雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)課程設計(編輯修改稿)
2025-07-14 00:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電源內(nèi)阻。但是實驗時求取的電樞電流不夠精確，導致求不出精確的電源內(nèi)阻，根據(jù)經(jīng)驗，電源內(nèi)阻在10~20之間，所以所得的電阻值可以勉強使用。(4)電源放大系數(shù)計算公式計算結果給定電壓/V電源端電壓/V電樞電流/A375985102122135151165179186204221230247260261表35 電源放大系數(shù)的測量結果 飽和區(qū)死 區(qū)線性區(qū) 圖 期望的電源放大系數(shù)關系 給定電壓和電源輸出電壓的關系只有在一定范圍內(nèi)才可以被看成一個比例關系，過小的給定電壓，輸出處于死區(qū)，而過大的給定電壓又會使輸出飽和，輸出電壓的值不再隨給定電壓的增加而增加。通常系統(tǒng)工作在死區(qū)和飽和區(qū)中間的線性區(qū)內(nèi)。由于實驗中給定電壓的范圍沒有選好，導致給定電壓較小時的死區(qū)特性沒有明顯的表示出來。此外實驗區(qū)線中的線性區(qū)也遠不如期望曲線那樣直。 實際上觸發(fā)角控制電壓的關系如下整流輸出的瞬時電壓和平均電壓為其中為脈沖觸發(fā)延遲角 整流輸出的最大電壓 為一個周期內(nèi)的脈動個數(shù)結合影響觸發(fā)角的原理，輸出電壓不僅由于器件存在飽和現(xiàn)象和不靈敏現(xiàn)象，同時受電感變化和諧波的影響，使得Ks即使在線性段也有較大的變化。在的關系中表現(xiàn)為兩者的斜率，這個斜率應該隨著的增加而先變大后變小，但在為1V時出現(xiàn)了一些反復，這應該是由于測量過程中的誤差帶來的。要得到模型中放大系數(shù)，可以用線性區(qū)中幾組的平均值。線性區(qū)平均表36 的線性化(5) 直接測量得到的量平波電抗器直流電阻/平波電抗器電感/電樞電感/758318 測得平波電抗器的電阻后就可以得到電樞回路的總電阻 由直接測量得到的兩個電感值和電樞回路總電阻就可以得到電機的電磁時間常數(shù) (6) 示波器采集到的轉速時間波形圖 31 突加給定后的電機電流響應由以上的波形圖可以大致求出系統(tǒng)的機電時間常數(shù)求出陰影部分的面積為縱坐標一格代表 機電時間常數(shù)為綜上，典型話后系統(tǒng)各結構的系數(shù)為電動勢系數(shù)電源放大倍數(shù)電磁時間常數(shù)機電時間常數(shù)失控時間（三相橋式） 表37 模型參數(shù)的取值系統(tǒng)的動態(tài)結構框圖為圖32 VM系統(tǒng)結構框圖33系統(tǒng)模型仿真和誤差分析 利用求取電動勢系數(shù)的轉速給定表和，不同電樞電流對應的電源放大系數(shù)表可以對已經(jīng)建立的模型進行檢驗，雖然求電源放大系數(shù)時沒有加入勵磁磁通，電機沒有轉速，但鑒于轉速和轉速帶來的反電動勢不影響電源環(huán)節(jié)的輸入輸出，所以和的關系是可以使用的。 在已經(jīng)建立的晶閘管電動機系統(tǒng)模型中改變的值，可以得到/v/v//A/v/83582111756127891159108616311371871283223156022221530模型仿真結果實驗結果表38 模型靜特性與測得的特性對比圖33 模型響應和實驗結果的對比比較可知，由參數(shù)測定得到的模型在轉速和電源電壓上偏小，由 下面通過仿真探討模型誤差可能的來源。晶閘管整流器輸出的電源電壓較大時，也是電機轉速較高的時候，對應的給定電壓也較大，可以看到，實驗數(shù)據(jù)和通過實驗數(shù)據(jù)建立的模型仿真結果又較大的差異，可能有以下一些原因帶來了模型偏差 ①實驗中勵磁磁通可能改變了，導致測量轉速時的勵磁磁通和建立模型某一參量時的勵磁磁通不相匹配，也就是說在這一模型中電動勢系數(shù)是不合適的。②實驗中電樞電壓測量存在偏差，由于電源電壓的測量精度不夠等原因，會影響到模型中電機的機械特性，從而改變給定電壓和轉速之間的關系。③電源放大系數(shù)的非線性性帶來模型的偏差，由之前的模型計算可以看出，電阻和電感的測量都是相對精確的，但是測量計算得到的電源放大系數(shù)卻隨給定電壓的變化存在明顯的非線性性，這會導致模型中的電源端電壓和實驗中的電源端電壓不一致，從而影響電機的轉速。下面對以上三種可能的原因進行討論①我們試著改變電動勢系數(shù),觀察在同樣給定下電機轉速的變化圖34 改變勵磁后的電機起動 可以看到隨著電動勢系數(shù)減小，也就是勵磁磁通減小，電機穩(wěn)定后的轉速會有所上升，實驗得到的轉速是1086rpm，電壓為159V，而理論仿真得到的轉速和電壓分別為867rpm，和178V，按照我們在電機拖動中德知識，弱磁后系統(tǒng)電壓減小，在一定范圍內(nèi)轉速提高，并符合模型偏差量，結合，給定電壓較大時（）時的情況，可以初步判斷，有可能是勵磁磁通變化帶來模型誤差。②改變電樞電阻，觀察轉速的變化圖35 改變電樞電阻后的電機起動（空載/負載）可以看到，在存在負載時，電樞電阻偏大會降低最后的轉速，但是計算模型時的電阻只包括電樞內(nèi)阻，電抗阻值和電源內(nèi)阻，實驗時還存在起動電阻沒有完全切除的可能，所以電阻測量的偏差不是模型誤差的來源。③改變模型中的電源放大系數(shù)，考慮到模型電源放大系數(shù)的非線性性， 圖 36 改變電源放大系數(shù)對轉速的影響，由上圖可以看到Ks的偏大會使轉速偏大，實際轉速較模型仿真出的轉速偏大，可能是模型電源放大系數(shù)偏小帶來的，但這是不合理的，因為在計算平均放大系數(shù)時所用線性段放大系數(shù)都是偏大的，很難想象模型的放大系數(shù)還會出現(xiàn)偏小的情況。綜上所述，模型的偏差是由于得到參數(shù)的實驗和得到轉速的實驗勵磁磁通不同帶來，這是可以接受的，因為實際中勵磁磁通本來就會不斷改變。第四章 工程設計方法設計和整定轉速，電流反饋調(diào)速系統(tǒng)41 設計整定的思路雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一個典型的串級系統(tǒng)，其整定方法和其他串級系統(tǒng)類似，有三種整定方法，一步整定法，兩步整定法和逐步逼近法，本次課程設計用的是兩步整定法，先整定電流內(nèi)環(huán)，后整定轉速外環(huán)。電流內(nèi)環(huán)的要求主要是快速跟隨，轉速外環(huán)的主要要求是抗擾動，消除轉速靜差，由
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