基于串級調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 dN：轉(zhuǎn)子整流器輸出直流電流額定值：整流電壓計算系數(shù)，見表21；則 =―（15001480）/1500控制電機(jī)型號JRNT15124最高/最低轉(zhuǎn)速1480/690r/min額定功率45kW效率95%定子電壓/電流380V/功率因數(shù)轉(zhuǎn)子電壓/電流340V/81A控制裝置型號JC4800A/800V表11 繞線式異步電動機(jī)由于調(diào)速范圍小，且對動、靜態(tài)性能有一定性能要求，選用晶閘管串級調(diào)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)比較合適?？紤]到異步電動機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩的降低，功率因數(shù)的降低和轉(zhuǎn)子損耗增大等因素，不論對于新設(shè)計的或是改造的都應(yīng)對異步電動機(jī)的容量進(jìn)行重新選擇的計算，串級調(diào)速異步電動機(jī)的容量計算如下：式中，——串級調(diào)速系數(shù)。綜上選晶閘管三相全控橋整流電路供電方案。因三相橋式全控整流電壓的脈 動頻率比三相半波高，因而所需的平波電抗器的電感量可相應(yīng)減少約一半，這是三相橋式整流電路的一大優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本此設(shè)計的技術(shù)要求和特點(diǎn)選VM系統(tǒng)。用靜止的可控整流器，例如，晶閘管可控整流器，以獲得可調(diào)直流靜止可控整流器又稱VM系電壓。圖11 串級調(diào)速系統(tǒng)的基本狀態(tài)方式晶閘管低同步串級調(diào)速系統(tǒng)是在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)用大功率的晶閘管或二極管，將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差頻率交流電變?yōu)橹绷麟姡儆镁чl管逆變器將轉(zhuǎn)子電流返回電源以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的一種調(diào)速方式。若在轉(zhuǎn)子回路中引入一個頻率與轉(zhuǎn)子電勢相同，而相位相同或相反的附電勢則轉(zhuǎn)子電流為 式中： ：轉(zhuǎn)子回路電阻； ：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子繞組每相漏抗；：轉(zhuǎn)子開路相電勢 ；電動機(jī)在正常運(yùn)行時，轉(zhuǎn)差率s很小，故≥。得到過電流的自動保護(hù)。若采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)雖然可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，不過當(dāng)對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如要求快速起制動，突加負(fù)載動態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)難以滿足要求，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)調(diào)速系統(tǒng)中，只有電流截止負(fù)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，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形，當(dāng)電流從最大值降低下來以后，電機(jī)轉(zhuǎn)矩也隨之減少，因而加速過程必然拖長。它屬于變轉(zhuǎn)差率來實現(xiàn)串級調(diào)速的。如果要設(shè)法回收轉(zhuǎn)差功率，就需要在異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)施加控制，此時可以采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)。本設(shè)計報告首先根據(jù)設(shè)計要求確定調(diào)速方案和主電路的結(jié)構(gòu)型式，主電路和閉環(huán)系統(tǒng)確定下來后，重在對電路各元件參數(shù)的計算和器件的選型，包括整流變壓器、整流元件、平波電抗器、保護(hù)電路以及電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算，從而達(dá)到設(shè)計要求?？刂评碚搹V泛用于電力電子技術(shù)中，它使用電力電子裝置和系統(tǒng)的性能不斷滿足人們?nèi)找嬖鲩L的各種需求。特別對于小型企業(yè)，應(yīng)用適用技術(shù)的設(shè)備，不僅有益于獲得經(jīng)濟(jì)效益，而且能提高生產(chǎn)率、可靠性與柔性，還有易于應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。隨著近代電力電了技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，自動化電力拖動正向著計算機(jī)控制的生產(chǎn)過程自動化的方向邁進(jìn)。在這一系統(tǒng)中可對生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行自動控制。另外，低成本自動化技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)，越來越引起國內(nèi)外的注意。變流技術(shù)也稱為電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)，它包括用電力電子器件構(gòu)成各種電力變換電路和對這些電路進(jìn)行控制的技術(shù)，以及由這些電路構(gòu)成電力電子裝置和電力電子系統(tǒng)的技術(shù)。另外，控制理論和自動化技術(shù)密不可分，而電力電子裝置則是自動化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和重要支撐技術(shù)。對于交流異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時轉(zhuǎn)差功率消耗較大，從而限制了調(diào)速范圍。串級調(diào)速是通過繞線式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子回路引入附加電勢而產(chǎn)生的。特別是晶閘管低同步串級調(diào)速系統(tǒng)，技術(shù)難度小，性能比較完善，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。與帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)相比，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主調(diào)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差。 假定異步電動機(jī)的外加電源電壓及負(fù)載轉(zhuǎn)矩都不變．則電動機(jī)在調(diào)速前后轉(zhuǎn)子電流近似保持不變。串級調(diào)速四種基本狀態(tài)方式下能量傳遞方式如圖11所示，圖中不計電動機(jī)內(nèi)部各種損耗，即認(rèn)定定子輸入功率P即為轉(zhuǎn)子輸出功率。適用于調(diào)速要求不高，要求可逆運(yùn)行的系統(tǒng)，但其設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù)不便。受器件各量限制，適用于中、小功率的系統(tǒng)?？紤]使電路簡單、經(jīng)濟(jì)且滿足性能要求，選擇晶閘管三相全控橋交流器供電方案。同時，由于電機(jī)的容量較大，又要求電流的脈動小。為了抑制諧波干擾，一般采用接法的整流變壓器。該電機(jī)定額為連續(xù)定額S1，基本防護(hù)等級為IP23，基本冷卻方法為ICO1，基本結(jié)構(gòu)和安裝方式為I
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