畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于串級(jí)調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)(存儲(chǔ)版)
【正文】 MY31440/5 型壓敏電阻。 1） 交流側(cè)快速熔斷器的選擇 I2= 選取 RLS10 快速熔斷器，熔體額定電流 6A。 產(chǎn)生過大的原因，一般有：晶閘管導(dǎo)通時(shí)，與晶閘管并聯(lián)的阻容保護(hù)中的電容突然向晶閘管放電；交流電源通過晶閘管向直流側(cè)保護(hù)電容充電；直流側(cè)負(fù)載突然短路等等。 8 雙閉環(huán) 控制系統(tǒng) 的 參數(shù)計(jì)算 一、 雙閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)計(jì)算 （ 1） 取速度給定電壓 VUgn 10? 速度反饋系數(shù) 基于串級(jí)調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 18 1m i nm a xm i n)/( 10 ??????? rVnn UK gnfn （ 2） 取電流給定電壓 VUgi 10? 電流反饋系數(shù) AVIUKdmgifn /04 910 ??? （ 3） 取電流調(diào)節(jié)器輸出電壓最大值 VUkm 5? ； 晶閘管電壓放大倍數(shù) 30c os303c os m i n2 ????? ?kmTnV UUK ? （ 4） 晶閘管逆變器的滯后時(shí)間常數(shù) mssT V 0 1 ?? 低速時(shí)靜差率要求的速度降 m i n/ 4 i n rnSn n ?????? 由于采用了抑止零點(diǎn)漂移的 PI 調(diào)節(jié)器，故穩(wěn)態(tài)時(shí)的 速度降必須滿足 ： nIKK K dnfnnfi ??39。 故 m i n/ rKKIKnfnndnft ?? ???? 靜差率 in ????? n nS nn 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 19 （二） 雙閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算 由前述分析可知， KLn 與 TLn 均為轉(zhuǎn)差率 S 的函數(shù)，故電流環(huán)為非定常系統(tǒng)，但當(dāng)SS max? 時(shí)的 KLn 與 TLn 值可按定常系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)具有良好的性能。 當(dāng) α≤60o時(shí)， Ud 波形連續(xù)，電路的工作 情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓 Ud 波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。圖 8 給出了 α=90o時(shí)的波形。 通過本次設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我對(duì) 調(diào)速系統(tǒng) 應(yīng)用知識(shí)的掌握，同時(shí)了解了目前工業(yè)生產(chǎn)中數(shù)字化系統(tǒng)的重要性，鞏固了我的專業(yè)課知識(shí)，使自己受益 匪淺。即將內(nèi)反饋串級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)的部分轉(zhuǎn)子能量取出以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。 圖 7 中除給出 Ud波形和 Id 波形外，還給出了變壓器二次側(cè) a 相電流 Ia 的波形，可與圖 3 帶電阻負(fù)載時(shí)的情況進(jìn)行比較。 統(tǒng)飛輪矩按電動(dòng)飛輪矩的 倍考慮，即 GD2= =39。 電感 的計(jì)算 一、電動(dòng)機(jī)等效電感 mHmHfXL MM 10 313 ???????? 二、逆變變壓器等效電感 mHmHfXL TT 10 313 ???????? 三、 按電流連續(xù)要求的電感量 )(23m i n21 LIUKL TdTId L ??? 式中 ， AI dndI %5m i n ?? ?KI （ 三相橋式全控電路） 即， mHLd )( ?????? 四、 按限制電流脈動(dòng)要求的電感量 )(23/2 10)/( 23222 LLISUfUUL TMdniTnddmd ???? ? 式中 ， Udm —— 最低次諧波電壓幅值 ； U2 —— 逆變變壓器二次側(cè)相電壓有效值 ； 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 17 fd —— 最低次諧波頻率，對(duì)于三相橋式電路 ； Si —— 電流脈動(dòng)系數(shù)，要求 Si =； ?UUdm —— （三相橋式全控電路） ； 則 ， mHL d )( 3/3033002 321 ??????? ??????? ? 選取平波電抗器，當(dāng) Iｄ = 時(shí)電感量 為 8mH， Iｄ = 時(shí)電感量不小于 20mH。 電流上升率 ：導(dǎo)通時(shí)電流上升率太大，則可能引起門極附近過熱，造成晶閘管損壞。 二、 電流保護(hù) 快速熔斷器的斷流時(shí)間短，保護(hù)性能較好，是目前應(yīng)用最普遍的保護(hù)措施。但采用阻容保護(hù)易影響系統(tǒng)的快速性，并且會(huì)造成加大。如 圖 51 所示： 基于串級(jí)調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 14 變壓器接法 單相 三相、二次Ｙ聯(lián)結(jié) 三相二次Ｄ聯(lián)結(jié) 阻容裝置接法 與變壓器二次側(cè)并聯(lián) Y聯(lián)結(jié) D聯(lián)結(jié) Y聯(lián)結(jié) D 聯(lián)結(jié) 電容 Ｃ Ｃ 1/3C 3C C 電阻 Ｒ Ｒ 3R 1/3R R 表 51 變壓器連接及阻容選擇 對(duì)于三相電路， Ｒ 和 Ｃ 的值可按 表 51 換算。 （二）調(diào)速系統(tǒng)的保護(hù) 晶閘管有換相方便，無噪音的優(yōu)點(diǎn)。 逆變壓器二次側(cè)參數(shù)的初步計(jì)算 （一） 逆變壓器二次側(cè)電壓 根據(jù)最低轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)子最大整流電壓與逆變器最大電壓相等的原則確定： 基于串級(jí)調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 10 m inm a x2 c os ?UVdT K UU ? 式中 ： UＴ２ ：逆變變壓器二次側(cè)線電壓 ； Uｄｍａ ｘ ： 轉(zhuǎn)子整流器最大輸出直流電壓 ； KＵＶ ： 整流電壓計(jì)算系數(shù) ， 見表 21； βｍｉｎ ： 最小逆變角，一般取 30176。 控制電機(jī)型號(hào) 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(hào) JC4800A/800V 表 11 繞線式異步電動(dòng)機(jī) 由于調(diào)速范圍小，且對(duì)動(dòng)、靜態(tài)性能有一定性能要求，選用晶閘管串級(jí)調(diào)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)比較合適。綜上選晶閘管三相全控橋整流電路供電方案。根據(jù)本此設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和特點(diǎn)選 VM系統(tǒng)。 圖 11 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的基本狀態(tài)方式 晶閘管低同步串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是在繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)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。得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。它屬于變轉(zhuǎn)差率來實(shí)現(xiàn)串級(jí)調(diào)速的。 本設(shè)計(jì)報(bào)告首先根據(jù)設(shè)計(jì)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(duì)電路各元件參數(shù)的計(jì)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(jì)算，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求。特別對(duì)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)。在這一系統(tǒng)中可對(duì)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)控制。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(duì)這些電路進(jìn)行
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