電氣工程課程設(shè)計(jì)-無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-07-13 00:33 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 幾個(gè)模塊中的元件為基礎(chǔ)，搭建單閉環(huán)直流調(diào)速模型。 穩(wěn)態(tài)參數(shù) 的 計(jì)算 根據(jù)已知數(shù)據(jù)計(jì)算靜態(tài)參數(shù)系統(tǒng)為滿足調(diào)速范圍和靜差率的要求，則必須組成轉(zhuǎn)速閉環(huán)，并設(shè)置放大器。所以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算主要是計(jì)算檢測(cè)環(huán)節(jié)和運(yùn)算放大器的有關(guān)參數(shù)。 ① 了滿足靜態(tài)調(diào)速指標(biāo)要求，額定負(fù)載時(shí)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降應(yīng)為 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 3 m i n/)(10 5 0 0)1( rsD snn nomcl ??????? ② 根據(jù)靜態(tài)速降，計(jì)算系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放 K ???????? clenom nC RIK rVn RIUC nom anomee m i n/ ?????? ③ 計(jì)算測(cè)速反饋系數(shù) 及有關(guān)參數(shù) 測(cè)速反饋電壓 nomc y gnomtgx nCnEU ??? ??? ,其中測(cè)速反饋系數(shù) ?? etgC? 。 ?為電位器 RP2的分壓系數(shù)。 Cetg 為測(cè)速發(fā)電機(jī)的電勢(shì)系數(shù)。 從測(cè)速發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù) 可知 rVr VC e t g m i n/ i n)/(19 00 )(110 ??? 試取分壓系數(shù) ?? ，如果測(cè)速發(fā)電機(jī)與主電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)，這樣電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 1500r/min 下反饋電壓為 VCnU e t gnomx ????? ? 一般最大給定電壓約 10V 左右，本系統(tǒng)選用直流穩(wěn)壓電源為 177。15V，可以滿足要求，分壓系數(shù)試取合適，于是測(cè)速反饋系數(shù)為 電位器 RP2 的選擇方法如下：考慮測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出最高電壓時(shí)，其電流約為額定值的 20%，這樣，測(cè) 速機(jī)電樞電壓降對(duì)檢測(cè)信號(hào)的線性度影響較小，于是 ??????? %202 nomnome t gRP InCR 此時(shí) RP2 所消耗的功 率為： WInCP nomnome t gRP 5 0 %202 ?????? 為使電位器溫度不要很高，實(shí)選瓦數(shù)應(yīng)為消耗功率的一倍以上，故選 RP2 為10W， 可調(diào)電位器。 晶閘管整流與觸發(fā)裝置放大系數(shù) Ks 計(jì)算 ： 可近似取為 337230 ??pK 58 05 8 m in/e tgC V r??? ? ? ? ? ?電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 4 計(jì)算運(yùn)算放大器的放大系數(shù)和參數(shù) 實(shí)取 Kp =12， 工程上一般取 R0=20kΩ 或 40 kΩ，若 R0=20kΩ 則 ????? KRKR P 240122021 有靜差的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 以下用自動(dòng)控制理論中的反饋控制原理改善系統(tǒng)的性能。利用此原理 ,需要在電機(jī)軸上安裝一測(cè)速發(fā)電機(jī) TG,其輸出電壓 U 與轉(zhuǎn)速成正比 ,把 U 作為負(fù)反饋電壓與轉(zhuǎn)速給定電壓 U 相比較 ,構(gòu)成了速度負(fù)反饋 調(diào)速系統(tǒng)如圖 1 (a) 所示。 因?yàn)椴捎昧怂俣蓉?fù)反饋 ,所以可以提高運(yùn)行的穩(wěn)態(tài)精度。根據(jù)自動(dòng)控制原理 ,推導(dǎo)出如圖 1 (b) 所示的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。其閉環(huán)特性為 : n=KNKSUn/[Ce(1+k)]PId/[Ce(1+k)]=n0Δn。 其中 : K = Kp Kx β/Ce 為閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù) 。 n 為理想轉(zhuǎn)速。 速度負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 5 如果斷開(kāi)反饋回路 ,可以得到系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)機(jī)械特性 n=KpKsUn/Ce(Rid/Ce)=n0Δn’ (2) 以下對(duì)開(kāi)環(huán)特性和閉環(huán)特性進(jìn)行比較 : 開(kāi)環(huán) 轉(zhuǎn) 速 降 :Δn’=Rid/Ce, 閉 環(huán) 轉(zhuǎn) 速 降 :Δn=Rid/[Ce(1+k)], 二者的關(guān)系是 :Δn=Δn’/(1+K), 可以看出閉環(huán)系統(tǒng)的特性要硬的多。 開(kāi)環(huán)的靜差率 : s′ =Δn’/n0’ 閉環(huán)的靜差率 : s =Δn/n0；閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小的多。 當(dāng)靜差率相等時(shí) ,閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍也大大提高。如果取 nmax 為理想空載轉(zhuǎn)速 ,則開(kāi)環(huán)時(shí)： D′ = n′ /[Δn’(1s)]。 閉時(shí)環(huán) :D = n0s’/[Δn(1s’)].當(dāng) s’=s，則 D=(1+K)D’ 可以看出閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能要比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)高的多 ,而閉環(huán)系統(tǒng)有高的穩(wěn)態(tài)性能的前提是閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù) K 要足夠大。如前所提的高精度系統(tǒng) ,要滿足 D = 20, S ≤ 5% 的要求 ,則轉(zhuǎn)速降需要在 n = r/mi
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