雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計電力電子課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-11 14:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 近似條件是：式中 wci電流環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。 如果吧給定濾波和反饋兩個環(huán)節(jié)都等效的移到環(huán)內(nèi)，同時把給定信號改成 Ui*(s)/? ,則電流環(huán)就等效成電流負(fù)反饋系統(tǒng)，從這里可以看出兩個濾波環(huán)節(jié)時間常數(shù)取 值相同的方便之處了。 最后由于 Ts 和 Toi 一般都比 Tl 小的多，可應(yīng)當(dāng)作小慣性群而近似的看作一個慣性環(huán)節(jié)，其時間常數(shù)為： TTT oisi ??? 進而再一步簡化電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。 確定時間常數(shù) 根據(jù)已知數(shù)據(jù)得 Tm =2375emGDRCC = 30???s = 32 0 0 1 0 0 .0 72 .8 5l LT s sR??? ? ? 三相橋式晶閘管整流電路的平均時間 ? ，取電流反饋濾波時間常數(shù) ? ，可得電流環(huán)的小時間常數(shù)為 iT?? sT + oiT = s+ s = s 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) ， 雖然 liTT? = = 10 ，但從動態(tài)要求上看，實際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時有太大的超調(diào)，以保證電流在動態(tài)過程中不超過允許值，對電流超調(diào)量有較嚴(yán)格要求，而抗擾指標(biāo)卻沒有具體要求，所以對電網(wǎng)電壓的波動的及時抗擾作用只是次要因素。為此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，因此電流環(huán)仍按典型 I 型系統(tǒng)設(shè)計。電流調(diào)節(jié)器選用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： 1() iACR iisW S K s?? ?? 選擇電流調(diào)節(jié) 器參數(shù) 積分時間常數(shù) i? = lT = s 為滿足δ i %? 5%要求，取電流環(huán)開環(huán)增益 IK 為 IK =12iT? =1(2 )? 1s? = 1s? 電流調(diào)節(jié)器比例系數(shù) iK 為 iK = iIsRK K?? = 0 .0 7 2 .8 5 3 .2 70 .2 1 8 3 7 .8 4???? 取調(diào)節(jié)器的輸入電阻 oR =20k? ，則電流調(diào)節(jié)器的各參數(shù)為 iR = iK oR =? 20k? = k? ，取 62 k? iC =iiR? =6 1062 10?? F? = F? ，取 1 F? oiC =4oioTR=534 1020 10??? F? = F? ，取 F? 根據(jù)上述參數(shù)可以達到的動態(tài)指標(biāo)為 δ i %=%? 5% 故能滿足設(shè)計要求。 校驗近似條件 電流環(huán)截至頻率 ci? = IK = 1s? ，晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件為 ci?13sT? , 現(xiàn) 13sT13 ? ?1s? = 1s? ci? 故該近似條件滿足。 忽略反電動勢影響的近似條 件為 ci? 3 1/( )mlTT? ，現(xiàn) 3 1/( )mlTT = 3 1 /( 0. 16 2 0. 07 )? 1s? = 1s? ci? 故該近似條件滿足。 小時間常數(shù)近似處理條件為 ci? 1 1/( )3 s oiTT? ，現(xiàn) 1 1/( )3 s oiTT = 1 1 /( 0 .0 0 1 7 0 .0 0 2 )3 ?1s? = 1s? ci? 故該近似條件滿足。 （ 3）轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計 電流環(huán)經(jīng)過簡化后可視作為轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個環(huán)節(jié)，為此，需要求出它的閉環(huán)傳遞函數(shù) Wcli（ s），忽略高次項，可由近似 條件TKw iI ?? 31 ，降階近似為 ? ? 111 ??KW Iclis 接入轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)應(yīng)等效為： 111?sKI? 這樣，原來是雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對象，經(jīng)閉環(huán)控制后，可以近似的等效為只有較小時間常數(shù) 1/ IK 的一個慣性環(huán)節(jié)，這就表明，電流的閉環(huán)控制改造了控制對象，加快了電流的跟隨作用 ，這是局部閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）的一個重要功能。 轉(zhuǎn)速環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖及簡化： 確定時間常數(shù) 因 nU? = nomn? ，故轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) ? 為 ? = nnomUn?= 101500 V? min/r= V? min/r 電流環(huán)的等級時間常數(shù)為 2 iT? =。取轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù) onT =，轉(zhuǎn)速環(huán)的時間常數(shù)為 2n i onT T T????=+= 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 設(shè)計要求中雖然允許系統(tǒng)有靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)放大系數(shù)很大，因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器如采用比例調(diào)節(jié)器，將很難滿足 穩(wěn)定性要求。為此，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用近似 PI 調(diào)節(jié)器，按典型 II 型系統(tǒng)進行設(shè)計。這樣的系統(tǒng)同時也可滿足動態(tài)抗擾性能好的要求。至于其階躍響應(yīng)超調(diào)量較大那是線性系統(tǒng)的計算數(shù)據(jù)，實際系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和非線性性質(zhì)會使超調(diào)量大大降低，當(dāng)近似 PI 調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)放大系數(shù)很大時，其傳遞函數(shù)可表示為 1() nASR nnsW S K s? ? ?? 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù) 按跟隨性能和抗擾性能較好的原則選擇 h=5，求出轉(zhuǎn)速超調(diào)量δn %和過渡過程時間 st 。如果能夠滿足設(shè)計要求，則可根據(jù)所選的 h值計算有關(guān)參數(shù)；否則要改變 h值重新進行計算，直到滿足設(shè)計要求為
畢業(yè)設(shè)計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1