h橋可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與實驗(編輯修改稿)
2025-07-26 19:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電流都十分敏感，容易損壞器件。 由于以上種種原因，所以選擇了脈寬調(diào)制變換器進行改變電樞電壓的直流調(diào)速系統(tǒng)。直流220V的電源可通過單相橋式整流電路產(chǎn)生，但是由于整流電路的輸出電壓具有較大的交流部分，不能適合大多數(shù)電子電路及設(shè)備的要求。因此，一般在整流后，還需要利用濾波電路將脈動的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷骸? 電源電路如圖所示，與用于信號處理的濾波電路相比，直流電源中濾波電路的顯著特點是：均采用無源電路；理想情況下，濾去所有交流成分，只保留直流成分； 能夠輸出較大電流。系統(tǒng)的保護包括過壓，過流和短路保護。該模塊用于電樞電流的檢測與過流保護，至于電樞回路和直流母線側(cè)。 限流電阻：為了避免大電容C在通電瞬間產(chǎn)生過大的充電電流，在整流器和濾波電容間的直流回路上串入限流電阻（或電抗），通上電源時，先限制充電電流，再延時用開關(guān)K將短路，以免長期接入時影響整流電路的正常工作，并產(chǎn)生附加損耗。 泵升限制電路：當(dāng)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動機轉(zhuǎn)速由高變低時（減速或者停車），儲存在電動機和負(fù)載轉(zhuǎn)動部分的動能將會變成電能，并通過雙極式可逆PWM變換器回送給直流電源。由于直流電源靠二極管整流器供電，不可能回送電能，電機制動時只好給濾波電容充電，從而使電容兩端電壓升高，稱作“泵升電壓”。過高的泵升電壓會損壞元器件，所以必須采取預(yù)防措施，防止過高的泵升電壓出現(xiàn)。可以采用由分流電阻R和開關(guān)元件（電力電子器件）VT組成的泵升電壓限制電路。當(dāng)濾波電容器C兩端的電壓超過規(guī)定的泵升電壓允許數(shù)值時，VT導(dǎo)通，將回饋能量的一部分消耗在分流電阻R上。第3章 調(diào)節(jié)器的選型及參數(shù)設(shè)計①設(shè)計要求：電流超調(diào)量5%轉(zhuǎn)速超調(diào)量 過渡時間②本報告設(shè)計為H橋可逆直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，分為內(nèi)環(huán)電流環(huán)ACR與外環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)ASR兩部分，現(xiàn)將參數(shù)整定如下：設(shè)計已知基本參數(shù)為：直流電動機額定電壓： UN=54V額定電流： IN=額定轉(zhuǎn)速： nN=1450r/min電樞電阻： Ra=電樞回路總電阻： R=4Ω電樞電感： L = 2mH 轉(zhuǎn)動慣量： J=. 觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的允許過載倍數(shù)：λ=根據(jù)設(shè)計要求電流超調(diào)量，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計電流調(diào)節(jié)器。電流控制。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的,所以把電流調(diào)節(jié)器設(shè)計成PI型的，其傳遞函數(shù)為 式中 ——電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；——電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)a． 計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù) 電流環(huán)小時間之和按小時間常數(shù)近似處理：(和一般都比小得多,可以當(dāng)作小慣性群近似地看作是一個慣性環(huán)節(jié))。ACR超前時間常數(shù)；電流環(huán)開環(huán)時間增益:要求，故應(yīng)取，因此 于是，ACR的比例系數(shù)為:b． 校驗近似條件電流環(huán)截止頻率 晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件：即滿足近似條件；忽略反電動勢對電流環(huán)影響的條件：即滿足近似條件；小時間常數(shù)近似處理條件：即滿足近似條件。按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨指標(biāo)為,滿足設(shè)計要求。⑵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計a. 選擇調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按跟隨和抗擾性能都能較好的原則,在負(fù)載擾動點后已經(jīng)有了一個積分環(huán)節(jié),為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差還必須在擾動作用點以前設(shè)置一個積分環(huán)節(jié),因此需要Ⅱ由設(shè)計要求，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)，故按典型Ⅱ型系統(tǒng)—選用設(shè)計PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為b. 計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)電流環(huán)等效時間常數(shù)=2轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)：按小時間常數(shù)近似處理，取=+Ton=根據(jù)跟隨性和抗干擾性能都較好的原則取，則ASR超前時間常數(shù)為轉(zhuǎn)速開環(huán)增益：ASR的比例系數(shù)：c. 近似校驗轉(zhuǎn)速截止頻率為：電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件： 現(xiàn)在 滿足簡化條件。轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件：現(xiàn)在 滿足近似條件。
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