雙閉環(huán)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-01-13 11:28 本頁面
【正文】 在電流衰減過程中，電感L上的感應(yīng)電壓支持著反向電流，并釋放出儲存的磁能，和電動機(jī)釋放出來的動能一起通過VR逆變回饋電網(wǎng)。這一階段是VR工作在逆變狀態(tài)，所以這一階段又稱為它組逆變子階段。 在這個(gè)子階段中，VR將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔?，同時(shí)電動機(jī)也將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，除去電阻上消耗的電能外，大部分轉(zhuǎn)變成磁能儲存在電感中。從這時(shí)起，直到制動結(jié)束，稱為它組制動階段。在負(fù)載電流回路中，由于正組晶閘管由整流變成逆變，的極性反過來了，而電動機(jī)反電勢E的未變，迫使迅速下降，在電路總電感L兩端感應(yīng)出很大的電壓.這時(shí)， 由電感L釋放的磁場能量維持正向電流，大部分能量通VF回饋電網(wǎng)，而反組VR并不能真正輸出整流電流。故此階段又可概括為：正組整流，反組待逆變。 電機(jī)正向運(yùn)行系統(tǒng)正向運(yùn)行時(shí)，其中轉(zhuǎn)速給定電壓為正，轉(zhuǎn)速反饋電壓為負(fù)，ASR的輸入偏差電壓為正。只有檢測到VF組流過的電流為零時(shí)，才允許邏輯裝置發(fā)出由VF切換到VR指令。 可逆系統(tǒng)運(yùn)行中還常要求邏輯裝置進(jìn)行換組。圖51 邏輯控制無環(huán)流系統(tǒng)圖 可逆系統(tǒng)的組成 主電路采用兩組晶閘管裝置反并聯(lián)線路，由于無環(huán)流，不必在其中設(shè)置環(huán)流電抗器。無環(huán)流系統(tǒng)是指無直流平均環(huán)流又無瞬時(shí)脈動環(huán)流的系統(tǒng)，當(dāng)工藝過程對系統(tǒng)的過度平滑性要求不高時(shí)，特別是對于大容量的系統(tǒng)從生產(chǎn)可靠性要求出發(fā)，常采用既無直流平均環(huán)流又無瞬時(shí)脈動環(huán)流的邏輯無環(huán)流系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不用限制環(huán)流電抗器，即減少投資又節(jié)省電能損耗。忽略反電勢對電流環(huán)影響的條件：wci≥＝＝滿足近似條件。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常。有關(guān)參數(shù)的計(jì)算(均按照常規(guī)的數(shù)據(jù)來看)1）電樞回路電磁時(shí)間常數(shù) 電動機(jī)的電勢常數(shù) =(2202)/1500= (V/) 電動機(jī)額定勵(lì)磁下的轉(zhuǎn)矩電流比 =(30) /=() 電力拖動系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù) =(2)/375= (s)2) 脈寬調(diào)制變換器的延遲時(shí)間及放大系數(shù)選取功率管的開關(guān)頻率為4Khz，脈寬調(diào)制變換器的控制電壓Uct為10v，則有 =1/4KHZ= (S) KPWM＝220/10=22其中－脈寬調(diào)制變換器的延遲時(shí)間KPWM－脈寬調(diào)制變換器的放大系數(shù)f －脈寬調(diào)制變換器的開關(guān)頻率Ua－脈寬調(diào)制變換器的輸出電壓3) 電流反饋系數(shù)β：設(shè)最大允許電流=2=25(A),則電流反饋系數(shù) =10/25=(v)4) 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=10/1500=(v/)5) 電流給定和反饋濾波時(shí)間常數(shù)，一般取=2ms=轉(zhuǎn)速給定和反饋濾波時(shí)間常數(shù)，一般取=10ms=2. 電流調(diào)節(jié)器的作用1)作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓(即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量)變化。其中 — 電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)；— 轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)。當(dāng)h 5 時(shí)，由于振蕩次數(shù)的增加，h 再小，恢復(fù)時(shí)間tv反而拖長了。但是,只要仍大于負(fù)載電流 ,轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。與此同時(shí)，電機(jī)的反電動勢E 也按線性增長，對電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，E 是一個(gè)線性漸增的擾動量，為了克服它的擾動，Ud0和Uc 也必須基本上按線性增長，才能保持 Id 恒定。 第I階段電流上升的階段 (0t1) 突加給定電壓Un后，Id上升，當(dāng) Id 小于負(fù)載電流Id 時(shí)，電機(jī)還不能轉(zhuǎn)動。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖45圖45雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖中WASR(s)和WASR(s)分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動的電流和轉(zhuǎn)速波形如圖44所示。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。后面需要PI調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止。這就是說， CA段靜特性從理想空載狀態(tài)的 Id = 0 一直延續(xù)到 Id = Idm ，而 Idm一般都是大于額定電流 IdN 的。2 ) ASR不飽和——輸出未達(dá)到限幅值當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI 作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是零。雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個(gè)電流無靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。即轉(zhuǎn)速和電流或轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)態(tài)關(guān)系。 雙閉環(huán)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須先繪出它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖43。其中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Uim,它決定了電流調(diào)節(jié)器給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓是Ucm,它限制了晶閘管整流器輸出電壓的最大值。這就是說，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。 （31）式中 電機(jī)繞組電感系數(shù)，無補(bǔ)償繞組的直流電機(jī)，=8000；P電機(jī)磁極對數(shù)。帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程中，起動電流達(dá)到最大值Idm后，受電流負(fù)反饋的作用降低下來，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也隨之減小，加速過程延長。介紹了邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)的原理，對其控制器的要求，以及它比有環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)越性。故本設(shè)計(jì)主要介紹了雙閉環(huán)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)，并通過與帶電流截止負(fù)反饋有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)比較，更進(jìn)一步驗(yàn)證了前者的優(yōu)
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