電氣工程課程設計-無刷直流電機控制系統(編輯修改稿)
2025-07-13 00:33 本頁面
【文章內容簡介】 幾個模塊中的元件為基礎，搭建單閉環(huán)直流調速模型。 穩(wěn)態(tài)參數 的 計算 根據已知數據計算靜態(tài)參數系統為滿足調速范圍和靜差率的要求，則必須組成轉速閉環(huán)，并設置放大器。所以閉環(huán)系統穩(wěn)態(tài)參數計算主要是計算檢測環(huán)節(jié)和運算放大器的有關參數。 ① 了滿足靜態(tài)調速指標要求，額定負載時調速系統的穩(wěn)態(tài)速降應為 電氣工程課程設計（報告） 3 m i n/)(10 5 0 0)1( rsD snn nomcl ??????? ② 根據靜態(tài)速降，計算系統的開環(huán)放 K ???????? clenom nC RIK rVn RIUC nom anomee m i n/ ?????? ③ 計算測速反饋系數 及有關參數 測速反饋電壓 nomc y gnomtgx nCnEU ??? ??? ,其中測速反饋系數 ?? etgC? 。 ?為電位器 RP2的分壓系數。 Cetg 為測速發(fā)電機的電勢系數。 從測速發(fā)電機數據 可知 rVr VC e t g m i n/ i n)/(19 00 )(110 ??? 試取分壓系數 ?? ，如果測速發(fā)電機與主電動機直接傳動，這樣電動機最高轉速 1500r/min 下反饋電壓為 VCnU e t gnomx ????? ? 一般最大給定電壓約 10V 左右，本系統選用直流穩(wěn)壓電源為 177。15V，可以滿足要求，分壓系數試取合適，于是測速反饋系數為 電位器 RP2 的選擇方法如下：考慮測速發(fā)電機輸出最高電壓時，其電流約為額定值的 20%，這樣，測 速機電樞電壓降對檢測信號的線性度影響較小，于是 ??????? %202 nomnome t gRP InCR 此時 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，實選瓦數應為消耗功率的一倍以上，故選 RP2 為10W， 可調電位器。 晶閘管整流與觸發(fā)裝置放大系數 Ks 計算 ： 可近似取為 337230 ??pK 58 05 8 m in/e tgC V r??? ? ? ? ? ?電氣工程課程設計（報告） 4 計算運算放大器的放大系數和參數 實取 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)調速系統 以下用自動控制理論中的反饋控制原理改善系統的性能。利用此原理 ,需要在電機軸上安裝一測速發(fā)電機 TG,其輸出電壓 U 與轉速成正比 ,把 U 作為負反饋電壓與轉速給定電壓 U 相比較 ,構成了速度負反饋 調速系統如圖 1 (a) 所示。 因為采用了速度負反饋 ,所以可以提高運行的穩(wěn)態(tài)精度。根據自動控制原理 ,推導出如圖 1 (b) 所示的閉環(huán)調速系統的穩(wěn)態(tài)結構圖。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)系統的開環(huán)放大系數 。 n 為理想轉速。 速度負反饋閉環(huán)調速系統 電氣工程課程設計（報告） 5 如果斷開反饋回路 ,可以得到系統的開環(huán)機械特性 n=KpKsUn/Ce(Rid/Ce)=n0Δn’ (2) 以下對開環(huán)特性和閉環(huán)特性進行比較 : 開環(huán) 轉 速 降 :Δn’=Rid/Ce, 閉 環(huán) 轉 速 降 :Δn=Rid/[Ce(1+k)], 二者的關系是 :Δn=Δn’/(1+K), 可以看出閉環(huán)系統的特性要硬的多。 開環(huán)的靜差率 : s′ =Δn’/n0’ 閉環(huán)的靜差率 : s =Δn/n0；閉環(huán)系統的靜差率要小的多。 當靜差率相等時 ,閉環(huán)系統的調速范圍也大大提高。如果取 nmax 為理想空載轉速 ,則開環(huán)時： D′ = n′ /[Δn’(1s)]。 閉時環(huán) :D = n0s’/[Δn(1s’)].當 s’=s，則 D=(1+K)D’ 可以看出閉環(huán)系統的穩(wěn)態(tài)性能要比開環(huán)系統高的多 ,而閉環(huán)系統有高的穩(wěn)態(tài)性能的前提是閉環(huán)系統的開環(huán)放大系數 K 要足夠大。如前所提的高精度系統 ,要滿足 D = 20, S ≤ 5% 的要求 ,則轉速降需要在 n = r/mi
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