轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-22 03:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 U2Φ）/（fdSiId/U2Φ）10↑3=（300（5%~10%）12/（380））=~。綜合（1）（2），則平波電抗器電感值可取為L(zhǎng)d=450mH。但由以上公式計(jì)算得到的電感值均是電路總電感，其中包括負(fù)載電動(dòng)機(jī)的電感LD與變壓器漏感LB,因此外接平波器電抗器Ld應(yīng)減去LD和LB。電動(dòng)機(jī)電感LD值按下式計(jì)算：LD=KD UeD103/（2pneDIeD）（mH）式中，UeD、IeD、neD為直流電機(jī)的額定電壓、額定電流與額定轉(zhuǎn)速；P為電機(jī)極對(duì)數(shù)；KD為計(jì)算系數(shù)，一般無(wú)補(bǔ)償電機(jī)KD=8~12。則電動(dòng)機(jī)電感LD= KD UeD103/（2pneDIeD）=（8~12）220103/（21150012）（mH）=~。可取LD=50mH?？紤]到變壓器漏感一般很小，故忽略變壓器漏感。則三相全控橋整流器輸出串接平波電抗器的電感量為L(zhǎng)d= L1?(2LB+ LD)≈L1LD=400mH。橋式整流電路的濾波電容取值在工程設(shè)計(jì)中，一般由兩個(gè)切入點(diǎn)來(lái)計(jì)算。一是根據(jù)電容由整流電源充電與對(duì)負(fù)載電阻放電的周期，再乘上一個(gè)系數(shù)來(lái)確定的，另一個(gè)切入點(diǎn)是根據(jù)電源濾波輸出的波紋系數(shù)來(lái)計(jì)算的，無(wú)論是采用那個(gè)切入點(diǎn)來(lái)計(jì)算濾波電容都需要依據(jù)橋式整流的最大輸出電壓和電流這兩個(gè)數(shù)值。通常比較多的是根據(jù)電源濾波輸出波紋系數(shù)這個(gè)公式來(lái)計(jì)算濾波電容。C≥（fp（Uomax/Iomax）Su）式中，；fp是整流電路的脈沖頻率；Uomax是整流電路最大輸出電壓；Iomax是整流電路最大輸出電流；Su是電壓紋波系數(shù)。對(duì)于本設(shè)計(jì)采用的三相全控橋整流電路，輸出電壓220V，輸出電流12A，波紋系數(shù)取8%，濾波電容為C≥（fp（Uomax/Iomax）Su）=（300（220V/12A））=。取C=1000μF。第二章 調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用工程設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器。原則是先內(nèi)環(huán)后外環(huán)。即先進(jìn)行電流環(huán)的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)。（一） 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)。（1）整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)TS：由附表21可知三相橋式電路平均失控時(shí)間TS=。（2）電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi：，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1~2）Toi=，故取Toi=2ms=。（3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和TΣi：按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取TΣi=TS+Toi=。（4）電磁時(shí)間常數(shù)Tl：已知直流電動(dòng)機(jī)電感為L(zhǎng)D=50mH，則電磁時(shí)間常數(shù)Tl=Ll/R=。（1）確定系統(tǒng)型式及其傳遞函數(shù)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求σi≤5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無(wú)靜差，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。又電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性的（電磁慣性和機(jī)械慣性），故可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為（2）檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：Tl/TΣi≈。參照附表22的典型I型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。故基本確定電流調(diào)節(jié)器按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（1）電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：τi=Tl=。（2）電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：要求σi≤5%時(shí)，應(yīng)取KITΣi=，故KI=。又電流反饋系數(shù)β=Ui*/=10/12=，則ACR的比例系數(shù)Ki=KIτiR/KSβ==。（1）電流環(huán)截止頻率：ωci=KI=。故（2）校驗(yàn)晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件：1/3TS=1/3=ωci。滿足近似條件。（3）校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件：3√（1/TmTl）=3√（1/）=ωci。滿足近似條件。（4）校驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：1/3√（1/TSToi）=1/3√（1/）=ωci。滿足近似條件。電流調(diào)節(jié)器原理圖如圖21所示。按所用運(yùn)算放大器取R0=40Ω，各電阻和電容值計(jì)算如下：Ri=KiR0=40=。取6ΩCi=τi/Ri=。Coi=4Toi/R0=4。按照上述參數(shù)，電流環(huán)可達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為：σi=%5%（見(jiàn)附表22）。滿足設(shè)計(jì)要求。圖21 電流調(diào)節(jié)器原理圖（二） 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)。（1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/KI：已取KITΣi=，故1/KI=2=。（2）轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)Ton：根據(jù)所用測(cè)速發(fā)電機(jī)紋波情況，取Ton=。（3）轉(zhuǎn)速小時(shí)間常數(shù)TΣn：按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取TΣn=1/KI+Ton=+=。（1）確定系統(tǒng)型式及其傳遞函數(shù)：按照設(shè)計(jì)要求，選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為。按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5，則（1）ASR的超前時(shí)間常數(shù)為：τn=hTΣn=5=。（2）轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益為：KN=（h+1）/2h2TΣn2=6/252≈。又轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α=Un*/nN=10/1500=，則（3）ASR比例系數(shù)為：Kn=（h+1）βCeTm/2hαRTΣn=65=。（1）轉(zhuǎn)速截止頻率：ωci=KN/ω1=KNτn==。故（2）校驗(yàn)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件：（1/3）√（KI/TΣi）=（1/3）√
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