雙閉環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計-免費閱讀
【正文】 我們以前學(xué)習(xí)的知識都漸漸離我們遠(yuǎn)去，甚至不知道、不清楚哪些知識該用到哪些地方，什么時候用。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，即電流上升階段、恒流升速階段和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。仿真結(jié)果如圖 所示。設(shè)計完成的控制系統(tǒng)如圖 所示。 （3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)選擇。 sT???ci? 2）校驗忽略反電動勢對電流環(huán)影響的近似條件是否滿足： ，13cimlT??現(xiàn)在 ，滿足近似條件。（2）確定電流環(huán)設(shè)計成何種典型系統(tǒng)。 有 Ce=。圖 為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。在小功率（1KW）整流電路中，常見的幾種整流電路有單相半波、全波、橋式和倍壓整流電路。本系統(tǒng)采用快速熔斷器對可控硅進行過流保護。晶閘管發(fā)生過電流的原因主要有：負(fù)載端過載或短路；某個晶閘管被擊穿短路，造成其他元件的過電流；觸發(fā)電路工作不正?；蚴芨蓴_，使晶閘管誤觸發(fā)，引起過電流。 圖 整流電路及晶閘管保護電路 過電壓保護和 du/dt 限制凡是超過晶閘管正常工作是承受的最大峰值電壓的都算過電壓。其原理圖如圖 所示。m2，電流過載倍數(shù) λ=，電樞回路總電阻可取為 R=2Ra=，系統(tǒng)總飛輪矩 GD2= GDd2。把交流分量引到運算放大器輸入端,不僅不起正常的調(diào)節(jié)作用,反而會產(chǎn)生干擾,嚴(yán)重時會造成放大器局部飽和,從而破壞系統(tǒng)的正常工作。因轉(zhuǎn)速換包圍電流環(huán)，故稱電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。在實際工作中，我們希望在電機最大電流限制的條件下，充分利用電機的允許過載能力，最好是在過度過程中始終保持電流（轉(zhuǎn)矩）為允許最大值，使電力拖動系統(tǒng)盡可能用最大的加速度啟動，到達穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運行。雙閉環(huán)（電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)）調(diào)速系統(tǒng)是一種當(dāng)前應(yīng)用廣泛，經(jīng)濟，適用的電力傳動系統(tǒng)。它具有動態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強等優(yōu)點。這時，啟動電流成方波形，而轉(zhuǎn)速是線性增長的。在電路中，ASR 和 ACR 串聯(lián)，即把 ASR 的輸出當(dāng)做 ACR 的輸入，再由 ACR 得輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)器。方案二采用雙閉環(huán)轉(zhuǎn)速電流調(diào)節(jié)方法，雖然相對成本較高，但保證了系統(tǒng)的可靠性能，保證了對生產(chǎn)工藝的要求的滿足，既保證了穩(wěn)態(tài)后速度的穩(wěn)定，同時也兼顧了啟動時啟動電流的動態(tài)過程。2. 設(shè)計要求：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量 σi％≤5%；空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 σn％ ≤10％。 圖 轉(zhuǎn)速檢測電路原理圖 電流檢測電路設(shè)計電流檢測電路的主要作用是獲得與主電路電流成正比的電流信號，經(jīng)過濾波整流后，用于控制系統(tǒng)中。產(chǎn)生過壓的原因是電路中電感元件聚集的能量驟然釋放或是外界侵入電路的大量電荷累積。晶閘管允許在短時間內(nèi)承受一定的過電流，所以過電流保護作用就在于當(dāng)過電流發(fā)生時，在允許的時間內(nèi)將過電流切斷，以防止元件損壞。 整流電路參數(shù)計算(1) 的計算2Umax2 2incosdTshNIACU???????????—負(fù)載要求的整流電路輸出的最大值；maxdU—晶閘管正向壓降，其數(shù)值為 —，通常取 ；T 1TUV?n—主電路中電流回路晶閘管的個數(shù)；A—理想情況下 時，整流輸出電壓 與變壓器二次側(cè)相電壓 之比；0??d dC—線路接線方式系數(shù)；—電網(wǎng)電壓波動系數(shù)，通常取 ；???—最小控制角，通常不可逆取 ；min min12o??—變壓器短路電壓比，100Kv 以下的取 ；—變壓器二次側(cè)實際工作電流額定電流之比；2NI已知 ，取 、 ，查表得 ，取 , , ,1TUV???min1o??,查表得 代入上式得：21NI? 課程設(shè)計專用紙，應(yīng)用式 ，查表得 ，2(1~.)dUAB???取 ， ，????取 ，電壓比 ?（2）一次和二次向電流 和 的計算1I2由式得 ， 由表得 ， ，考慮勵磁電流和變壓器1Id???的變比 K，根據(jù)以上兩式得：（3）變壓器的容量計算(4)晶閘管參數(shù)選擇由整流輸出電壓 ，進線線電壓為 110V，晶閘管承受的最大反向電壓是變壓器二次線電壓的電壓峰值，即： ，??電壓的一半，即： 。本設(shè)計采用橋式整流電路，其主要特點如下：輸出電壓高，紋波電壓小，管子所承受的最大反向電壓較低，電源變壓器充分利用，效率高。ACR 和 ASR 的輸入、輸出信號的極性，主要視觸發(fā)電路對控制電壓的要求而定。aaeEIRCn?? 有 Tm=。根據(jù)設(shè)計要求 σi%≤5%，而且 Tl/TΣi=，電流環(huán)可按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計。 sT??????ci 3）校驗小時間常數(shù)的近似處理是否滿足條件： ，3isoiT?現(xiàn)在 ,滿足近似條件。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器選用 PI 型，其傳遞函數(shù)為1()nASRsWK??? （4）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)。 圖 設(shè)計完成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 課程設(shè)計專用紙第四章 系統(tǒng)調(diào)試由于本文只進行了理論性設(shè)計，故在系統(tǒng)安裝與調(diào)試階段只對控制電路部分進行了MATLAB 仿真，以分析直流電機的啟動特性。 課程設(shè)計專用紙 圖 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果圖上部為電機轉(zhuǎn)速曲線，中部為擾動電流曲線，下部為電機電流曲線。從啟動時間上看，第二階段恒流升速是主要的階段，因此雙閉環(huán)系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了電流受限制下的快速啟動，利用了飽和非線性控制方法，達到“準(zhǔn)時間最優(yōu)控制”。學(xué)校安排了這次課程設(shè)計，通過自己查找資料，了解情況，讓我們清楚我們學(xué)的知識與現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)之間的聯(lián)系，使得我們對知識深刻的了解和鞏固。這次的課程設(shè)計經(jīng)歷了將近一個暑假，從查找資料，到確定方案，最后再到用
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