電氣工程課程設(shè)計(jì)：直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-22 18:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 Idm 后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。 這就是采用了兩個(gè) PI 調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)、外兩個(gè)閉環(huán)的效果。這樣的靜特性顯然比帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)靜特性好。然而實(shí)際上運(yùn)算放大器的開環(huán)放大系數(shù)并不是無窮大，特別是為了避免零點(diǎn)飄移而采用 “準(zhǔn) PI 調(diào)節(jié)器”時(shí)，靜特性的兩段實(shí)際上都略有很小的靜差，如圖 中虛線所示。 圖 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 繪制雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 4 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 確定時(shí)間常數(shù) （ 1） 整流裝置滯后時(shí)間常數(shù) Ts。驅(qū)動(dòng)頻率 f≥ 10kHz 時(shí)， PWM 裝置的延長時(shí)間 smsTs ?? 。 （ 2） 電流濾波時(shí)間常數(shù) Toi。 應(yīng)有（ 12 ） msToi ? ，因此取smsToi 0 0 0 0 ?? 。 （ 3） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和 T∑ i。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取sTTT oisi ???? 。 （ 4） 電磁時(shí)間常數(shù) 1T ： smHRLT 0 0 2 ???? 。 選擇電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 5%i?? ，并保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差，可按典型 I 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)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 型調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） sKW iiisA C R ?? )1()( ?? 式中 Ki電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； τ i電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 檢查對電源電壓的抗擾性能： 0 0 1 0 0 2 ??? ssTT il ,參照表 1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，因此基本確定電流調(diào)節(jié)器按典型 I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù) 電流調(diào) 節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)： ?? li T? 。 電流開環(huán)增益 :要求 5%i? ? 時(shí) ,按表 2可取 ? ? ， 因此， 131 2500 ??? SSKI PWM 裝置的放大系數(shù)： )(, VUUUK cmcmdos ?????? 于是， ACR 的比例系數(shù)為： 0 1 25 ?? ???? ??s iIi K RKK 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容 由圖 6，按所用運(yùn)算放大器取 ?? kRo 40 ，各電阻和電容值為 ?????? KKRKR oii 取 90 ?K FK sRC iii ?? ???? ，取 F? ,00 00 0 FK sRTC oioi ?????? 取 F? 按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為 % 5%i? ??，電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 滿足設(shè)計(jì)要求。如圖 所示： 圖 PI型電流調(diào)節(jié)器 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù) 電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)： sTli ??? 。 電流開環(huán)增益 :要求 5%i? ? 時(shí) ,按表 2可 取 ? ? ， 因此， 13 1 2 50 0 0 1 ??? ssKI PWM 裝置的放大系數(shù)： )(, VUUUK cmcmdos ?????? 于是， ACR 的比例系數(shù)為： 0 1 25 ?? ???? ??s iIi K RKK 校驗(yàn)近似條件 電流環(huán)截止頻率： 131 25 ??? sK Ici? (1)PWM 裝置傳遞函數(shù)的近似條件： cis sT ????? ? 13 1 滿足近似條件。 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） (2)忽略反電動(dòng)勢變化對電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件： cilm sTT ?????? ? 13420 0 2 1313 滿足近似條件。 (3)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件ciois sTT ?????? ? 14 3 0 30 0 0 0 0 0 131131 滿足近似條件。 5 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 確定時(shí)間 1) 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) 1/KI。由前述已知， ? ? ，則 : ssTK iI ???? ? 2) 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) onT ，根據(jù)所用測速發(fā)電機(jī)紋波情況，取 sTon ? . 3) 轉(zhuǎn) 速
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