轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)不可逆v-m直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-04 04:54:59 本頁面
【正文】 制）動時的最大電流。 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性與開環(huán)機械特性的關(guān)系上述自動調(diào)節(jié)作用表明，增加或減小負載，就相應(yīng)地提高或降低整流電壓，因而得到一條新的開環(huán)機械特性。只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會產(chǎn)生糾正偏差的自動調(diào)節(jié)過程。為了使系統(tǒng)同時滿足D、S的要求，提高調(diào)速質(zhì)量，必須采用閉環(huán)系統(tǒng)。由于VM系統(tǒng)具有調(diào)速范圍大、精度高、動態(tài)性能好、效率高、易控制等優(yōu)點，且已比較成熟，因此已在世界各主要工業(yè)國得到普遍應(yīng)用。由晶閘管變流裝置直接給直流電動機供電的調(diào)速系統(tǒng)，稱為晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)，簡稱VM系統(tǒng)，又稱為靜止的Wardleonard系統(tǒng)。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)不可逆VM直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真畢業(yè)論文目錄摘要 I引言 II1 直流調(diào)速系統(tǒng)簡介 1 晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)簡介 1 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)簡介 2 系統(tǒng)的組成 2 系統(tǒng)的工作原理 2 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本性質(zhì) 3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)簡介 4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成 4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)及其靜特性 6 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)分析 92 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)方案確定 13 總體方案 13 電流環(huán)設(shè)計方案 14 電流調(diào)節(jié)器的工作原理 14 電流調(diào)節(jié)器的作用 14 轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計方案 15 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理 15 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用 153 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 16 電流環(huán)的設(shè)計 16 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計 184基于MATLAB/SIMULINK的調(diào)速系統(tǒng)的仿真 20設(shè)計總結(jié) 24參考文獻 25附圖 26271 直流調(diào)速系統(tǒng)簡介調(diào)速系統(tǒng)是當今電力拖動自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用最普遍的一種系統(tǒng)。這種系統(tǒng)已成為直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。 晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)（VM系統(tǒng)）但是，晶閘管還存在以下問題：（1）由于晶閘管的單向?qū)щ娦裕o系統(tǒng)的可逆運行造成困難； （2） 由于晶閘管元件的過載能力小，不僅要限制過電流和反向過電壓，而且還要限制電壓變化率（du/dt）和電流變化率(di/dt)，因此必須有可靠的保護裝置和符合要求的散熱條件；（3） 當系統(tǒng)處于深調(diào)速狀態(tài)，即在較低速下運行時，晶閘管的導(dǎo)通角小，使得系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流，引起電網(wǎng)電壓波形畸變，對電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響；（4） 由于整流電路的脈波數(shù)比直流電動機每對極下的換向片數(shù)要小得多，因此，VM系統(tǒng)的電流脈動很嚴重。用轉(zhuǎn)速檢測裝置，例如在電動機上安裝一臺測速發(fā)電機TG，檢測出輸出量或被調(diào)量n的大小和極性，并把它變換成與轉(zhuǎn)速成正比的負反饋電壓Ufn，與轉(zhuǎn)速給定電壓Un相比較后，得到偏差電壓△Un，經(jīng)放大產(chǎn)生觸發(fā)裝置GT的控制電壓Uc，用以控制電動機的轉(zhuǎn)速。而前述轉(zhuǎn)速降落正是由負載引起的轉(zhuǎn)速偏差，因此閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該能大大減小轉(zhuǎn)速降落。按上述工作原理在每條開環(huán)機械特性上取一個相應(yīng)的工作點，再將這些點集合起來 ，就是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性，也就是說，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性實際上是由許多機械特性上的不同運行點集合而成，可視為一條綜合的特性直線，它代表閉環(huán)調(diào)節(jié)作用的結(jié)果。單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)還存在以下問題：（1） 在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中用一個調(diào)節(jié)器綜合多種信號，各參數(shù)間相互影響，難于進行調(diào)節(jié)器動態(tài)參數(shù)的調(diào)整，系統(tǒng)的動態(tài)性能不夠好。為了獲得近似的理想的過度過程，并克服幾個信號綜合于一個調(diào)節(jié)器輸入端的缺點，最好的辦法就是將主要的被調(diào)量轉(zhuǎn)速與輔助被調(diào)量分開加以控制，用兩個調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，構(gòu)成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。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、輸出限幅電路的PI調(diào)節(jié)器[4]，且轉(zhuǎn)速和電流都采用負反饋環(huán)。 調(diào)節(jié)器鎖零為使調(diào)速系統(tǒng)消除靜差，并改善系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)，在系統(tǒng)中引入PI調(diào)節(jié)器作為矯正環(huán)節(jié)。（1） 系統(tǒng)處于停車狀態(tài)時，調(diào)節(jié)器必須鎖零；（2） 系統(tǒng)接到啟動指令或正常運行時，調(diào)節(jié)器鎖零立即解除并正常工作。穩(wěn)態(tài)運行時：Un=Ufn≠0，調(diào)節(jié)器鎖零解除，并處于正常工作狀態(tài)。調(diào)節(jié)器鎖零可以采用場效應(yīng)管來實現(xiàn)。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)及其靜特性 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖[8]。一般有兩種狀態(tài)：飽和——輸出達限幅值；不飽和——輸出未達限幅值。因此，由ASR的輸入偏差電壓△Un=0得 （） （）由ACR的輸入偏差電壓△Ui=0得 （）—A段。穩(wěn)態(tài)時 （）式中，最大電流Idm是由設(shè)計者選定的，取決與電動機所允許的最大過載能力和拖動系統(tǒng)允許的最大加速度。由以上分析可知，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負載電流小于Idm時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差；當負載電流達到Idm后表現(xiàn)為電流無靜差，使系統(tǒng)獲得過電流自動保護。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)工作點及其穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計算由于轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)無靜差，因此，當系統(tǒng)達穩(wěn)態(tài)，且兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時， 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性圖 （）（） （）上述關(guān)系表明，在穩(wěn)態(tài)工作點上，轉(zhuǎn)速n由給定電壓Un決定，ASR的輸出Ui由負載電流IL決定，而控制電壓Uc的大小同時由n和Id決定，也就是由Un和IL決定。這時，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)為 （）電流反饋系數(shù) （）其中兩個給定電壓的最大值Unm和Uim由運算放大器允許的最大輸入電壓決定。（1） 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定時的啟動過程設(shè)置雙閉環(huán)控制的一個重要目的是要獲得接近于理想啟動過程，因此有必要首先討論雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定時的啟動過程。當Id=Idm時，Ufi≈Uim,電流調(diào)節(jié)器ACR的作用使Id不再增長，第Ⅰ階段結(jié)束[1,9]。在這個階段中，ASR一直處于飽和狀態(tài)（因△Un未改變極性）,轉(zhuǎn)速環(huán)相當于開環(huán)，其作用是輸出最大電流給定值Uim，系統(tǒng)表現(xiàn)為在恒值電流給定Uim作用下的電流調(diào)節(jié)
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