配合控制的有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理設(shè)計報告-資料下載頁
2025-04-03 01:01本頁面
【正文】 cilm sTT ??? ?，滿足近似條件。 3） 校驗電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件cioisTT ??? 77 0131,滿足近似條件。 4） 計算調(diào)節(jié)器電阻和電 容 00000*iU02R 02R02R 02R iRiCbalR cUdI?? oiCoi 圖 33 電流調(diào)節(jié)器電路原理圖 電流調(diào)節(jié)器原理圖如上：按所用放大器 OP07取 ?? kRo 10 ??? kRKR oii 9 9 2 ，取 ?? kRi 2 FRTC iii ??? ，取 FCi ?15? FRTC ooioi ? ?? ，取 FRTC ooioi ? ?? 2) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計 11?sTon+A S R11/1?sK I?sTCRme1?sT on?*nU )(* sUi )(sn+)(sIdL+A S R1/?? sT n??sTCRme?*nU)(* sUi+)(sIdL )(sId )(sn+?*nU)(sn )1( )1(2 ??? sTssKnnN ?( a )( b )( c ) 圖 34 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其簡化 （ a）用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán) （ b）等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)和小慣性環(huán)節(jié)的近似處理 （ c）校正后成為典型Ⅱ型系統(tǒng) 1） 確定時間常數(shù) IK1 sTK iI ?? ? onT 。根據(jù)所用測速發(fā)電機紋波情況，取 sTon ? nT? 。按小時間常數(shù)近似處理。取 sTKT onIn 01 ???? 2） 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)。 按照設(shè)計要求，選用 PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 ssKsW nnnASR ?? )1()( ?? 3） 計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù) h 3 4 5 6 7 8 9 10 minrM 2 c??/2 1/??c 表 35 不同 h 值時的 minrM 值及最佳頻 比 按跟隨和抗干擾性能都比較好的原則，取 5?h ，則 ASR的超前時間常數(shù)為 shT nn ?? ?? 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器開環(huán)增益為 : 122 62 1 ????? sThhKnN ASR的比例系數(shù)為 2 )1( ??? ? n men RTh TChK ? ? 4)檢驗近似條件： 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為 11 ???? sKK nNN ??? iI sTK ??? ?? ，滿足簡化條件 onI sTK ??? ? ，滿足簡化條件 5） 計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電阻和電容。 00000*nU02R 02R02R02RnRnCb alR*iUn??onConC 圖 35 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖 如上圖，取 ?? kRo 10 ??? kRKR onn 9 4，取 ?? kRn 680 FRC nnn ?? ?? ，取 FCn ?? FRTC oonon ?44 ?? ，取 FCon ?4? 6） 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量。 h 3 4 5 6 7 8 9 10 (%)? Ttr/ Tts/ k 3 2 2 1 1 1 1 1 表 36 典型Ⅱ型系統(tǒng) 階 躍輸入跟隨性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系表 當(dāng) 5?h 時，由查上表得超調(diào)量 %10% ??? 不能滿足要求。按 ASR退飽和的情況重新計 算超調(diào)量。 mnNbbbn TTnnzCCnnCC ????????*m a x*m a x ))((2)( ?? 其中 Nn? 為調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械的額定穩(wěn)態(tài)速降，edNN CRIn ?? 由上面調(diào)節(jié)器設(shè)計過過程已知： 當(dāng) 5?h 時 ,查典型型系統(tǒng)動態(tài)抗干擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系表可得 % ??bCC 允許過載倍數(shù) ?? ，轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù) sT n ?? 電機額定轉(zhuǎn)速： min/1460r ， 電樞回路總電阻 ?? ，機械時間常數(shù) sTm ? 電機勵磁常數(shù) rVC e m in / ?? 設(shè)理想空載超動是 0?z ， 代入計算得 %10%))((2)( *m a x*m a x ?????????? ?mnNbbbn TTnnzCCnnCC ?? 能滿足設(shè)計要求。 3) 控制器輸出限幅環(huán)節(jié) 23467Res2CapRes2+15V15VVr1 圖 36 輸出限幅環(huán)節(jié)電路原理圖 本設(shè)計通過兩個反串聯(lián)的穩(wěn)壓二極管來實現(xiàn)對運放輸出電壓進(jìn)行限幅。穩(wěn)壓二極管可以選擇穩(wěn)壓值為 10V的。 4) 反相器設(shè)計 23467OP07+15V15V1k 圖 37 移相電壓反向器 配合控制中正組與反組的脈沖觸發(fā)角成 ?180 互補關(guān)系，即 ?180?? rf ?? ,而 TC787的移相脈沖觸發(fā)角是由輸入的移相電壓來決定的。因此可以把控制器的輸出電壓經(jīng)過一個反向放大器，得到板性與本組移相電壓 1rV 極性相反的移相解脈動沖觸發(fā) 2rV 。為了獲得高精度的反向電壓，電路中的電阻可采用高精度電阻，運放則采用自帶可調(diào)零引腳的運算放大器如 OP07。 5) 電流反饋環(huán)節(jié) HZ+15V 15V2346710k 100k+15V15V10k1k 圖 38 電流反饋電路原理圖 本課程設(shè)計中采用霍爾電流傳感器來檢測直流電動機的電流。相比與傳統(tǒng)的電流互感器利用霍爾傳感器測電流具有以下等優(yōu)點： 1） 非接觸檢測，使用非常方便。 2） 完全消除了分流器以上的種種弊端，且精度和輸出電壓值可以和分流器做的一樣。 3） 測量范圍廣：它可以測量任意波形的電流和電壓，如直流、交流、脈沖、三角 波形等，甚至對瞬態(tài)峰值電流、電壓信號也能忠實地進(jìn)行反映。 4） 響應(yīng)速度快，測量精度高，線性度好等。 霍爾傳感器輸出的信號經(jīng)運算放大器放大，然后通過可調(diào)電位器來實現(xiàn)符合設(shè)計要求的電流反饋系數(shù) ? 四、 直流穩(wěn)壓供電電源的設(shè)計 D1BR1C3C5C6C7Vin VoutGND7815Vin VoutGND7915D2D3DS1R71C42C43C44100uC45100uDS2R85DS3R86+15V15VUsaUsbC82200uC412200u 圖 41 直流供電電源電路原理圖 6) 工作原理 ⑴電源輸入電路：從三相電源中引出一相引入變壓器一次側(cè)繞組 ⑵變壓器整流電路：整流橋 BR1 與變壓器二次側(cè)繞阻一起構(gòu)成單相全波整流電路，將變壓器的次級繞組產(chǎn)生的一對大小相等 的交流電壓 U2 變換成全波脈動直流電壓。 ⑶濾波穩(wěn)壓電路用 和 uF2200 的電容構(gòu)成濾波電路，將脈動直流電轉(zhuǎn)換為波動較小的平滑直流電。集成電路 IC（ 781 7915）和輸出端電容構(gòu)成穩(wěn)壓電路，將平滑的直流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的恒穩(wěn)直流電，其中集成電路 IC 起穩(wěn)定輸出電壓的作用，一個輸出 +15V電壓，一個輸出 15V電壓。二極管 D D3 起保護(hù)集成電路 IC 的作用。 ⑷電路狀態(tài)指示電路電阻 R7發(fā)光二極管 DS電阻 R8 R8 DS2 和 DS3 構(gòu)成電路指示電路，其中電阻 R7發(fā)光二極管 DS1 指示電路整流、濾波后平滑直流電壓的狀態(tài)情況；電阻 R8 DS2 和電阻 R8 DS3 指示平滑直流電穩(wěn)壓后輸出恒穩(wěn)直流電的狀態(tài)情況。 ⑸保護(hù)電路熔斷器構(gòu)成電路交流過流與直流過流保護(hù)電路。 五、 操作及系統(tǒng)故障保護(hù)回路的設(shè)計 SB1KM1KA2KA1 FR1KM1ENDP ENDPSB2停機 啟動 圖 41 操作回路原理圖 本設(shè)計通過接觸器來控制電動機的起動和停機。 SB1是常閉接觸器，被按下時 KM1失電并解除自鎖，系統(tǒng)失電停機。 SB1處于閉合狀態(tài)， SB2被按下時， KM1得電，系統(tǒng)上電運行。 ， KA2斷路導(dǎo)致系統(tǒng)失電停機從而達(dá)到防止電動機飛車的效果。 ，過電流繼電器 KA1動作導(dǎo)致系統(tǒng)失電， KM1跳閘。避免系統(tǒng)長時間處于過電流狀態(tài)。 六、 參考文獻(xiàn) [1]阮毅、陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) 運動控制系統(tǒng)（第 4版） [M].北京：機械工業(yè)出版社， [2]王兆安，劉進(jìn)軍 .電力電子技術(shù) [M].北京：機械工業(yè)出版社， [3]朱仁初，萬伯仁 .電力拖動控制系統(tǒng)設(shè)計手 冊 [M].北京：機械工業(yè)出版社， [4]劉錦波、張承慧 .電機與拖動 [M].北京：清華大學(xué)出版社，
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