v-m轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-12 03:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 再從動態(tài)要求上看，實際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時有太大的超調(diào)，以保證電流在動態(tài)過程中不超過允許值，而對電網(wǎng)電壓波動的及時抗擾作用只是次要因素。為此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，即應(yīng)選用典型Ⅰ型系統(tǒng)。圖9的表明，電流環(huán)的控制對象是雙慣性型的，要校正成典型Ⅰ型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI型的電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可以寫成： 為了讓調(diào)節(jié)器零點與控制對象的大時間常數(shù)極點對消，選擇則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖便成圖10所示的典型形式，其中：四、電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算根據(jù)已知數(shù)據(jù)得數(shù)據(jù)計算晶閘管整流裝置：Rn=，KS=。允許過載倍數(shù)λ=。系統(tǒng)主電路：電抗器直流電阻RH=，電樞回路總電阻R=Rn+Ra+RH=。電機電動勢常數(shù)： (Vmin/r)主電路總電感：mH電動機轉(zhuǎn)矩系數(shù)：Cm=30Ce/π=（Nm/A）電樞回路電磁時間常數(shù)：Tl=L/R=電力拖動系統(tǒng)機電時間常數(shù)：s電流反饋系數(shù)：V/A1. 確定時間常數(shù)1) 整流裝置滯后時間常數(shù)Ts。三相橋式晶閘管整流電路的平均失控時間Ts=。2) 電流濾波時間常數(shù)Toi。，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1～2）Toi=，因此取Toi=2ms=。3) 電流環(huán)小時間常數(shù)之和T。按小時間常數(shù)近似處理，取 T∑i=Ts+Toi=。2. 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求δi≤5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型Ⅰ系統(tǒng)設(shè)計電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器。3. 計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：τi=Tl=。電流環(huán)開環(huán)增益：要求δi≤5%時，按表21，應(yīng)取KIT=，因此KI=∑i=于是，ACR的比例系數(shù)為4. 校驗近似條件電流環(huán)截止頻率：ωci=KI=1) 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件滿足近似條件。2) 忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件滿足近似條件。3) 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件滿足近似條件。5. 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容由圖2―7所示，按所用運算放大器取R0=40KΩ，各電阻和電容值為KΩ，取5KΩμF,取2μFμF,按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標為δi=%5%，滿足設(shè)計要求。電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)電流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)的一個環(huán)節(jié)，由圖10可知，電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為忽略高次項，可降階近似為近似條件轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇用電流環(huán)的等效代替圖6中的電流環(huán)后，整個轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖12所示。把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時將給定信號改為，再把時間常數(shù)為和的兩個小慣性環(huán)節(jié)合并起來，近似成一個時間常數(shù)為的慣性環(huán)節(jié)，其中則轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖可簡化成如圖13所示。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，在負載擾動作用點前面必須有一個積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR中?，F(xiàn)在擾動作用點后面已經(jīng)有了一個積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計成典型Ⅱ型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時也能滿足動態(tài)抗擾性能好的要求。在理論計算中，線性系統(tǒng)的階躍超調(diào)量較大，但在實際系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和非線性性質(zhì)會使超調(diào)量大大降低。故而，ASR也采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為這樣，調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為令轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為則不考慮負載擾動時，校正后調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖14所示。上述結(jié)果所服從的近似條件歸納為：四、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算1）電流環(huán)等效時間常數(shù)1/KI：1/KI=2T∑i=2=2)轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)Ton：根據(jù)所用測速發(fā)動機紋波情況，取Ton=。3）轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)T∑n。按小時間常數(shù)近似處理，取T∑n=1/KI+Ton=+=按跟隨和抗擾性能都較
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