畢業(yè)設計-基于工程設計法的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2025-07-12 16:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 超調(diào)量 5%i?? ，空 載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量10%n? ? 。 第 2 章 系統(tǒng)總體設計 總體思路 長 春 大 學 課程設計紙 共 15 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 采用 PI 調(diào)節(jié)的單個轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如對于經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)運行的龍門刨床、可逆軋鋼機，要求快速起制動，因為盡量縮短其、制動時間是提高生產(chǎn)率的重要因素，為此，在電機最大允許電流和轉(zhuǎn)矩受限制的條件下，應該充分利用電機的過載能力，最好在過渡過程中始終保持電流為允許的最大值，使電力拖動系統(tǒng)以最大加速度起動，到達穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時，立即讓電流降下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運行。因此，我們可以采用 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速來實現(xiàn)。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可以在系統(tǒng)中設置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋，二者之間實現(xiàn)串級連接，形成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制。 總體設計 方案一：單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是由一個轉(zhuǎn)速負反饋構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。在電動機軸上裝一臺測速發(fā)電機，引出與轉(zhuǎn)速成正比的電壓與給定電壓比較后，得到偏差電壓，經(jīng)放大器，產(chǎn)生觸發(fā)裝置的控制電壓，用以控制電動機得轉(zhuǎn)速。該系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，但是， 如果對系統(tǒng) 的動態(tài)性能要求較高，就難以滿足要求。 原理框圖如圖 21 電 壓X放 大 器 整 流 觸 發(fā) 裝 置 電 動 機速 度 檢 測負 載 圖 21 方案二：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 該方案主要由給定環(huán)節(jié)、 ASR、 ACR、觸發(fā)器和整流裝置環(huán)節(jié)、速度檢測環(huán)節(jié)以及電流檢測環(huán)節(jié)組成。為了使轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋分別起作用，系統(tǒng)設置了電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器和電流檢測反饋回路構(gòu)成了電流環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速檢測反饋回路構(gòu)成轉(zhuǎn)速環(huán)。因轉(zhuǎn)速環(huán)包圍電流環(huán)，故電流環(huán)稱為長 春 大 學 課程設計紙 共 15 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。在電路中， ASR 和 ACR 串聯(lián)，把 ASR 的輸出當作 ACR的輸入 ，再由 ACR 的輸出去控制整流器的觸發(fā)器。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能。轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器都采用具有輸入輸出限幅功能的 PI 調(diào)節(jié)器，且轉(zhuǎn)速和電流都采用負反饋閉環(huán)。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)彌補了單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的缺點，能夠滿足動態(tài)性能要求。 電 壓XA S R 整 流 觸 發(fā) 裝 置 電 動 機速 度 檢 測負 載XA C R電 流 檢 測 圖 22 綜上所述，我們選用雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 第 3 章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設計 長 春 大 學 課程設計紙 共 15 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 系統(tǒng)的總體框圖設計 根據(jù) 設計的要求，本文所設計的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主要包含轉(zhuǎn)速給定電路、轉(zhuǎn)速檢測電路、電流檢測電路、整流電路等幾部分，系統(tǒng)的總體框圖如下： 11onTs ?XA S R A C R11oiTs ? 1ssKTs ?11lRTs ?mRTs1eC1oiTs??1onTs??X X X()cUs ()doUsEs ()dlIs 圖 31 電流調(diào)節(jié)器的設計 常數(shù) （ 1）整流裝置滯后時間常數(shù) sT ，三相橋式整流電路的失控時間 sT =。 （ 2）電流濾波時間常數(shù) oiT ，三相橋式電路每個波頭的時間是 ，為了基本濾平波頭，應有 (1 2) oiT =，因此取 ? （ 3 ） 電 流 環(huán) 小 時 間 常 數(shù) 之 和 iT? ，按小時間常數(shù)近視處理，取0 .0 0 3 7i s o iT T T s? ? ? ?。 根據(jù)設計要求： 5%i?? ，而且 7 10%liTT ? ? ? ?，因此，設計成典型 ? 系統(tǒng) 電流調(diào)節(jié)器選用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可設為 ( 1)() iiA C RiksWs s?? ?? 式中 ik — 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù) i? — 電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù) （ 1）
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