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-全文預覽
【正文】 提，應該按ASR退飽和的情況重新計算超調(diào)量。按小時間常數(shù)近似處理，取 （210）2. 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按照設(shè)計要求，選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)式為 （211）3. 計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則，先取h=5，則ASR的超前時間常數(shù)為 （212）則轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益 K （213）可得ASR的比例系數(shù)為 （214）轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。（3） 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件 （25）滿足近似條件。3. 計算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù) 電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：。按小時間常數(shù)近似處理，取。三相橋式電路的平均失控時間 Ts=。調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓UNM*=UIM*=UNM=10V。3 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計晶閘管整流裝置供電的直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式全控電路，基本數(shù)據(jù)如下：他勵直流電動機 750V,760A,375r/min,500kW。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用 ① 實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)無靜差，使轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓Un變化；② 對負載變化起抗擾作用；③ 能對電流環(huán)進行飽和非線性控制，且其輸出限幅值決定允許的最大電流。如果電動機負載或交流電壓發(fā)生變化或其它擾動，則經(jīng)過速度反饋后，系統(tǒng)能起到自動調(diào)節(jié)和穩(wěn)定作用，當電機負載增加時轉(zhuǎn)速下降，平衡狀態(tài)被破壞，調(diào)節(jié)器輸出電壓增加，觸發(fā)脈沖前移(α變小)，Ud提高，電動機轉(zhuǎn)速上升。若以電樞電流超調(diào)小，跟隨性能好為主，則可校正成典Ⅰ系統(tǒng)；若以具有較好的抗繞性能為主，則應校正成典Ⅱ系統(tǒng)。也就是說，在電網(wǎng)電壓變化時，在電動機轉(zhuǎn)速變化之前，電流的變化首先被抑制了。通常，隨動系統(tǒng)的動態(tài)指標以跟隨性能為主，而調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)指標以抗擾性能為主。每一閉環(huán)都設(shè)有本環(huán)的調(diào)節(jié)器，構(gòu)成一個完整的閉環(huán)系統(tǒng)。這樣將使系統(tǒng)的工程設(shè)計過程簡便、明確且具有一定的準確性。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾性能2 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)方案確定在直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計中，電動機、晶閘管觸發(fā)和整流裝置都可按負載的工藝要求來選擇和設(shè)計，轉(zhuǎn)速和電流反饋系統(tǒng)可以通過穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算得到。為了減小動態(tài)轉(zhuǎn)速降（升），在設(shè)計ASR時，必須要求系統(tǒng)具有較好的抗擾性能。但是ASR處于主導地位，它使轉(zhuǎn)速迅速趨于給定值，并使系統(tǒng)穩(wěn)定；而ACR的作用是使Id盡快的跟隨ASR的輸出Ui變化，也就是說，電流內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)過程是由轉(zhuǎn)速外環(huán)支配的，是一個電流隨動子系統(tǒng)。在該階段開始時，即t2時刻，轉(zhuǎn)速已達給定值n1，ASR的給定電壓Un與反饋電壓Ufn相等，其輸入偏差為零，但其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值Uim上，因此電動機仍在最大電流下繼續(xù)加速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。這就要求ACR的積分時間常數(shù)和被控對象的時間常數(shù)T1要相互配合。為了克服這個擾動量，Uc 和Ud也必須基本上線性增長，才能保持Id恒定。② 第Ⅱ階段（t1t2）:恒流升速階段，即電動機保持最大電流作等加速啟動的階段。由于在啟動過程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三個階段，因此整個啟動過程分為三個階段，在圖中分別標以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖Kn——轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；τn——轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù) 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性一般來說調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能主要指系統(tǒng)對給定輸入（階躍給定）的跟隨性能和系統(tǒng)對擾動輸入（階躍擾動）的抗擾性能而言。鑒于此，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算方法完全不同于單閉環(huán)有靜差系統(tǒng)。顯然，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性要比帶電流截止負反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性好。這樣的下垂特性只適合于n≤n0的情況。（2）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和當轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR飽和時，ASR輸出達限幅值Uim，轉(zhuǎn)速環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。實際上，系統(tǒng)正常運行時，電流調(diào)節(jié)器不會達到預先設(shè)計好的飽和狀態(tài)，因此，對于靜特性來說，只需考慮轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和和不飽和兩種情況。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖α—為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；β—為電流反饋系數(shù) 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性仍然表示系統(tǒng)轉(zhuǎn)速n與電流Id或轉(zhuǎn)矩Te的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，即系統(tǒng)達穩(wěn)態(tài)時n=f(Id)或n=f(Te)。 系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器輸入、輸出電壓極性的確定在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，要構(gòu)成轉(zhuǎn)速、電流負反饋閉環(huán)，就必須使ASR、ACR的輸入信號Un與Ufn,Ui與Ufi的極性相反，怎樣確定這些信號的極性呢？在實際組成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時，要正確的確定上述信號的極性，必須首先考慮晶閘管觸發(fā)電路的移相特性要求，并決定ACR輸出電壓Uc的極性，然后根據(jù)ACR和ASR輸入端的具體接法（是同相輸入還是反相輸入）確定Ui和Un的極性，最后按照負反饋要求確定Ufi和Ufn的極性。必須注意，對于可逆調(diào)速系統(tǒng)，Un=0, Ufn≠0時，調(diào)節(jié)器不能鎖零，以保證調(diào)節(jié)器對其進行制動停車控制。停車時：Un=Ufn=0, 調(diào)節(jié)器鎖零,無輸出信號。系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器鎖零是由零速鎖零電路來實現(xiàn)的。而ACR的輸出電壓限幅值Ucm，表示對最小α角的限制，也表示對晶閘管整流輸出電壓的限制。ASR與ACR之間實現(xiàn)串級調(diào)節(jié)，即以ASR的輸出電壓Ui作為電流調(diào)節(jié)器的電流給定信號，再用ACR的輸出電壓Uc作為晶閘管觸發(fā)電路的移相控制電壓。一般而言，在這種情況下，調(diào)節(jié)器的動態(tài)參數(shù)無法保證兩種調(diào)節(jié)過程同時具有良好的動態(tài)品質(zhì)。 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本性質(zhì)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種基本的反饋控制系統(tǒng)，具有以下具體特征，也就是反饋控制的基本規(guī)律：（1） 應用比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)系統(tǒng)是有靜差的；（2） 單閉環(huán)系統(tǒng)對于給定輸入絕對服從；（3） 單閉環(huán)系統(tǒng)具有較強的抗擾性能。設(shè)電動機在Ud1決定的特性上的點1處以轉(zhuǎn)速n1穩(wěn)定運行，這時負載電流Id=Id1，控制電壓Uc=Uc1,整流平均電壓Ud=Ud1,當電動機上的負載轉(zhuǎn)矩TL加大時有如下自動調(diào)節(jié)過程,整流電壓平均值的增量△Ud=Ud2Ud1,用與補償電阻牙降增量△IdR=(Id2Id1)R中的很大部分，使轉(zhuǎn)速最后穩(wěn)定在Ud2決定的特性上的點2處，顯然n2略小于n1。根據(jù)自動控制原理，反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進行控制的系統(tǒng)。許多需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械，常常不允許有很大的靜差率。圖中V是晶閘管變流裝置，可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓Uc來移動觸發(fā)脈沖的相位，以改變整流電壓Ud，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速。 晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)簡介20世紀50年代末，晶閘管（大功率半導體器件）變流裝置的出現(xiàn)，使變流技術(shù)產(chǎn)生了根本性的變
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