雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計-資料下載頁
2025-06-16 23:45本頁面
【正文】 信號和轉(zhuǎn)速檢測信號中含有諧波分量，而這些諧波分量會使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，所以需加反饋濾波環(huán)節(jié)。濾波環(huán)節(jié)可以抑制反饋信號中的諧波分量，但同時也給反饋信號帶來慣性的影響，為了平衡這一慣性的影響，在調(diào)節(jié)器給定輸入端也加入一個同樣參數(shù)的給定濾波環(huán)節(jié)。對濾波時間常數(shù)，若取得過小，則濾不掉信號中的諧波，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但若取得過大，會使過渡過程增加，降低系統(tǒng)的快速性。取值 Toi= Ton= 電流環(huán)的設(shè)計（1）確定時間常數(shù)1）脈寬調(diào)制器和 PWM 變換器的滯后時間常數(shù) TPWM與傳遞函數(shù)的計算?！?? ∴ ?對于 T 型 PWM 電路，開關(guān)管應(yīng)承受 2Us的電壓，故選晶體管的 BVceo=120V，為此選用 D202 電力晶體管作開關(guān)管。已知Tce=，t r=,t f=，最佳開關(guān)頻率為 Hzzfop 26710).( ???????開關(guān)頻率 f 選為 ，此開關(guān)頻率已能滿足電流連續(xù)的要求。于是開關(guān)周期 。?脈寬調(diào)制器和 PWM 變換器的放大系數(shù)為 *?idPWMUK于是可得脈寬調(diào)制器和 PWM )(??ssTKWPWMP2）電流濾波時間常數(shù) Toi取 3）電流環(huán)小時間常數(shù) msoiPWMi ???（2）選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計要求， ，而且 ，因此可按典型Ⅰ型系統(tǒng)%5?i? ?? 設(shè)計。電流調(diào)節(jié)器選用 PI 型，其傳遞函數(shù)為 sKsi?)(WACR?（3）選擇電流調(diào)節(jié)器參數(shù)要求 時，應(yīng)取 ，因此%5?i???iITK ?????ssTiI于是 .??PWMiIiRK??（4）校驗近似條件 156.??sKIci?1）要求 ，現(xiàn)PWMciT31 ??????ssP2）要求 ，現(xiàn)lmci? ???Tlm3）要求 ，現(xiàn)ci31PWMci?? . ???????ssTciP（5）計算 ACR 的電阻和電容 取 R0=50kΩ，則 Ri=KiR0=50kΩ=174kΩ，取 Ri=200kΩ。 = F? 取 ?63125.?? 取 ?按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動態(tài)指標(biāo)為 ，故滿足設(shè)計%53??i?要求。 速度環(huán)的設(shè)計（1）確定時間常數(shù)1）電流環(huán)等效時間常數(shù) 2 =?2）取轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù) =3） =2 + =?ion（2）ASR 結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)穩(wěn)態(tài)無靜差及其它動態(tài)指標(biāo)要求，按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)，ASR 選用PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 ShKSWnNAR?1)(???（3）選擇 ASR 參數(shù)取 h=5，則 =5=?hn??= =KNTn21??????則 =nRhCne???)( ..3?（4）校驗近似條件 ssKnN ???????1） 要求 ，則Ti?? ?i s?????2） 要求 ，現(xiàn)oni?213 ssToni ??? ??可見均能滿足要求。（5）計算 ASR 電阻和電容取 =25 ，則R0?k ????取 =340n 取 ??.??F? 取 ?（6）校驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量 TnCombnmax)(2%??????????當(dāng) h=5 時， =%，而 ，因此bax min/???%%??????n可見轉(zhuǎn)速超調(diào)量滿足要求。（7）校驗過渡過程時間空載起動到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程時間 ssIRnTCttomevs ????????可見能滿足設(shè)計要求。1） 轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速檢測電路如圖所示。與電動機(jī)同軸安裝一臺測速發(fā)電機(jī)，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓 Un，與給定電壓 Un*相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差輸送給轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓不僅表示轉(zhuǎn)速的大小，還包含轉(zhuǎn)速的方向，調(diào)節(jié)電位器即可改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。 max*nU??2） 電流檢測環(huán)節(jié)電流反饋環(huán)的輸入信號是主電路的電流量，經(jīng)變化后獲得輸出為直流電壓的反饋量 Ui，根據(jù)電流反饋環(huán)節(jié)的組成，常用的電流反饋方式和檢測元件為霍爾效應(yīng)電流變換器?；魻栕儞Q器的線性度好、無慣性、裝置簡單，但是輸出電壓一般為 mV 級，使用時須附加電壓放大器。由此可見，系統(tǒng)對于電流反饋環(huán)節(jié)的基本要求是：電流反饋信號 Ui 要保證10V 左右。Ui 信號大小取決于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 輸出限幅值 Uim*的整定，即Ui=Uim*= Idm= In。?? 對電流反饋信號要求進(jìn)行濾波，濾掉交流分量。但濾波時間常數(shù)Toi=1/4RoCoi 不得過大，否則將使電流環(huán)的等效時間常數(shù)過大，限制了電流環(huán)頻帶的展寬，影響電流響應(yīng)的快速性，為抵消電流反饋通道濾波慣性的影響，在電流調(diào)節(jié)器的前向通道需設(shè)置給定濾波環(huán)節(jié)，并使兩者時間常數(shù)大小相等。通過霍爾傳感器測量電流，用一環(huán)形導(dǎo)磁材料做成磁芯，套在被測電流流過的導(dǎo)線上，將導(dǎo)線中電流感生的磁場聚集起來，在磁芯上開一氣隙，內(nèi)置一個霍爾線性元件，器件導(dǎo)通后，便可由它的霍爾輸出電壓得到導(dǎo)線中流通的電流。閉環(huán)霍爾電流傳感器主要有以下特點：可以同時測量任意波形電流，如：直流、交流、脈沖電流；副邊測量電流與原邊被測電流之間完全電氣隔離，絕緣電壓一般為2kv~12kv；電流測量范圍寬，可測量額定 1mA~50kA 電流；跟蹤速度 di/dt50A/us；響應(yīng)時間1us；頻率響應(yīng) 0~100kHz。dm*iIU??兩個給定電壓的最大值 U*nm 和 U*im 由設(shè)計者選定，設(shè)計原則如下：U*nm 受運(yùn)算放大器允許輸入電壓和穩(wěn)壓電源的限制；U*im 為 ASR 的輸出限幅值。VM 系統(tǒng)電樞回路總電阻： R = ；測速發(fā)電機(jī)：永磁式，額定數(shù)據(jù)為 ，110V，1900r/min；直流穩(wěn)壓電源：177。15V。圖 51 電路圖總體設(shè)計經(jīng)過這一段時間的努力，終于圓滿的完成了本課程設(shè)計，在具體設(shè)計過程中，從設(shè)計到計算，到分析再到繪圖，讓我更進(jìn)一步的明白了作為一個設(shè)計人員要有清晰的頭腦和整體的布局，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和實事求是的決心，要有精益求精、追求完美的一種精神。從開始的設(shè)計方案的擬定的總體設(shè)計中，清楚的了解了自己接下來要完成的任務(wù)，同時很好的鍛煉了自主學(xué)習(xí)的能力。當(dāng)我們面對很多問題的時候所采取的具體行動也是不同的,候問題的出現(xiàn)我們所需要的是一種正確的解決問題的心態(tài),而不是看我們過去的能力到底有多強(qiáng),只有態(tài)度的端正和目的的明確,才能把自己身置于具體的問題之中,我們才能更好的解決問題.。 由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，萬分感謝。 參考文獻(xiàn)[1] 電氣傳動控制系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo) 李榮生主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 電力電子整流技術(shù)與應(yīng)用 曲學(xué)基 于明揚(yáng) 電子工業(yè)出版社 [3] 電力拖動自動控制系統(tǒng),上海工業(yè)大學(xué) 陳伯時 機(jī)械工業(yè)出版社[4] 低頻電子線路 劉樹林 程麗紅 機(jī)械工業(yè)出版社 [5] 電力電子技術(shù) 王兆安 黃俊主編 機(jī)械工業(yè)出版社 [6] 自動控制系統(tǒng) 揚(yáng)仲平 煤炭工業(yè)出版社 1996 [7] 直流調(diào)速系統(tǒng) 倪忠遠(yuǎn) 機(jī)械工業(yè)出版社 19
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