v-m雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-02-03 12:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 采用 PI調(diào)節(jié)的單個(gè)轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可 以保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。但是，如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，單環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。這是就要考慮采用轉(zhuǎn)速、電流雙環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置三相交流電源 三相橋式整流電路 直流電動(dòng)機(jī) 整流 供電 雙閉環(huán)直流調(diào)速機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路 保護(hù)電路 4 兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流 。 二者之間實(shí)行嵌套（串聯(lián)）聯(lián)接。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器 UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 圖 21 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 圖 22 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 ASR— 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR— 電流調(diào)節(jié)器， TG— 測(cè)速發(fā)電機(jī)， TA— 電流互感器， UPE— 電力電子變換器， Un*— 轉(zhuǎn)速給定電壓， Un— 轉(zhuǎn)速反饋電壓， Ui*— 電流給定電壓， Ui— 電流反饋電壓 VM 直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 速度和電流雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（雙環(huán)），是由單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的，調(diào)速系統(tǒng)使用比例積分調(diào)節(jié)器，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無(wú)靜差調(diào)速。又采用電流截止負(fù)載環(huán)節(jié)，限制了起（制）動(dòng)時(shí)的最大電流。但是由于電流截止負(fù)反饋限制了最大電流，加上電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)隨著轉(zhuǎn)速的上升而增加，使電流到達(dá)最大值后迅速降下來(lái)，這樣，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距也減小了，使起動(dòng)加速過(guò)程變慢，起動(dòng) + + + M TG + + RP2 n U*n R0 R0 Uc Ui TA L Id Ri Ci Ud + + R0 R0 Rn Cn ASRACR LM TG V RP1 Un U*i LM UPPPE 5 （調(diào)整時(shí)間 ts）的時(shí)間就比較長(zhǎng)。在這些系統(tǒng)中為了盡快縮短過(guò)渡時(shí)間，所以希望能夠充分利用晶閘管元件和電動(dòng)機(jī)所允許的過(guò)載能力，使起動(dòng)的電流保護(hù)在最大允許值上，電動(dòng)機(jī)輸出最大轉(zhuǎn)矩，從 而轉(zhuǎn)速可直線迅速上升，使過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間大大縮短。另一方面，在一個(gè)調(diào)節(jié)器輸出端綜合幾個(gè)信號(hào)，各個(gè)參數(shù)互相調(diào)節(jié)比較困難。為了克服這一缺點(diǎn)就應(yīng)用轉(zhuǎn)速，電流雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)采用三相全控橋整流電路，在直流側(cè)串有平波電抗器，該電路能為電動(dòng)機(jī)負(fù)載提供穩(wěn)定可靠的電源，利用 控制角的大 小可有效的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，并在直流交流側(cè)安置了保護(hù)裝置，保證各元器件能安全的工作，同時(shí)由于使用了閉環(huán)控制，使得整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)具有很好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。 圖 23 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 直流調(diào)速系統(tǒng)常用的直流電源有三種①旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組；②靜止式可控整流器；③直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器。 圖 31 晶閘管 電動(dòng)機(jī)調(diào)速系 統(tǒng) (簡(jiǎn)稱 VM 系統(tǒng) )的原理圖。通過(guò)調(diào)節(jié)閥裝置GT 的控制電壓 cU 來(lái)移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變平均整流電壓 dU ，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組及離子拖動(dòng)變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上都 很大提高，而且在技術(shù)性能上也現(xiàn)實(shí)出較大的優(yōu)越性。 圖 31VM系統(tǒng)原理 6 主電路設(shè)計(jì)結(jié)果及原理 三相半波可控整流電路使用的晶閘管個(gè)數(shù) 是三相全控橋整流電路的一半，但它的性能不及三相全控橋整流電路。三相全控橋整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動(dòng)小，適合直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，并且該電路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣（將近 50）。把該電路應(yīng)用于本設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)、平滑地轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電動(dòng)機(jī)不可逆運(yùn)行等技術(shù)要求。 圖 32主電路原理圖 主要參數(shù)計(jì)算及器件選擇 電動(dòng)機(jī)的選型 型號(hào)： Z418042 額定轉(zhuǎn)速： 3000r/min 額定功率： 90KW 電壓：電樞 22
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