直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-13 01:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 來為止的時間，對于線性控制系統(tǒng)來說，理論上要到 ??t 才真正穩(wěn)定，但是實際系統(tǒng)由于存在非線性等因素并不是這樣。因此，一般在階躍響應(yīng)曲線的穩(wěn)態(tài)值附近，取 %5? （或 %2? ）的范圍作為允許誤差帶，以響應(yīng)曲線達到并不再超出該誤差帶所需的最短時間，定義為調(diào)節(jié)時間。 （ 3）超調(diào)量 ? 在典型的階躍響應(yīng)跟隨 過程中，輸出量超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏差量與穩(wěn)態(tài)值之比，用百分數(shù)表示，叫做超調(diào)量， 4 4 %10 0)( m a x ?????c cc? （ ） 超調(diào)量反映系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。超調(diào)量越小，相對穩(wěn)定性越好，即動態(tài)響應(yīng)比較平穩(wěn)?？箶_性能指標： （ 1）動態(tài)降落 %maxc? 系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，突加一個約定的標準的負擾動量，在過度過程中所引起的輸出量最大降落值 maxc? 叫做動態(tài)降落，用輸出量原穩(wěn)態(tài)值 1?c 的百分數(shù)來表示。輸出量在動態(tài)降落后逐漸恢復(fù)，達到新的穩(wěn)態(tài)值 2?c ， 21 ???cc 是該系統(tǒng)在該擾動作用下的穩(wěn)態(tài)降落。動態(tài)降落一般都大于穩(wěn)態(tài)降落。調(diào)速系統(tǒng)突加額定負載擾動時的動態(tài)降落稱作運態(tài)速降 %maxn? 。 （ 2）恢復(fù)時間 vt 從階躍擾動作用開始，到輸出量基本 恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，距新穩(wěn)態(tài)值 2?c 之差進入某基準量 bc 的 %5? （或 %2? ）范圍之內(nèi)所需的時間，定義為恢復(fù)時間 vt ，其中 bc 稱為抗擾指標中輸出量的基準值，視具體情況而定。 直流調(diào)速方案的確定 （ 1）調(diào)節(jié)電樞電壓 直流電動機分為有換向器和無換向器兩大類。直流電動機調(diào)速 系統(tǒng)最早采用恒定直流電壓給直流電動機供電，通過改變電樞回路中的電阻來實現(xiàn)調(diào)速。這種方法簡單易行、設(shè)備制造方便、價格低廉；但缺點是效率低、機械特性軟，不能得到較寬和平滑的調(diào)速性能。該法只適用在一些小功率且調(diào)速范圍要求不大的場合。 隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，由晶閘管變流器供電的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)已取代了發(fā)電機 電動機調(diào)速系統(tǒng)，它的調(diào)速性能也遠遠地超過了發(fā)電機 電動機調(diào)速系統(tǒng)。特別是大規(guī)模集成電路技術(shù)以及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的精度、動態(tài)性能、可靠性有了更大的提高。連續(xù)改變電樞供電電壓，可以使 直流電動機在很寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。改變電樞供電電壓的方法有兩種，一種是采用發(fā)電機 電動機組供電的調(diào)速系統(tǒng)；另一種是采用晶閘管變流器供電的調(diào)速系統(tǒng)。 （ 2）減弱勵磁磁通 當電樞電壓恒定時 ，改變電動機的勵磁電流也能實現(xiàn)調(diào)速 。 由 式 ?e aaaC RIUn ?? （ ） 式中 aU 為 電樞供電電壓 （ V ） ； aI 為 電樞電流 （ A ） ； ? 為 勵磁磁通（ Wb ）； aR 為 電樞回路總電阻 （ ? ） ； eC 為 電勢系數(shù) 。 5 5 apNCe 60? （ ） p 為電磁對數(shù)， a 為電樞并聯(lián)支路數(shù)， N 為導體數(shù) ） 可看出，電動機的轉(zhuǎn)速與磁通 ?（也就是勵磁電流）成反比，即當磁通減小時，轉(zhuǎn)速 n 升高；反之，則 n 降低。與此同時，由于電動機的轉(zhuǎn)矩 eT 是磁通 ? 和電樞電流 aI 的乘積，電樞電流不變時，隨著磁通 ? 的減小，其轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)矩也會相應(yīng)地減小。所以，在這種調(diào)速方法中，隨著電動機磁通 ? 的減小，其轉(zhuǎn)矩升高，轉(zhuǎn)矩也會相應(yīng)地降低。在額定電壓和額定電流下，不同轉(zhuǎn)速時，電動機始終可以輸出額定功率，因此這種調(diào)速方法稱為恒功率調(diào)速。 為了使電動機的容量能得到充分利用，通常只是在電動機基速以上調(diào)速時才采用這種調(diào)速方法。采用弱磁調(diào)速時的范圍一般為 :1～ 3:1，特殊電動機可達到 5:1。 電力拖動方案及供電方案的確定和電動機的選擇 晶閘管變流裝置主電路接線方式選擇 本試驗內(nèi)容采用三相橋式可控整流電路連線方式。 主電路的開關(guān)控制電路為圖 。 圖 主電路的開關(guān)控制電路 （ 1） 三相橋式全控整流電路 圖 三相橋式全控整流電路原理圖 三相橋式全控整流電路實質(zhì)上是三相半波共陰極組與共陽極組整流電路的串聯(lián)。 6 6 在任何時刻都必須有兩個晶閘管導通才能形成導電回路，其中一個晶閘管是共陰極組的，另一個晶閘管是共陽組的 。 6 個晶閘管導通的順序依此循環(huán)，每隔 60 度 有一個晶閘管換相。為了保證在任何時刻都必須有兩個晶閘管導通，采用了雙脈沖觸發(fā)電路，在
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