電氣工程課程設(shè)計-無刷直流電機控制系統(tǒng)-文庫吧資料
2025-06-15 00:33本頁面
【正文】 注意比例調(diào)節(jié)器的輸出電壓與輸入電壓成反比。系統(tǒng)面臨的第二個問題 :直流電機起動時 ,由于反饋電壓 U = 0,直流電機處于全壓起動狀態(tài) ,此時電機電流過大 ,會影響安全運行 。對一個自動控制系統(tǒng)來說 ,系統(tǒng)的穩(wěn)定性是正常工作的首要條件 ,必須得到保證。但是 K 太大時 ,會影響系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)動性 , 圖 2 是系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 ,根據(jù)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖可以得到系統(tǒng)的傳 (S) : )1](111 )(1[/)(2131 KSKTTSK TTTSKTTTCKKSWsmsMsmcsn?????? ???? （ 3） 系統(tǒng)的特征方程： 0111 )(1 2131 ?????? ??? SKTTSK TTTSKTTT smsmsm （ 4） 電氣工程課程設(shè)計（報告） 6 根據(jù)勞斯 吉樂維茨判斷 ,該系統(tǒng)動態(tài)的穩(wěn)定條件為 : TT TTTTK ssm ? ??? 21 )( 可以看出為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度而增加開環(huán)的放大系數(shù) ,有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。所以該調(diào)速系統(tǒng)稱為有靜差調(diào)速系統(tǒng)。如前所提的高精度系統(tǒng) ,要滿足 D = 20, S ≤ 5% 的要求 ,則轉(zhuǎn)速降需要在 n = r/min 以下 ,所以系統(tǒng)的開放放大系數(shù)必須滿足 K ≥ Δn/Δn’1=42 雖然單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有較好的穩(wěn)態(tài)性能 ,但仍然存在穩(wěn)態(tài)速差 ,其穩(wěn)態(tài)速差為 : n =RId/Ce(1+k) 。如果取 nmax 為理想空載轉(zhuǎn)速 ,則開環(huán)時： D′ = n′ /[Δn’(1s)]。 開環(huán)的靜差率 : s′ =Δn’/n0’ 閉環(huán)的靜差率 : s =Δn/n0；閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率要小的多。 n 為理想轉(zhuǎn)速。其閉環(huán)特性為 : n=KNKSUn/[Ce(1+k)]PId/[Ce(1+k)]=n0Δn。 因為采用了速度負反饋 ,所以可以提高運行的穩(wěn)態(tài)精度。 晶閘管整流與觸發(fā)裝置放大系數(shù) Ks 計算 ： 可近似取為 337230 ??pK 58 05 8 m in/e tgC V r??? ? ? ? ? ?電氣工程課程設(shè)計（報告） 4 計算運算放大器的放大系數(shù)和參數(shù) 實取 Kp =12， 工程上一般取 R0=20kΩ 或 40 kΩ，若 R0=20kΩ 則 ????? KRKR P 240122021 有靜差的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 以下用自動控制理論中的反饋控制原理改善系統(tǒng)的性能。 從測速發(fā)電機數(shù)據(jù) 可知 rVr VC e t g m i n/ i n)/(19 00 )(110 ??? 試取分壓系數(shù) ?? ，如果測速發(fā)電機與主電動機直接傳動，這樣電動機最高轉(zhuǎn)速 1500r/min 下反饋電壓為 VCnU e t gnomx ????? ? 一般最大給定電壓約 10V 左右，本系統(tǒng)選用直流穩(wěn)壓電源為 177。 ?為電位器 RP2的分壓系數(shù)。所以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算主要是計算檢測環(huán)節(jié)和運算放大器的有關(guān)參數(shù)?？衫靡陨蠋讉€模塊中的元件為基礎(chǔ)，搭建單閉環(huán)直流調(diào)速模型。 無刷直流電機的 MATLAB 仿真 本課程設(shè)計選用 MATLAB 進行仿真模擬設(shè)計， 其中 SIMULINK 電力系統(tǒng)工具箱是以 SIMULINK 為運行環(huán)境，涵蓋了電路、電力電子、電氣系統(tǒng)等電工學(xué)中常用的基本元件和系統(tǒng)仿真模型。 功率變換電路采用 6 個 MOSFET 構(gòu)成三相全橋電路， MOSFET 采用 IR 公司 的 N溝道 MOSFET FB4710，其最大電壓為 100v，電流 75A。 本設(shè)計中使用 DSP 的六路 PWM 發(fā)生器和 CAP 捕獲單元，選用 TI 公司的TMS320F2812，在與上位機通信時使用 SCI 接口，驅(qū)動模塊采用 IR 公司的 IR2130高性能三相橋式驅(qū)動器。 控制系統(tǒng)原理框圖 圖 2 為系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。位置環(huán)采用 PI 調(diào)節(jié)器。它采用全數(shù)字三閉環(huán)控制。 系統(tǒng)設(shè)計方案 該系統(tǒng)設(shè)計采用三相 Y 型永磁方波無刷電機 PWM 控制方案，通電方式為兩兩通電。 DSP 通過 SCI 接口與上位 PC 機相接，上位機控制電機轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)?？刂葡到y(tǒng)核心為 TI 的 DSP— TMS320F2812，產(chǎn)生 6 路 PWM 波控制信號送入驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊由 IR 的 IR2130 芯片構(gòu)成，驅(qū)動芯片接收到控制信號后，驅(qū)動三相全橋電路，全橋電路采用集成塊 FB4710。系統(tǒng)采用閉環(huán)增量式PID 控
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