畢業(yè)設(shè)計-基于串級調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)-資料下載頁
2025-01-13 03:04本頁面
【正文】 m i n/ rKKIKnfnndnft ?? ???? 靜差率 in ????? n nS nn 遼寧工程技術(shù)大學 19 （二） 雙閉環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù)計算 由前述分析可知， KLn 與 TLn 均為轉(zhuǎn)差率 S 的函數(shù)，故電流環(huán)為非定常系統(tǒng)，但當SS max? 時的 KLn 與 TLn 值可按定常系統(tǒng)設(shè)計，保證系統(tǒng)具有良好的性能。 （ 1）電流環(huán)參數(shù)計算 由 E? 公式知，將 SS max? 代入可以推得 XrrrSXK TdTMLn mmr ?? 12m a x39。1 ?????????? ?? ? ? ?? ? msKLT LnLn ??????? ? 由于要求電流環(huán)超調(diào)量小，故電流環(huán)按典型 I 型系統(tǒng)設(shè)計。 取 ufC i 10 ? 則 msmsCRT ii 1104 000 ???? msTTT Vii ?????? 令 msT Lni ??? 故， FRCRKRTKKLKiiiiiifiVi20?????????????? （ 2）速度環(huán)參數(shù)計算 由于系統(tǒng)要求抗擾性能及跟隨性能好，轉(zhuǎn)速環(huán)按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計，且取 h=5。 取 msTT i 52 00 ?? 基于串級調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 20 uFRTC nn 24000 ?? msTTT inn ??? ?? msh T nn 67?? ?? 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率 1114512 12 1 ?????? shhc ??? 又因為 11192 1 ??? sT 11 6 821 ??? sTi 滿足 Tc ?? 21?及 ωｉ ＜ T i?21的條件，故電流環(huán)可等效為慣性環(huán)節(jié)。 則 222220 152 1 ????? ???? sh TTKniN 若按 22 1 ???? sTKiN 兩種計算結(jié)果基本一致，取 2670 ?? sK N 。 統(tǒng)飛輪矩按電動飛輪矩的 倍考慮，即 GD2= = m 9 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 供電系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu) 圖 91 三相橋式全控整流電路大多用于向阻感負載和反電動勢阻感負載供電（即用于直流電機傳動），下面主要分析阻感負載時的情況，對于帶反電動勢阻感負載的情況，只需在阻感負載的基礎(chǔ)上掌握其特點，即可把握其工作情況。 當 α≤60o時， Ud 波形連續(xù)，電路的工作 情況與帶電阻負載時十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓 Ud 波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。區(qū)別在于負載不遼寧工程技術(shù)大學 21 同時，同樣的整流輸出電壓加到負載上，得到的負載電流 Id 波形不同，電阻負載時 Id 波形與 Ud 的波形形狀一樣。而阻感負載時 ， 由于電感的作用，使得負載電流波形變得平直，當電感足夠大的時候，負載電流的波形可近似為一條水平線。圖 6 和圖 7 分別給出了三相橋式全控整流電路帶阻感負載 α=0o和 α=30o的波形。 圖 6 中除給出 Ud 波形和 Id 波形外，還給出了晶閘管 VT1 電流 IVT1 的波形，可與圖2 帶電阻 負載時的情況進行比較。由波形圖可見，在晶閘管 VT1 導通段， IVT1 波形由負載電流 Id 波形決定，和 Ud 波形不同 。 圖 7 中除給出 Ud波形和 Id 波形外，還給出了變壓器二次側(cè) a 相電流 Ia 的波形，可與圖 3 帶電阻負載時的情況進行比較。 當 α＜ 60o時，阻感負載時的工作情況與電阻負載時不同，電阻負載時 Ud 波形不會出現(xiàn)負的部分，而阻感負載時，由于電感 L 的作用， Ud 波形會出現(xiàn)負的部分。圖 8 給出了 α=90o時的波形。若電感 L 值足夠大， Ud 中正負面積將基本相等， Ud 平均值近似 為零。這表明，帶阻感負 載時，三相橋式全控整流電路的 α角移相范圍為 90o。 基于串級調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 22 圖 92 三相橋式整流電路 原理圖及 波形圖 調(diào)節(jié)器的設(shè)計結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計主 要設(shè)計電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，并通過軟件來實現(xiàn)模擬電路的功能。先求出各個器件的傳遞函數(shù)，然后得出整個環(huán)的傳遞函數(shù)，并對環(huán)的穩(wěn)定性作出正確的分析 。 如下圖所示： 遼寧工程技術(shù)大學 23 圖 93 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)示意圖 系統(tǒng)總設(shè)計圖 圖 94 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 基于串級調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 24 10 結(jié)束語 本設(shè)計 通過變流系統(tǒng)將調(diào)節(jié)繞組從主繞組感應(yīng)過來的電勢串入電機的轉(zhuǎn)子繞組，改變其串入電勢的大小來實現(xiàn)調(diào)速。即將內(nèi)反饋串級調(diào)速電動機的部分轉(zhuǎn)子能量取出以改變電動機轉(zhuǎn)差率來實現(xiàn)調(diào)速的。同時調(diào)節(jié)繞組吸收轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差功率，并通過與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生正向的拖動轉(zhuǎn)矩，這就使電機從電網(wǎng)吸收的有功功率減少，主繞組的有功電流隨轉(zhuǎn)速成正比變化，達到調(diào)速節(jié)能的目的。 通過本次設(shè)計，加強了我對 調(diào)速系統(tǒng) 應(yīng)用知識的掌握，同時了解了目前工業(yè)生產(chǎn)中數(shù)字化系統(tǒng)的重要性，鞏固了我的專業(yè)課知識，使自己受益 匪淺。總之，通過本次設(shè)計不僅進一步強化了專業(yè)知識，還掌握了設(shè)計系統(tǒng)的方法、步驟等，為今后的工作和學習打下了堅實的基礎(chǔ)。 遼寧工程技術(shù)大學 25 參考文獻 [1]陳伯石 .電力拖動自動控制系統(tǒng) [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2022 [2]顧繩谷 .電機及拖動基礎(chǔ)上冊 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 2022 [3]陳治明 .電力電子器件 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1992 [4]王兆安 .電力電子變流技術(shù) [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2022 [5]張明勛 .電力電子設(shè)備和應(yīng)用手冊 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1992 [6]顧繩谷 .電機及拖動 基礎(chǔ)下冊 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 2022 [7]胡漢才 .單片機原理及其接口技術(shù) [M].北京：清華大學出版社， 1996 [11]王劃一 .自動控制原理 [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,2022 [12]劉豹 .現(xiàn)代控制理論 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2022 [13]黃柯棣 .系統(tǒng)仿真技術(shù) [M].長沙：國防科技大學出版社， 1998 [14]Leonard Linear Circuit Analysis Second Edition[M].北京：電子工業(yè)大學出版社， 2022
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