雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-17 15:16本頁(yè)面
【正文】 用時(shí)多采用這種方法。當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，給定積分器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)大小相等。 為防止給定積分器輸出電壓出現(xiàn)超調(diào)，可在反饋回路引入RC1組成的微分負(fù)反饋。 觸發(fā)電路的確定在晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)中，觸發(fā)裝置是十分重要的控制單元。目前觸發(fā)裝置的種類(lèi)很多，具體電路各式各樣，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要合理地選擇觸發(fā)電路。 選用觸發(fā)電路時(shí)須考慮的因素。 系統(tǒng)對(duì)觸發(fā)電路的要求是設(shè)計(jì)和選擇觸發(fā)電路的依據(jù)，我們?cè)谶x用時(shí)應(yīng)考慮下列一些問(wèn)題：1）觸發(fā)電路的工作一定要十分可靠。這一點(diǎn)對(duì)可逆系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤為重要2）移相范圍應(yīng)滿足系統(tǒng)要求。對(duì)于不同整流型式，不同負(fù)載性質(zhì)，其移相范圍要求也不同。晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)，電感性負(fù)載(電流連續(xù))，若采用三相零式或三相全控橋線路，對(duì)不可逆系統(tǒng)，要求α=0~900；對(duì)可逆系統(tǒng)，則要求α=0~1800。實(shí)際系統(tǒng)中，因有αmin和βmin角的限制，故移相范圍小于1800。同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路，移相范圍可超過(guò)1800；同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路，其移相范圍小于1800；單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的移相范圍只有1500左右。3）不同整流電路對(duì)脈沖寬度的要求不同。對(duì)單相、三相半波和三相橋式半控整流電路，應(yīng)選擇單脈沖觸發(fā)電路；對(duì)于三相橋式全控整流電路，應(yīng)選擇雙窄脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā)電路。對(duì)于一些容量不大、對(duì)觸發(fā)要求不高的系統(tǒng)，選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的觸發(fā)電路；一般情況下可使用由分立元件組成的觸發(fā)電路或集成移相觸發(fā)電路；必要時(shí)可采用微機(jī)觸發(fā)電路。 4）觸發(fā)電路輸入輸出特性線性度要好，以提高系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路線性度好，適用于要求調(diào)速范周寬的系統(tǒng)；同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路線性度稍差；單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，其線性度更差，且有一段死區(qū)，一般用于小容量單相晶閘管系統(tǒng)中。 5）要求觸發(fā)器工作對(duì)電網(wǎng)電壓敏感。同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路和同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路相比較，前者較后者好。6）觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有足夠的功率(電壓、電流)和一定的寬度。 7）在大功率裝置中，當(dāng)晶閘管采用串、并聯(lián)時(shí)，應(yīng)采用強(qiáng)觸發(fā)，提高脈沖前沿陡度，保證同臂元件導(dǎo)通的同時(shí)性。 8）最好采用集成電路觸發(fā)裝置，使元件、焊點(diǎn)、接插件、走線數(shù)量減少，簡(jiǎn)化控制線路，提高系統(tǒng)可靠性。9）在實(shí)際應(yīng)用中一般應(yīng)采取防止誤觸發(fā)的具體措施。10）對(duì)于共陰極接法的零式（半波）整流電路或半控橋式整流電路，可采用一套觸發(fā)裝置對(duì)所有的晶閘管同時(shí)進(jìn)行觸發(fā)控制。其余的整流電路形式，一個(gè)觸發(fā)脈沖只能觸發(fā)一個(gè)晶閘管。 觸發(fā)電路同步電壓的選取為了讓變流器按規(guī)律正確工作，同步電壓的相位極為重要，它應(yīng)能準(zhǔn)確提供自然換相點(diǎn)，保證在移相范圍內(nèi)對(duì)晶閘管元件進(jìn)行移相控制，從而可對(duì)輸出電壓進(jìn)行連續(xù)控制。在已知整流變壓器的接線組別，選擇同步變壓器時(shí)的定相步驟如下：1）據(jù)整流變壓器的接線組別，繪制主電路變壓器次級(jí)電壓的向量圖，有VT1的移相范圍和觸發(fā)電路移相控制原理，確定觸發(fā)電路需要的同步信號(hào)us2的相位。2）選取超前us2相位π/3或π/6的電壓為同步電壓us1，確定阻容濾波器；由相控觸發(fā)電路同步方式確定同步變壓器次級(jí)相數(shù)；由主電路電壓向量圖及對(duì)us1的相位要求確定同步變壓器的接線組別。3）按相位關(guān)系選取其他元件的同步電壓。當(dāng)為三相橋式全控變流電路且為按元件獨(dú)立同步時(shí)，各元件的同步電壓應(yīng)按順序滯后π/3，從而可以確定其他各元件的同步電壓us1?？傮w設(shè)計(jì)方案圖：第五章 課程設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)：功率Pe＝30KW，額定電壓Ue=220V，額定電流Ie=116A,磁極對(duì)數(shù)P=2，ne=1500r/min,勵(lì)磁電壓220V,電樞繞組電阻Ra=,主電路總電阻R＝，L∑＝(電樞電感、平波電感和變壓器電感之和)，電磁系數(shù)Ce= Vmin／r，Ks=22，電磁時(shí)間常數(shù)TL=，機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=，濾波時(shí)間常數(shù)Ton=Toi=，過(guò)載倍數(shù)λ＝，電流給定最大值，速度給定最大值第六章 參數(shù)計(jì)算按所用運(yùn)算放大器取=20K，電樞回路總電阻R=20ACR積分時(shí)間常數(shù)， 電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：要求時(shí)應(yīng)取因此 于是，ACR的比例系數(shù)為 計(jì)算控制器的電阻電容值 ,取50K 如圖51所示，為電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖。圖51電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器時(shí)，可把已設(shè)計(jì)好的電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。為此，需求出它的等效傳遞函數(shù)： 近似條件: 用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替電流閉環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如68（a）所示。把給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改為U*n(s)/α；再把時(shí)間常數(shù)為T(mén)on和2T∑i的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來(lái)，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為T(mén)∑n的慣性環(huán)節(jié)，且T∑n=Ton+2T∑I,，則轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)圖可轉(zhuǎn)化成圖68（b）。圖68 轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖要把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)，ASR也應(yīng)采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 式中 Kn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)。 τn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)選用典型Ⅱ型系統(tǒng)的原因：1). 系統(tǒng)在負(fù)載擾動(dòng)作用下，動(dòng)態(tài)速降要小。2). ST飽和時(shí)，速度環(huán)退飽和超調(diào)量不大。 3). 速度環(huán)基本上是恒值系統(tǒng)。參數(shù)計(jì)算：按所用運(yùn)算放大器取=20K 電流反饋系數(shù)：=轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：=min/r =min/r = 電樞回路總電阻R=20 = —轉(zhuǎn)速控制器的積分時(shí)間常數(shù) 一般選h=5 根據(jù)公式 經(jīng)計(jì)算得出= ； 轉(zhuǎn)速控制器電阻電容值取50K如圖62所示，為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖。圖62 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)兩周的課程設(shè)計(jì)，首先對(duì)直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有了更深的認(rèn)識(shí)，加深了理解，是對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的一次很好的應(yīng)用。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我不僅在知識(shí)上有了進(jìn)一步的鞏固和提高，在求學(xué)和研究的心態(tài)上也有不小的進(jìn)步。我想無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是在生活上只有自己有心去學(xué)習(xí)和參與才可能有收獲，這也算是這次設(shè)計(jì)給我的一點(diǎn)小小的感悟。以前一直覺(jué)得理論知識(shí)離我們很遠(yuǎn)，經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì)，才發(fā)現(xiàn)理論知識(shí)與生活的聯(lián)系。這大大激發(fā)了我學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)的興趣。再者我們學(xué)習(xí)的是工科，不單純只是理論方面的的工作，還應(yīng)該考慮到實(shí)際情況?？傊?，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我不僅學(xué)到了以前從未接觸過(guò)的新知識(shí)，而且學(xué)會(huì)了獨(dú)立的去發(fā)現(xiàn)，面對(duì)，分析，解決新問(wèn)題的能力，不僅學(xué)到了知識(shí)，又鍛煉了自己的能力，使我受益非淺。參 考 文 獻(xiàn)1．王兆安，電力電子技術(shù)（第5版）．機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2．劉星平．電力電子技術(shù)及電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)．校內(nèi)，2009.3. 浣喜明，姚為正．電力電子技術(shù)．高等教育出版社，2008.4．劉祖潤(rùn)，胡俊達(dá)．畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)．機(jī)械工業(yè)出版社，1995.5. 林飛，杜欣．電力電子應(yīng)用技術(shù)的MATLAB仿真 ．中國(guó)電力出版社，2009.6．鐘炎平 ．電力電子電路設(shè)計(jì) ．華中科技大學(xué)出版社，2010.7．徐德鴻．現(xiàn)代電力電子器件原理與應(yīng)用技術(shù) ．機(jī)械工業(yè)出版社，2011.8．洪乃剛．電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的MATLAB仿真 ．機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
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