試步驟、方法及參數(shù)的整定；（7）研究調(diào)節(jié)器參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響。一、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)方案選擇由電動(dòng)機(jī)理論知，直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程為 TRCUnmeeN?2??式中 ——直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）——電動(dòng)機(jī)的額定電壓(v)：NR——電動(dòng)機(jī)電樞電路總電阻(Ω)——電動(dòng)勢(shì)常數(shù)(vmin／r) ；e——轉(zhuǎn)矩常數(shù)， ＝ 。CmmCeT——電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩(N m)；φ——電動(dòng)機(jī)磁通(wb) 。由上式可見，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有1)改變電動(dòng)機(jī)電樞電壓。2)改變勵(lì)磁磁通。3)改變電樞回路的附加電阻。①改變電動(dòng)機(jī)電樞電壓改變電樞電壓所得機(jī)械特性是一組平行變化直線。采用此種方法，—般在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速，最低轉(zhuǎn)速取決于電動(dòng)機(jī)低速時(shí)的穩(wěn)定性。它具有調(diào)速范圍寬、機(jī)械特性硬，動(dòng)態(tài)性能好的特點(diǎn)。在連續(xù)改變電樞電壓時(shí)，能實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速。改變電摳電壓調(diào)速方式屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，通過電壓正反向變化，使電動(dòng)機(jī)能平滑地起動(dòng)和工作在四個(gè)象限，而且控制功率小、效率高。當(dāng)加上各種調(diào)節(jié)器便可組成性能、指標(biāo)較高的調(diào)速系統(tǒng)．因此在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。②改變勵(lì)磁磁通由于直流電動(dòng)機(jī)在額定磁通下運(yùn)行時(shí)，磁通已接近飽和，降低勵(lì)磁回路供電電壓(電流) 討減弱磁通實(shí)現(xiàn)升速。采用這種方法屬于恒功率調(diào)速，一般以額定轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速受電動(dòng)機(jī)換向條件和電樞機(jī)械強(qiáng)度的限制，所以調(diào)速范圍小，需與調(diào)壓調(diào)速方法結(jié)合，以擴(kuò)大調(diào)速范闊。③改變電樞回路的附加電阻改變電樞回路電阻調(diào)速方式屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，即在電樞回路中串接不同附加電阻，以調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速。由于外接電阻越大，功耗越大，特件越軟，穩(wěn)定性越差，U 為有級(jí)調(diào)速，在電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)中已很少應(yīng)用。綜上所述，改變電動(dòng)機(jī)電樞電壓的調(diào)速方式具有調(diào)速范圍寬、機(jī)械特性硬，動(dòng)態(tài)性能好的特點(diǎn)，當(dāng)加上各種調(diào)節(jié)器便可組成性能、指標(biāo)較高的調(diào)速系統(tǒng)為最優(yōu)方案，所以選擇改變電動(dòng)機(jī)電樞電壓的調(diào)速方式。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最為廣泛的直流調(diào)速系統(tǒng)。具有調(diào)速范圍寬、平穩(wěn)性好、穩(wěn)速精度高等優(yōu)點(diǎn)，在理論和實(shí)踐方面都是比較成熟的系統(tǒng)，在拖動(dòng)領(lǐng)域中發(fā)揮著極其重要的作用。本次設(shè)計(jì)即采用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制設(shè)計(jì)直流調(diào)速系統(tǒng)。二、調(diào)速系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)21 主電路設(shè)計(jì)211 設(shè)計(jì)主電路晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)由整流變壓器、晶閘管整流調(diào)速裝置、平波電抗器、電動(dòng)機(jī)－發(fā)電機(jī)組等組成。在本設(shè)計(jì)中，整流裝置的主電路為三相橋式電路，控制電路可直接由給定電壓 Ug作為觸發(fā)器的移相控制電壓 Uct，改變 Ug的大小即可改變控制角 α ，從而獲得可調(diào)的直流電壓和轉(zhuǎn)速，以滿足實(shí)驗(yàn)要求。212 元器件選擇1．整流變壓器的選擇變 壓 器利 用 率直流側(cè)脈動(dòng) 情 況元 件 利用 率直 流 磁化波 形 畸變應(yīng) 用 場(chǎng)合三 相 全控 橋 式 好（ ） 較小（m=6）較 好（120 度）無 較?。ǎ?0－200KW可（不）逆，應(yīng)用范圍極廣三 相 半控 橋 式 好（）較?。╩=6）較 好（120 度） 無較?。ǎ?0－200KW不可逆晶 閘 管 整 流 電 壓 器接法換相 電抗壓降系數(shù)整流電壓計(jì)算系數(shù)電壓計(jì)算系數(shù)電流計(jì)算系數(shù)二次相電流計(jì)算系數(shù)一次相電流計(jì)算系數(shù)視在功率計(jì)算系數(shù)漏抗計(jì)算系數(shù)漏抗折算系數(shù)電阻折算系數(shù)整流電路最大滯后時(shí)間三相 全控 橋式 2 2 三相 半控 橋式 0 2 由上兩表可知，三相全控橋和三相半控橋性能良好，但三相全控橋應(yīng)用范圍比三相半控橋廣，且三相全控橋整流電路最大滯后時(shí)間較小，所以選擇三相全控橋作為本設(shè)計(jì)的整流變壓器。2．晶閘管的選擇1） 額定電壓的選擇實(shí)際工程中，如果采用三相橋式整流直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓，可參考下表選擇整流晶閘管額定電壓 圖 2－1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)原理圖電動(dòng)機(jī)額定電壓（V）220 440 660 750晶閘管額定電壓（V）=800 =1200 =2300 =2800由于電動(dòng)機(jī)的額定電壓是 220V,所以根據(jù)上表，晶閘管額定電壓選擇為=800V2) 額定電流的選擇 實(shí)際計(jì)算中，常常是負(fù)載的平均電流已知，整流器連接及運(yùn)行方式已經(jīng)確定，即流經(jīng)晶閘管的最大電流有效值和負(fù)載平均電流有固定系數(shù)關(guān)系。這樣通過查相對(duì)應(yīng)系數(shù)使計(jì)算過程簡化。當(dāng)整流電路電抗足夠大且整流電流連續(xù)時(shí)，可用下述經(jīng)驗(yàn)公式近似地估算晶閘管額定通態(tài)平均電流 IKIdTAVTmax)()2~?式中 ——晶閘管額定通態(tài)平均電流；)( ——晶問管電流計(jì)算系數(shù)：IT——整流器輸出最大平均電流(A)；當(dāng)采用品閘管作為電樞供電時(shí)．取 為dmax Idmax電動(dòng)機(jī)工作電流的最大值。取 ＝， ＝ 則， 的值為（~ ）AKITdmaxIACT)(3) 晶問管的并聯(lián)使用采用同型號(hào)的晶閘管并聯(lián)，可以增大變流裝置的輸出電流。如果并聯(lián)元件的正向特性不一致，就會(huì)造成電流分配不均勻，所以，除了選擇特性一致的元件外，還應(yīng)采用均流措施。(1)電阻均流法 如圖 2—4 所示為申聯(lián)電阻均流電路。電阻的數(shù)值取元件最大工作電流時(shí)，電阻壓降 uA 為整流器元件正向壓降的 1—2 倍為宜，如 50A 的晶閘管取均流電阻為。由于電阻工耗大，只適應(yīng)小電流的整流電路。圖 22 串流電阻均流電路(2)電抗均流法 固 2—5 所不為申聯(lián)電抗均流電路，其均流原理是利用電抗器上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用，使管子的電壓分配發(fā)生變化，原來電流大的管子管壓降降下來，電流分配小的管于的管壓降升上去。這樣以迫使并聯(lián)管中電流分配基本一致。
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