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v-m雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計-全文預(yù)覽

2025-09-22 17:35 上一頁面

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【正文】 :按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計(論文)的印刷本和電子 版本;學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(論文)的印刷本和電子版,并提供目錄檢索與閱覽服務(wù);學??梢圆捎糜坝 ⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文;在不以贏利為目的前提下,學??梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 另外,我要特別感謝我的指導老師 —— 汪勇老師,他給我的是對我永遠都有益處的經(jīng)驗和學習方法,從他那里 我學到了如何學習基本和專業(yè)知識的技巧,以及一絲不茍的學習態(tài)度。該系統(tǒng)具有許多特點:具有良好的靜特性(接近理想“挖土機特性”);具有較好的動態(tài)特性,啟動時間短,超調(diào)量也小;系統(tǒng)抗擾動能力強,電流環(huán)能較好的克服電網(wǎng)電壓波動的影響,而速 度環(huán)能抑制被它包圍的各個環(huán)節(jié)擾動的影響,并最后消除轉(zhuǎn)速偏差;由兩個調(diào)節(jié)器分別進行設(shè)計,分別調(diào)整,調(diào)整方便。但是也有幾個知識點不知如何處理。另外,做設(shè)計時信息十分重要,我運用文件檢索工具查閱了大量的相關(guān)資料,這對設(shè)計大有益處。一般對 ? 2先試取 =,再檢驗是否合適。 表 6 典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(按 Mmin 準則確定參數(shù)關(guān)系) h 3 4 5 6 7 8 9 10 δ % % % % % % % % tr/T ts/T k 3 2 2 1 1 1 1 1 設(shè)理想空載起動時,負載系數(shù) z=0,已知λ =, IN=220A, nN=1800r/min,Ce=?min/r, Tm=, T∑ n=。 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件: on I wssTK ??? ?? 11 3 53131,滿足近似條件。 轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù) Ton:根據(jù)所用測速發(fā)電機紋波情況,取 Ton=。 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件 : 11 1 1 1 1 8 0 . 83 3 0 . 0 0 1 7 0 . 0 0 2s o iST T s s ????>ω ci,滿足近似條件。 176。 取 Ks=48,而電流反饋系數(shù)β =10V/=10/( 220) =, 于是 ACR的比例系數(shù)為 1 3 5 . 1 0 . 0 7 0 . 1 2 0 . 7 84 8 0 . 0 3iIi sKRK K ? ? ??? ? ??i 表 5 典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性 能指標和頻域指標與參數(shù)的關(guān)系 參數(shù)關(guān)系 KT 阻尼比ξ 超調(diào)量δ 0% % % % % 上升時間 tr ∞ 峰值時間 tp ∞ 相對穩(wěn)定裕度γ 176。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的,因此可用 PI 型電流調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù)為 ? ? ? ?1iiA C R iKsWS s?? ??, iK — 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù),i?— 電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。晶閘管對觸發(fā) 電路的基本要求有如下幾條: ( 1)觸發(fā)信號要有足夠的功率 ( 2)觸發(fā)脈沖必須與主回路電源電壓保持同步 ( 3)觸發(fā)脈沖要有一定的寬度,前沿要陡 ( 4)觸發(fā)脈沖的移相范圍應(yīng)能滿足主電路的要求 圖 56 三相橋式全控整流電路觸發(fā)脈沖 第六章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的動態(tài)設(shè)計 時間常數(shù)的確定 表 4 各種整流電路的失控時間( f=50Hz) 整流電路形式 最大失控時間 Tsmax/ms 平均失控時間 Ts/ms 系統(tǒng)電磁時間常數(shù) Tl:由上可知 LΣ = mH, R=, 31 7 .0 1 1 00 .1 2l LT R?????? ? 按表 4 得: 整流裝置滯后時間常數(shù) Ts:三相橋式電路的平均失控時間為 Ts=。時波形 觸發(fā)電路與驅(qū)動電路是電力電子裝置的重要組成部分。其電路如圖 54所示: 圖 54 三相橋式電阻性負載全控整流電路 要求共陰極的一組晶閘管要在自然換相點 5 點換相,而共陽極的一組晶閘管則會在自然換相點 6 點換相。同步變壓器如圖 53。目前國內(nèi)常用 KJ和 KC 系列,兩者生產(chǎn)廠家不同,但很相似。串聯(lián)電阻 R 的作用一是阻尼 LTC 回路的震蕩,二是限制晶閘管開通瞬間的損耗且可減小電流上升率 di/dt。對于本設(shè)計 KI2取 ,且忽略變壓器一二次側(cè)之間的能量損耗,故: I2= 220= S=1/2( S1+S2) =m1U1I1=m2U2I2=3 270 = 晶閘管的電流、電壓定額計算 題目中要求晶閘管整流裝置 Rrec= ,Ks=45~48,In=224A Un=440V 晶閘管參數(shù)計算如下: Udo==*440=484V Urm==*440=660V Ivt=2In=2*224=448A 從《電氣工程師手冊》中查得滿足晶閘管型號選擇的晶閘管型號為: KP500 表 2 KP500 型號 通態(tài)平均電流 IT( AV) A 正向電流有效值IF(AV)A 重復(fù)峰值電壓 VRRM V 觸發(fā)電流IGT mA 推薦散熱器 KP500 500 550 200~2020 ≥ 500 SZ13 平波電抗器電感量計算 由于電動機電樞和變壓器存在漏感,因而計算直流回路附加電抗器的電 感量時,要從根據(jù)等效電路折算后求所需電感量中,扣除上述兩種 電感量。 UK%— 變壓器的短路電 壓百分比, 100 千伏安以下的變壓器取 UK%=5,100~1000 千伏安的變壓器取 UK%=5~8 ε為電網(wǎng)電壓波動系數(shù)。圖中還表示了兩個調(diào)節(jié)器的輸出都 是帶限幅作用的,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出限幅電壓 Uim*決定后了電流給定電壓的最大值,電流調(diào)節(jié)器 ACR 的輸出限幅電壓 Ucm 限制電壓 Ucm 限制了電力電子變換器的最大輸出電壓 Udm. ( 2) 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖如圖 23: 圖 33 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖 第四章 調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算 整流變壓器容量計算 次級電壓 U2 為了保證負載能正常工作,當主電路的接線形式和負載要求的額定電壓確定之后,晶閘管交流側(cè)的電壓 U2只能在一個較小的范圍內(nèi)變化,為 此必須精確計算整流變壓器次級電壓 U2。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)。 表 1 運算關(guān)系 電路結(jié)構(gòu)確定后既要進行晶閘管的型號選擇:一般取晶閘管的額定電壓為 Um、額定電流大于 2 倍的電動機額定電流 IN確定。整流的過程中 ,采用三相橋式全控整流電路。 ( 2)允許短時過載能力。這是決定電動機額定功率的依據(jù)。 ( 2)電動機經(jīng)常起動、制動及反轉(zhuǎn),此時除考慮初期投資外,主要根據(jù)過渡過程能量損耗為最小的條件來選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。一般中、小型交流電動機額定電壓為 220/380V 或 380/660V。另一方面,在一個調(diào)節(jié)器輸出端綜合幾個信號,各個參數(shù)互相調(diào)節(jié)比較困難。又采用電流截止負載環(huán)節(jié),限制了起(制)動時的最大電流。為了克服這一缺點就應(yīng)用轉(zhuǎn)速,電流雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。這對一般的要求不太高的調(diào)速系統(tǒng),基本上已經(jīng)能滿足要求。又采用電流截止負載環(huán)節(jié),限制了起(制)動時的最大電流。另一方面,在一個調(diào)節(jié)器的輸出端綜合幾個信號,各個參數(shù)互相調(diào)節(jié)比較困難。系統(tǒng)主電路: R∑ =, Tm= 第二章 設(shè)計方案的選擇 速度和電流雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)(雙環(huán)),是由單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展起來的,調(diào)速系統(tǒng)使用比例積分調(diào) 節(jié)器,可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)速。在這些系統(tǒng)中為了盡快縮短過渡時間,所以希望能夠充分利用晶閘管元件和
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