雙閉環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計-文庫吧
2025-06-02 00:11 本頁面
【正文】 0 控制電路設(shè)計 ...............................................................................................................................10第四章 系統(tǒng)調(diào)試 ....................................................................................................................................16第五章 設(shè)計總結(jié) ....................................................................................................................................19第六章 總結(jié)與體會 ................................................................................................................................197 參考文獻 ...............................................................................................................................................20 課程設(shè)計專用紙第一章 緒論 自 70 年代以來，國外在電氣傳動領(lǐng)域內(nèi)，大量地采用了“晶閘管直流電動機調(diào)速”技術(shù)（簡稱KZ—D 調(diào)速系統(tǒng)） ，盡管當今功率半導體變流技術(shù)已有了突飛猛進的發(fā)展，但在工業(yè)生產(chǎn)中KZ—D 系統(tǒng)的應用還是占有相當?shù)谋戎?。在工程設(shè)計與理論學習過程中，會接觸到大量關(guān)于調(diào)速控制系統(tǒng)的分析、綜合與設(shè)計問題。傳統(tǒng)的研究方法主要有解析法，實驗法與仿真實驗，其中前兩種方法在具有各自優(yōu)點的同時也存在著不同的局限性。雙閉環(huán)（電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)）調(diào)速系統(tǒng)是一種當前應用廣泛，經(jīng)濟，適用的電力傳動系統(tǒng)。它具有動態(tài)響應快、抗干擾能力強等優(yōu)點。我們知道反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它對于被反饋環(huán)的前向通道上的一切擾動作用都能有效的加以抑制。采用轉(zhuǎn)速負反饋和 PI 調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)可以再保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如要求起制動、突加負載動態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。這主要是因為在單閉環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照需要來控制動態(tài)過程的電流或轉(zhuǎn)矩。在單閉環(huán)系統(tǒng)中，只有電流截止至負反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的。但它只是在超過臨界電流值以后，強烈的負反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想的控制電流的動態(tài)波形。在實際工作中，我們希望在電機最大電流限制的條件下，充分利用電機的允許過載能力，最好是在過度過程中始終保持電流（轉(zhuǎn)矩）為允許最大值，使電力拖動系統(tǒng)盡可能用最大的加速度啟動，到達穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運行。這時，啟動電流成方波形，而轉(zhuǎn)速是線性增長的。這是在最大電流轉(zhuǎn)矩的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的啟動過程。 課程設(shè)計專用紙第二章 總體方案設(shè)計 方案比較方案一：單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是指只有一個轉(zhuǎn)速負反饋構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。在電動機軸上裝一臺測速發(fā)電機 SF ,引出與轉(zhuǎn)速成正比的電壓 Uf 與給定電壓 Ud 比較后,得偏差電壓 ΔU ,經(jīng)放大器 FD ,產(chǎn)生觸發(fā)裝置 CF 的控制電壓 Uk ,用以控制電動機的轉(zhuǎn)速,如圖 所示。 圖 方案一原理框圖 方案二：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)該方案主要由給定環(huán)節(jié)、ASR、ACR 、觸發(fā)器和整流裝置環(huán)節(jié)、速度檢測環(huán)節(jié)以及電流檢測環(huán)節(jié)組成。為了使轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋分別起作用，系統(tǒng)設(shè)置了電流調(diào)節(jié)器 ACR 和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR。電流調(diào)節(jié)器 ACR 和電流檢測反饋回路構(gòu)成了電流環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 和轉(zhuǎn)速檢測反饋回路構(gòu)成轉(zhuǎn)速環(huán)，稱為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。因轉(zhuǎn)速換包圍電流環(huán)，故稱電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。在電路中，ASR 和 ACR 串聯(lián)，即把 ASR 的輸出當做 ACR 的輸入，再由 ACR 得輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)器。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用具有輸入輸出限幅功能的 PI 調(diào)節(jié)器，且轉(zhuǎn)速和電流都采用負反饋閉環(huán)。該方案的原理框圖如圖 所示。 圖 方案二原理框圖 方案論證方案一采用單閉環(huán)的速度反饋調(diào)節(jié)時整流電路的脈波數(shù) m = 2 ,3 ,6 ,12 , ?,其數(shù)目總是有限的,比直流電機每對極下?lián)Q向片的數(shù)目要少得多。因此,除非主電路電感 L = ∞,否則晶閘管電動機系統(tǒng)的電流脈動總會帶來各種影響,主要有:(1) 脈動電流產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩,對生產(chǎn)機械不利。 (2)脈動電流電壓電流檢測ASR ACR 整流觸發(fā)裝置 電動機 負載速度檢測電壓 放大器 整流觸發(fā)裝置 電動機 負載速度檢測 課程設(shè)計專用紙(斜波電流) 流入電源,對電網(wǎng)不利,同時也增加電機的發(fā)熱。并且晶閘管整流電路的輸出電壓中除了直流分量外,還含有交流分量。把交流分量引到運算放大器輸入端,不僅不起正常的調(diào)節(jié)作用,反而會產(chǎn)生干擾,嚴重時會造成放大器局部飽和,從而破壞系統(tǒng)的正常工作。方案二采用雙閉環(huán)轉(zhuǎn)速電流調(diào)節(jié)方法，雖然相對成本較高，但保證了系統(tǒng)的可靠性能，保證了對生產(chǎn)工藝的要求的滿足，既保證了穩(wěn)態(tài)后速度的穩(wěn)定，同時也兼顧了啟動時啟動電流的動態(tài)過程。在啟動過程的主要階
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