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直流電動機轉速電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)設計(編輯修改稿)

2024-09-05 15:50 本頁面
 

【文章內容簡介】 程中,它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓(即外環(huán)調節(jié)器的輸出量)變化。(2)對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。(3)在轉速動態(tài)過程中,保證獲得電機允許的最大電流,從而加快動態(tài)過程。(4)當電機過載甚至堵轉時,限制電樞電流的最大值,起快速的自動保護作用。一旦故障消失,系統(tǒng)立即自動恢復正常。這個作用對系統(tǒng)的可靠運行來說是十分重要的。轉速調節(jié)器的作用:(1)轉速調節(jié)器是調速系統(tǒng)的主導調節(jié)器,它使轉速 n 很快地跟隨給定電壓變化,穩(wěn)態(tài)時可減小轉速誤差,如果采用PI調節(jié)器,則可實現(xiàn)無靜差。(2)對負載變化起抗擾作用。(3)其輸出限幅值決定電機允許的最大電流。 電流調節(jié)器的設計 1. 確定時間常數(shù)(1)PWM裝置的延長時間Ts。Ts=0. 1ms=。(2)電流濾波時間常數(shù)Toi。(1~2)Toi=,因此取Toi==。(3)電流環(huán)小時間常數(shù)之和。按小時間常數(shù)近似處理,取= Ts+Toi=。2. 選擇電流調節(jié)器的結構根據(jù)設計要求,并保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差,可按典型I型系統(tǒng)設計電流調節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的,因此可用PI型調節(jié)器,其傳遞函數(shù)為 (25) 式中 電流調節(jié)器的比例系數(shù);電流調節(jié)器的超前時間常數(shù)。檢查對電源電壓的抗擾性能:,參照附表的典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能,各項指標都是可以接受的,因此基本確定電流調節(jié)器按典型I型系統(tǒng)設計。3. 計算電流調節(jié)器的參數(shù) 電流調節(jié)器超前時間常數(shù):。電流開環(huán)增益:要求時,取,因此 (26) 于是,ACR的比例系數(shù)為 (27) 4. 校驗近似條件電流環(huán)截止頻率: (28)(1) PWM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 (29) 滿足近似條件。(3) 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件 (210) 滿足近似條件。5. 計算調節(jié)器電阻和電容由圖29,按所用運算放大器取R0=40k,各電阻和電容值為 , 取 ,取 取 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,滿足設計要求。圖29 含濾波環(huán)節(jié)的PI型電流調節(jié)器 轉速調節(jié)器的設計1. 確定時間(1)電流環(huán)等效時間常數(shù)1/KI。由前述已知,則 (211) (2)轉速濾波時間常數(shù),根據(jù)所用測速發(fā)電機紋波情況,取.(3)轉速環(huán)小時間常數(shù)。按小時間常數(shù)近似處理,取 (212) 2. 選擇轉速調節(jié)器結構按照設計要求,選用PI調節(jié)器,其傳遞函數(shù)式為    (213) 3. 計算轉速調節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則,先取h=5,則ASR的超前時間常數(shù)為 (214) 則轉速環(huán)開環(huán)增益 (215) 可得ASR的比例系數(shù)為 (216) 式中 電動勢常數(shù) (217)轉速截止頻率為: (218) (1)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為: 滿足簡化條件。 (219)(2)轉速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件為: 滿足近似條件。 (220) 5.計算調節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖210 所示,取,則 取 , 取 , 取 圖210 含濾波環(huán)節(jié)的PI型轉速調節(jié)器當h=5時,查附表典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標得,不能滿足設計要求。實際上,由于附表是按線性系統(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,應該按ASR退飽和的情況重新計算超調量。計算超調量。設理想空載起動時,負載系數(shù),已知,, , 。當時,而調速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 (221) 調速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 : (222)為基準值,對應為額定轉速。根據(jù)式(221)計算得 滿足設計要求。,其中。代入已求數(shù)據(jù)得;應用MATLAB編程畫伯德圖:34其程序為:num=[,]。den=[,1,0,0]。bode(num,den)[
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