直流v-m雙閉環(huán)不可逆調(diào)速系統(tǒng)設計-wenkub
2023-05-26 12:35:14 本頁面
【正文】 ASR 輸出達到限幅值時，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對轉(zhuǎn)速環(huán)不再產(chǎn)生影響。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這是就要考慮采用轉(zhuǎn)速、電流雙環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。因為 PI 調(diào)節(jié)器作為校正裝置既可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運行時得到無靜差 調(diào)速，又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；作為控制器時又能兼顧快速響應和消除靜差兩方面的要求。 考慮到控制角α增大，會使負載電流斷續(xù)，并且負載為直流電動機時，由于電流斷續(xù)和直流的脈動，會使晶閘管導通角θ減少，整流器等效內(nèi)阻增大，電動機的機械特性變軟 ，換向條件惡化，并且增加電動機的損耗，故在直流側(cè)串接一個平波電抗器，以限制電流的波動分量，維持電流連續(xù)。晶閘管與按A 相，晶閘管與按 B 相，晶閘管與按 C 相，晶閘管接成共陽極組，晶閘管接成共陰極組。三相全控橋整流電路可實現(xiàn)對共陰極組和共陽極組同時進行控制，控制角都是 。2 主電路結(jié)構(gòu)設計 1957 年晶閘管問世，已生產(chǎn)成套的晶閘管整流裝置，即右圖 晶閘管 電動機調(diào)速系統(tǒng) (簡稱 VM 系統(tǒng) )的原理圖。如圖 設計的總框架。 圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計總框架 本設計中直流電動機由單獨的可調(diào)整流裝置供電，采用三相橋式全控整流電路作為直流電動機的可調(diào)直流電源。通過調(diào)節(jié)閥裝置 GT 的控制電壓 cU 來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變平均整流電壓 dU ，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速。在一個周期內(nèi) 6 個晶閘管都要被觸發(fā)一次，觸發(fā)順序依次為： VT VT VT VT VT VT6， 6 個觸發(fā)脈沖相位依次相差 60176。在電路控制下，只有接在 電路共陰極組中電位為最高又同時輸入觸發(fā)脈沖的晶閘管，以及接在電路共陽極組中電位最低而同時輸入觸發(fā)脈沖的晶閘管，同時導通時，才構(gòu)成完整的整流電路。 為了使元件免受在突發(fā)情況下超過其所承受的電壓電流的侵害，電路中加入了過電壓、過電流保護裝置。一般的調(diào)速系統(tǒng)要求以穩(wěn)和準為主，采用 PI 調(diào)節(jié)器便能保證系統(tǒng)獲得良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個電流無靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為了引出電流反饋，在電動機的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖中必須把電樞電流 dI 顯露出來，如圖 所示。 起動過程分析 圖 35 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程的轉(zhuǎn)速和電流波形 電流 Id 從零增長到 Idm，然后在一段時間內(nèi)維持其值等于 Idm 不變，以后又下降并經(jīng)調(diào)節(jié)后到達穩(wěn)態(tài)值 IdL。 電流濾波時間 oiT =， 電流環(huán)小時間常數(shù)之和 iT? ：按小時間常數(shù)近似處理， 電流環(huán)小時間常數(shù)之和 iT? ：按小時間常數(shù)近似處理，取 i s oiT T T? ?? = (41) 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)設計要求 5%i?? ，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型Ⅰ型系統(tǒng)設計電流調(diào)節(jié)器。 176。 截止頻率 ω c 近似條件校驗 電流環(huán)截止頻率 ： 1ci IK s? ??? 。 (410) 電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn) 按所用運算放大器取 0R =40KΩ ， 各電阻和電容值為 Ri=KiR0= 40=，取 22kΩ； (411) Ci=τ i/Ri=（ 22 103）≈ 106F= F，取 F； (412) Coi=4Toi/R0=4 106μ F， 取 F。 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù) T∑ n：按小時間近似處理 , T∑ n=1/KI+Ton=+= (417) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 按照設計要求，選用典型Ⅱ型系統(tǒng)的 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 ? ? ? ?1nnASR nKsWS s?? ?? (418) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖如圖 42： 圖 42 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖 武漢理工大學《電力拖動自動控制系統(tǒng)》課程設計說明書 10 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算 按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取 h=5
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