雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考案例(參考版)
2025-04-20 00:07本頁面
【正文】 由工程設(shè)計(jì)方法，近似計(jì)算公式得：八．參考文獻(xiàn)[1] 朱仁初，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.[2] 王兆安，[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.[3] 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)[M],第三版. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2007年6月．[4] 孔凡才．晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)［M］．北京:北京科技出版社，1985．[5] 段文澤，［M］.四川：重慶大學(xué)出版社,.。和普通的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器相比，在轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)上并聯(lián)了微分電容Cdn和濾波電阻Rdn，即在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的基礎(chǔ)上再疊加一個(gè)帶濾波的轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋信號。加入這個(gè)環(huán)節(jié)可以抑制甚至消滅轉(zhuǎn)速超調(diào)，同時(shí)可以大大降低動(dòng)態(tài)速降。在實(shí)際系統(tǒng)中，可定義為相對于額定轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)態(tài)速降。 表52 典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)（按準(zhǔn)則確定參數(shù)關(guān)系）h345678910%%%%%%%%3k32211111表53 典型II型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系h345678910%%%%%%%%設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)，負(fù)載系數(shù)，已知，,。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取 2. 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求，選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)式為 3. 計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則，先取h=5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為 則轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益 K可得ASR的比例系數(shù)為式中 電動(dòng)勢常數(shù) 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 轉(zhuǎn)速截止頻率為 （1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為 滿足簡化條件 （2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 滿足近似條件 5．計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖54 所示，取，則 取 取 取 圖54 含濾波環(huán)節(jié)的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器當(dāng)h=5時(shí)，查表52典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)得，不能滿足設(shè)計(jì)要求。（2）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)1. 確定時(shí)間常數(shù)（1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/KI。 表51 典型I型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系參數(shù)關(guān)系KT阻尼比超調(diào)量0%%%%%上升時(shí)間峰值時(shí)間相角穩(wěn)定裕度截止頻率3. 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù) 電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)： =，電流開環(huán)增益：要求時(shí)，取， 所以 于是ACR的比例系數(shù)為 =式中，為電流反饋系數(shù)其值為；晶閘管裝置放大系數(shù)Ks=36。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 （51）式中 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。由前述已求出電樞回路總電感。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取。為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1~2）=，因此取=2ms=。（1） 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)1. 時(shí)間常數(shù)的確定（1） 整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)，即三相橋式電路的平均失控時(shí)間 Ts=。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。帶有速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)便是在這種要求下產(chǎn)生的。這就要求在啟動(dòng)過程中把電動(dòng)機(jī)的電流當(dāng)作被調(diào)節(jié)量, 使之維持在電機(jī)允許的最大值, 并保持不變。圖42 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路3．6雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成和設(shè)計(jì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是建立在單閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)上的，實(shí)際的調(diào)速系統(tǒng)除要求對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整外, 很多生產(chǎn)機(jī)械還提出了加快啟動(dòng)和制動(dòng)過程的要求,這就需要一個(gè)電流截止負(fù)反饋系統(tǒng)。理想的觸發(fā)脈沖電流波形如圖41。 （3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極的伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。的雙窄脈沖。觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)中，晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求： （1）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通，三相全控橋式電路應(yīng)采用寬于60176。3．5晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在必要的時(shí)刻由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。（2）熔斷器額定電流選擇：其額定電流應(yīng)大于或等于電路的工作電流。 （2）過電流保護(hù)在本設(shè)計(jì)中，選用快速熔斷器與電流互感器配合進(jìn)行三相交流電路的一次側(cè)過電流保護(hù)，保護(hù)原理圖34如下： 圖34 一次側(cè)過電流保護(hù)電路（1）熔斷器額定電壓選擇：其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。壓敏電阻承受的額定電壓峰值就是晶閘管控制角=300時(shí)輸出電壓。 在三相的電路中，壓敏電阻的接法是接成星形或三角形如圖33所示。這里采用金屬氧化物壓敏電阻的過電壓保護(hù)。即 = =實(shí)際要接入的平波電抗器電感 電樞回路總電感 可取20mH（1）過電壓保護(hù) 通常分為交流側(cè)和直流側(cè)電壓保護(hù)。n極對數(shù)，取n=2。代入已知參數(shù)，可求的 = =和包括了電動(dòng)機(jī)電樞電感量和折算到變流變壓器二次側(cè)的每相繞組漏電感，所以應(yīng)扣除和，才是實(shí)際的限制電流脈動(dòng)的電感和維持電流連續(xù)的實(shí)際臨界電感。
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