雙閉環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計(參考版)
2025-06-20 00:11本頁面
【正文】 因為在今后的工作中一個人獨立完成不與別人合作，是基本不可能的，所以在這次課程設計中也鍛煉了我們的團隊的協(xié)作精神，為今后的學習和工作積累了經(jīng)驗，是一筆難得的財富。學校安排了這次課程設計，通過自己查找資料，了解情況，讓我們清楚我們學的知識與現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)之間的聯(lián)系，使得我們對知識深刻的了解和鞏固。這次的課程設計經(jīng)歷了將近一個暑假，從查找資料，到確定方案，最后再到用軟件仿真，我們組都團結(jié)協(xié)作，互相幫助，并且得到老師的關懷。通過仿真可知：啟動時，讓轉(zhuǎn)速外環(huán)飽和不起作用，電流內(nèi)環(huán)起主要作用，調(diào)節(jié)啟動電流保持最大，使轉(zhuǎn)速線性變化，迅速達到給定值；穩(wěn)態(tài)運行時，轉(zhuǎn)速負反饋外環(huán)起主要作用，使轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速給定電壓的變化而變化，電流內(nèi)環(huán)跟隨電流外環(huán)調(diào)節(jié)電機的電樞電流以平衡負載電流。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，ASR 的作用是對轉(zhuǎn)速的抗擾調(diào)節(jié)并使之在穩(wěn)態(tài)是無靜差，其輸出限幅決定允許的最大電流。從啟動時間上看，第二階段恒流升速是主要的階段，因此雙閉環(huán)系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了電流受限制下的快速啟動，利用了飽和非線性控制方法，達到“準時間最優(yōu)控制”。 課程設計專用紙第五章 設計總結(jié) 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止狀態(tài)啟動時，轉(zhuǎn)速和電流的動態(tài)過程如仿真圖 所示。 課程設計專用紙圖 轉(zhuǎn)速開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果 圖上部為轉(zhuǎn)速曲線，下部為電流曲線。進入穩(wěn)態(tài)運行后，轉(zhuǎn)速換起主要作用，保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。 課程設計專用紙 圖 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果圖上部為電機轉(zhuǎn)速曲線，中部為擾動電流曲線，下部為電機電流曲線。ode45 可用于求解一般的微分方程，他采用四階、五階龍格庫塔法。 圖 系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖在仿真過程中，Matlab 設置很多不同的算法，而不同的算法，對仿真出來波形影響很大。仿真可采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法或面向電氣系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖的仿真方法，本文采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法。 圖 設計完成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng) 課程設計專用紙第四章 系統(tǒng)調(diào)試由于本文只進行了理論性設計，故在系統(tǒng)安裝與調(diào)試階段只對控制電路部分進行了MATLAB 仿真，以分析直流電機的啟動特性。當 h=5 時，%kbC?而 ，因此/????，max* %()2()%1825nNkbmTZ????????能滿足設計要求。 sT?????2）校驗小時間常數(shù)近似處理是否滿足 ，132coniT??現(xiàn)在 ,滿足近似條件。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖 所示，按所用運算放大器，取R0=40KΩ，各電阻和電容值計算如下： .,1/(87/)087nonnRKMCuFTuF????取 圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖（6）校驗近似條件。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器選用 PI 型，其傳遞函數(shù)為1()nASRsWK??? （4）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)。由于設計要求轉(zhuǎn)速環(huán)無靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)；又根據(jù)動態(tài)設計要求，應按典型Ⅱ型系統(tǒng)設計轉(zhuǎn)速環(huán)。③轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù) 按小時間常數(shù)近似處理，onTon? 課程設計專用紙取 。 （1）確定時間常數(shù)。 sT??????ci 3）校驗小時間常數(shù)的近似處理是否滿足條件： ，3isoiT?現(xiàn)在 ,滿足近似條件。電流環(huán)截止頻率??? 1）校驗晶閘管裝置傳遞函數(shù)的近似條件是否滿足： ，cisT?因為 ，所以滿足近似條件。于是，ACR ???????（5）計算電流調(diào)節(jié)器的電路參數(shù)電流調(diào)節(jié)器的原理圖如圖 所示。電流調(diào)節(jié)器選擇 PI 型，其傳遞函數(shù)為1()iACRsWK???（4）選擇電流調(diào)節(jié)器參數(shù)。根據(jù)設計要求 σi%≤5%，而且 Tl/TΣi=，電流環(huán)可按典型Ⅰ型系統(tǒng)設計。③ 電流環(huán)小時間常數(shù) TΣi,按小時間常數(shù)近似處理，取 TΣi=Ts+ Toi=。①整流裝置滯后時間常數(shù) Ts,三相橋式整流電路的平均失控時間Ts=。由 有 Tl=。aaeEIRCn?? 有 Tm=。時 ??取得最大值，由此計算得 U2=。~150176。本文基于這種思想進行 ASR 和 ACR 設計。ACR 和 ASR 的輸入、輸出信號的極性，主要視觸發(fā)電路對控制電壓的要求而定。圖 為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。 圖 雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖 課程設計專用紙為了獲得良好的靜動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用 PI 調(diào)節(jié)器。15V 電源電路原理圖濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負載電阻兩側(cè)并聯(lián)電容器；或在整流電路輸出端與負載間串聯(lián)電感 L，以及由電容、電感組合而成的各種復式濾波電路。本設計采用橋式整流電路，其主要特點如下：輸出電壓高，紋波電壓小，管子所承受的最大反向電壓較低，電源變壓器充分利用，效率高。完成這一任務主要是靠二極管的單向?qū)ㄗ饔?，因此二極管是組成整流電路的關鍵元件。直流穩(wěn)壓電源主要由兩部分組成：整流電路和濾波電路。為使系統(tǒng)很好的工作，本文特設計一款177。 整流電路參數(shù)計算(1) 的計算2Umax2 2incosdTshNIACU???????????—負載要求的整流電路輸出的最大值；maxdU—晶閘管正向壓降，其數(shù)值為 —，通常取 ；T 1TUV?n—主電路中電流回路晶閘管的個數(shù)；A—理想情況下 時，整流輸出電壓 與變壓器二次側(cè)相電壓 之比；0??d dC—線路接線方式系數(shù)；—電網(wǎng)電壓波動系數(shù)，通常取 ；???—最小控制角，通常不可逆取 ；min min12o??—變壓器短路電
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