v-m雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計運(yùn)動控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文(編輯修改稿)
2025-07-22 14:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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)。兩個調(diào)節(jié)器均采用帶限幅作用的PI調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Uim*決定了電流給定的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm，圖中用帶限幅的輸出特性表示PI調(diào)節(jié)器的作用。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時，輸出達(dá)到限幅值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時，PI調(diào)節(jié)器工作在線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，其作用是輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時為零。為了實現(xiàn)電流的實時控制和快速跟隨，希希望電流調(diào)節(jié)器不要進(jìn)入飽和狀態(tài)，因此，對于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和不飽和兩種情況。 VM雙閉環(huán)有環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖3 調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)計算及整定1）.整流裝置滯后時間常數(shù)，即三相橋式電路的平均失控時間=。2).電流濾波時間常數(shù)=。3).電流環(huán)小時間常數(shù)之和，取=+=。根據(jù)設(shè)計要求≤5%，并保證穩(wěn)態(tài)無靜差，可按典型I型系統(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，其傳遞函數(shù)：(s)=檢查對電源電壓的抗擾性能：，參照典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)，各項指標(biāo)都是可以接受的。電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：=。電流環(huán)開環(huán)增益：要求5%時，應(yīng)取=，因此=電流反饋系數(shù)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)于是，ASR的比例系數(shù)為 電流環(huán)截止頻率：1).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3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。按所用運(yùn)算放大器取，各電阻和電容值為，取10， ，按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動態(tài)跟隨性能指標(biāo)為=%(5%，滿足條件)1).電流環(huán)等效時間常數(shù)：2).轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)：3).轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)之和，取根據(jù)設(shè)計要求，選擇PI型調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)：按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5,則ASR的超前時間常數(shù)為轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益： 可得ASR的比例系數(shù)為： 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率：1).電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為滿足簡化條件。2).轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件為滿足近似條件。 由圖34，取，則，取2850，取轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器原理圖含給定濾波和反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖6所示，圖中為電流給定電 壓，為電流負(fù)反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出就是電力電子變換器的控制電壓。為轉(zhuǎn)速給定電壓，為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的給定電壓。ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ACR—電流調(diào)節(jié)器， TG—測速發(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。 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h=5時，查表32典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)得，不能滿足設(shè)計要求。實際上，由于表32是按線性系統(tǒng)計算的，而突加階躍給定時，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新計算超調(diào)量。 表32 典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)（按準(zhǔn)則確定參數(shù)關(guān)系）h345678910%%%%%%%%3k32211111表33 典型II型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系h345678910%%%%%%%%設(shè)理想空載起動時，負(fù)載系數(shù)，已知In=308A，=1000r/min，λ=,∑
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