邏輯無環(huán)流可逆直流調速系統設計和matlab仿真-wenkub.com
2025-07-01 21:27 本頁面
【正文】 [8]洪乃剛北京：機械工業(yè)出本社；2007這次邏輯無環(huán)流可逆調速系統的設計，一開始充滿信心，后來遇到很多挫折，去和同學討論，向老師請教最終問題得到解決。經過長達兩個星期的運動控制系統課程設計，我從中學到了很多。7 課程設計總結本論文設計了邏輯無環(huán)流可逆調速系統，并對系統的電動機供電部分，電動機的回路部分，電流調節(jié)器，轉速調節(jié)器，邏輯控制器，輔助電路等部分進行了詳細的設計。它由電源、基本元件、電力電子、電機、連接件、測量等6個模塊庫組成，根據需要可以組合封裝出常用的更為復雜的模塊，添加到有關模塊庫中。對于使用者而已，菜單方式交互性強，非常方便；而命令方式對于運行某方面的仿真程序時非常有用的。必須強調，Simulink的模糊窗口“untitled”里建立的是系統動態(tài)結構圖，保存后的文件后綴為“.mdl”，而MATLAB的M文件編輯/調試器即“untitled”窗口里建立的是M文件，文件后綴為“.m”即MATLAB程序，兩者不要混為一談。實際的鼠標操作是用其點擊與拖曳功能。Simulink仿真特色：傳統的系統微分方程或差方程等數學模型，非常抽象而且不易理解。其原理模型如下圖。由于電動機的制動和改變轉向都需要改變電動機的轉矩方向,即電樞電流的方向,在系統控制中電流的方向是由轉速調節(jié)器輸出的極性來決定的,也就是說的符號改變是邏輯控制器切換的條件之一。 電流檢測電路原理圖 零電平檢測電路設計零電平檢測器也是一個電平檢測器，其工作原理與轉矩極性鑒別器相同，在控制系統中進行零電流檢測，當輸出主電路的電流接近零時，電平檢測器檢測到電流反饋的電壓值也接近零，輸出高電平。5 其他輔助電路設計轉速檢測電路的主要作用是將轉速信號變換為與轉速稱正比的電壓信號，濾除交流分量，為系統提供滿足要求的轉速反饋信號。在設計系統時，波特圖是一種重要的分析工具，它的繪制方法比較簡單，可以確切地提供系統的穩(wěn)定性和穩(wěn)定裕度。第Ⅱ階段： 系統制動轉速、電壓和電流波形過零時，本組逆變終止，反組進入整流狀態(tài)，向主電路提供反向電流，在到達以前，電機處于反轉制動，轉速降低。直到，轉矩，則，轉速n才達到峰值。（ t2以后）。 (t1 ~ t2 )。 邏輯無環(huán)流調速系統的起、制動過程分析 系統的起動分析按轉速調節(jié)器ASR不飽和、飽和、退飽和分成三個階段： 系統起動轉速和電流波形(0~ t1 )。實際上，由于表是按線性系統計算的，而突加階躍給定時，ASR飽和，不符合線性系統的前提，應該按ASR退飽和的情況計算超調量。5=h 電流環(huán)等效時間常數： 轉速濾波時間常數：轉速環(huán)小時間常數：按小時間常數近似處理，取 電壓反饋系數： 調節(jié)器實現采用含給定濾波和反饋濾波的模擬式PI型轉速調節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調節(jié)器，其傳遞函數為： 檢查對電源電壓的抗擾性能： 電流調節(jié)器超前時間常數：取電流反饋系數： 電流環(huán)開環(huán)增益：取，因此 于是，ACR的比例系數為： 校驗近似條件電流環(huán)截止頻率：晶閘管整流裝置傳遞函數的近似條件：，滿足近似條件。（1）整流裝置滯后時間常數：三相橋式全控整流電路平均失控時間。電流調節(jié)器已按典型I型系統設計,并取參數KT=。 ，ASR和ACR均為PI調節(jié)器。ASR的限幅值是自主選定的，由此限定了最大電流值。在穩(wěn)態(tài)時輸入偏差電壓總為0，因此，圖中CA段就是描述了兩個調節(jié)器都不飽和時的靜特性，電流的大小是從理想空載狀態(tài)一直延續(xù)到，表現為一條水平特性?！斑壿嬁刂啤钡妮敵鋈Q于電機的運行狀態(tài)，正向運轉，正轉制動本橋逆變及反轉制動它橋逆變狀態(tài)，Ulf為“0”態(tài)，Ulr為“1”態(tài)，保證了正橋工作，反橋封鎖；反向運轉，反轉制動本橋逆變，正轉制動它橋逆變階段，則Ulf為“1”態(tài)，Ulr為“0”態(tài)，正橋被封鎖，反橋觸發(fā)工作。4 系統的靜、動態(tài)性能設計 系統的原理與原理框圖 邏輯無環(huán)流可逆調速系統的原理框圖正向啟動時，給定電壓Ug為正電壓，“邏輯控制”的輸出端Ulf為“0”態(tài)，Ulr為“1”態(tài)，即正橋觸發(fā)脈沖開通，反橋觸發(fā)脈沖封鎖，主回路“正橋三相全控整流”工作，電機正向運轉。根據勵磁方式的不同，直流電動機可分為下列幾種類型。將以上所需參數代入式可計算出漏電感的值，即 直流電動機的電感(mH)可以按照以下公式計算： 式中是直流電動機磁極對數；是計算系數。取電動機額定電流的5%‐10%。~。其“瞬升”電壓尖刺為電容C所吸收，電阻R為防止振蕩出現的阻尼電阻。當其端電壓因泄放又低于壓敏電壓值時，又恢復為高阻態(tài)。阻容吸收回路可以接在電源輸入側（交流側）、輸出側（直流側）和晶閘管的陽極和陰極之間。 三相橋式全控整流電路的設計 晶閘管參數的計算橋式電路中晶閘管參數計算：對于三相橋式全控整流電路，晶閘管電流的有效值為： 因此，流過晶閘管的額定電流為： 為了保證電路安全可靠地運行，取倍的安全裕量， 為了保持電流連續(xù)，因此晶閘管最大正反向峰值電壓均為變壓器二次線電壓峰值，即： 為保證晶閘管安全可靠地工作，取2~3倍的安全裕量， 晶閘管保護措施的電路設計（1）過壓保護 晶閘管的RC保護電路晶閘管陽極、陰極兩端或晶閘管電源輸入端、輸出端經常加設相關保護電路，以對晶閘管提供過電壓、過電流等相關保護。 變壓器符號 變壓器容量的計算根據《電氣傳動控制系統設計指導》（）中對于變壓器容量的計算可得如下計算。一次側相電壓為，為了得到零線，變壓器二次側必須接成星形，而一次側接成三角形，避免3次諧波流入電網。由于沒有環(huán)流,主回路不需要再設置平衡電抗器，但為了限制整流電壓幅值的脈動和盡量使整流電流連續(xù)，仍然保留了平波電抗器。3 硬件電路的設計，兩組橋在任何時刻只有一組投入工作（另一組關斷），所以在兩組橋之間就不會存在環(huán)流。先選擇其次級電壓有效值U2，U2數值的選擇不可過高和過低，如果U2過高會使得設備運行中為保證輸出電流電壓符合要求而導致控制角過大，使功率因數變小。由于電動機的額定參數都比較大，因此，采用三相電源供電線路。電流從最大值降低下來以后
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