直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-02-08 08:41本頁面
【正文】 17(6):6～ 8 [5] 王果 .朱大鵬 .直流電 機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法仿真 .電機(jī)技 術(shù) .2021。 15 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 數(shù) 4 參考文獻(xiàn) [1] 文亞鳳 . 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法的數(shù)字仿真 . 現(xiàn)代電 力 .2021。 131131 ????? sssTToisω ci 滿足近似條件。 電流環(huán)開環(huán)增益：要求 σ i %≤ 5%時(shí)，按表 23，應(yīng)取 KI*TΣ i=，因此KI=于是， ACR的比例系數(shù)為 ??Ks i RKK Ii ?， 其中 IUdmim*?? =30V/(*210A)= 可得： Ki= (5)校驗(yàn)近似條件 電流環(huán)截止頻率： ω ci=KI= 1/(3Ts)=1/(3*)=ω ci 滿足近似條件。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用 PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 ssKsW iiiACR )1()( ?? ?? 檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能： Tl/TΣ i=，參照表 22的典型 I型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取TΣ i=Ts+Toi=。三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是 ，為了基本濾平波頭，應(yīng)有 (12)Toi=，因此取 Toi=2ms=。按上表 21，三相橋式電路的平均失控時(shí)間Ts=。 電流調(diào)節(jié)器 (1)已知參數(shù)如下： 直流電動(dòng)機(jī)：額定數(shù)據(jù) 40KW,220V,210A,1000r/min,電樞電阻 Ra=Ω ,Rrec=,Ks=40，飛輪轉(zhuǎn)矩 :Kgm*m=, 過載倍數(shù) VM系統(tǒng)電樞回路總電阻： R=1Ω 測(cè)速發(fā)電機(jī)：永磁式，額定數(shù)據(jù) ,110V,1900r/min 生產(chǎn)機(jī)械要求調(diào)速范圍 : D=10；靜態(tài)率 : s%≤ 5% 時(shí)間常數(shù) Tl=， Tm= 起動(dòng)超調(diào)量 :σ n %≤ 15% σ i %≤ 5% 擾動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)偏差 :(nmax nmin )/nmin *100%≤ 10% 。 13 圖 215 含給定濾波與反饋濾波的 PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 0nn RRK ? （ 225） nnn CR?? (226) on0on 41 CRT ? (227) 轉(zhuǎn)速環(huán)與電流環(huán)的關(guān)系： 外環(huán)的響應(yīng)比內(nèi)環(huán)慢，這是按上述工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。按照典型 Ⅱ 型系統(tǒng)的參數(shù)關(guān)系，由式 Τ =hT (221) 得 nn ??hT? （ 222） 又 2n2N 2 1??? ThhK （ 223） 因此 nmen 2 )1(??? RTh TChK ?? （ 224） 至于中頻寬 h 應(yīng) 選擇多少，要看動(dòng)態(tài)性能的要求決定。 由此可見， ASR也應(yīng)該采用 PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 ssKsW nnnAS R )1()( ?? ?? (218) 式中 Kn — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； ? n — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 11 圖 213含給定濾波與反饋濾波的 PI型電流調(diào)節(jié)器 電流調(diào)節(jié)器電路參數(shù)的計(jì)算公式 0ii RRK? (214) iii CR?? (215) oi0oi 41 CRT ? (216) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)及計(jì)算 轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu) 用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替圖 210 中的電流環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便如圖 214a所示。 圖 211(c)表明，電流環(huán)的控制對(duì)象是雙慣性型的，要校正成典型 I 型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用 PI型的電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可以寫成 ssKsW iiiACR )1()( ?? ?? (29) 10 式中 Ki — 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； ?i — 電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 圖 211(a) 電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其化簡(jiǎn) 如果把給定濾波和反饋濾波兩個(gè)環(huán)節(jié)都等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)把給定信號(hào)改成 U*i(s) /? ，則電流環(huán)便等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng) 圖 211(b) 電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其化簡(jiǎn) 小慣性環(huán)節(jié)近似處理 最后，由于 Ts 和 T0i 一般都比 Tl 小得多，可以當(dāng)作小慣性群而近似地看作是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)為 T∑i = Ts + Toi (27) 簡(jiǎn)化的近似條件為 oisci131 TT?? (28) 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖最終簡(jiǎn)化成圖 211(c) 圖 211(c) 電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其化簡(jiǎn) 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 典型系統(tǒng)的選擇： ，希望電流無靜差，以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性，由圖 223c可以看出，采用 I 型系統(tǒng)就夠了。 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)分為以下幾個(gè)步驟： 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化 簡(jiǎn)化內(nèi)容： 在按動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化的動(dòng)態(tài)影響，即 9 ?E≈0 。其中 T0i — 電流反饋濾波時(shí)間常數(shù) T0n — 轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則： “ 先內(nèi)環(huán)后外環(huán) ” 從內(nèi)環(huán)開始，逐步向外擴(kuò)展。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)象： 轉(zhuǎn)速、電流 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。運(yùn)算放大器有較大的放大作用，霍爾元件輸出 很小也不會(huì)有問題，這
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