直流電機不可逆單閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)課程設(shè)計-文庫吧資料
2025-07-05 04:35本頁面
【正文】 。鑒于以上對各種調(diào)速可行性方案的論述本，本系統(tǒng)將采用調(diào)壓調(diào)速的調(diào)速方法以滿足生產(chǎn)工藝的要求。方案三：調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)電樞電壓的調(diào)速方法。這種調(diào)速屬于基速以下的調(diào)速方法，可以達到生產(chǎn)工藝對速度的要求。方案二：串聯(lián)電阻調(diào)速系統(tǒng)采用串聯(lián)電阻調(diào)速。這是它的優(yōu)點，但同時要注意到弱磁調(diào)速方法難以實現(xiàn)低速運行，以及可逆運行。方案一：弱磁調(diào)速系統(tǒng)采用弱磁調(diào)速。又由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種的直流調(diào)壓方法，可分為如下兩種：1）使用晶閘管可控整流裝置的調(diào)速系統(tǒng)；2）使用脈寬調(diào)制的晶體管功率放大器調(diào)速系統(tǒng)。所以得到的調(diào)速范圍可以達到很高，而且能實現(xiàn)可逆運行。特點：在保持他勵直流電動機的磁通為額定值的情況下，電樞回路不串入電阻，將電視兩端的電壓，即電源電壓降低為不同的值時，可以獲得與電動機固有機械特性相互平行的人為機械特性，調(diào)速 方向是基速以下，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。這種方法簡單，容易實現(xiàn)，而其成本較低，單外串電阻只能是分段調(diào)節(jié)，不能實現(xiàn)無級調(diào)速，而其電阻在一定程度上要消耗能量，功率損耗大，低速運行時轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性較差，只能適應(yīng)對調(diào)速要求不高的中小功率型電動機。在電流較小的勵磁回路內(nèi)進行調(diào)節(jié)，因此控制起來比較方便，功率損耗小，用于調(diào)節(jié)勵磁的電阻器功率小，控制方便且容易實現(xiàn)，而其更重要的是此方法可以實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，但由于電動機的換向有限以及機械強度的限制，速度不能調(diào)節(jié)得太高，從而電動機的調(diào)速范圍也就受到了限制。特點：保持電源電壓為恒定的額定值，通過調(diào)節(jié)電動機的勵磁回路的勵磁電流大小，改變電動機的轉(zhuǎn)速。第2章 總體方案的論證比較 總體方案的設(shè)計對于直流電動機調(diào)速的方法有很多，而其各有它自己的優(yōu)點和不足。在控制作用的快速性上，變流機組是秒級，而晶閘管整流器是毫秒級，這將會大大提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。和旋轉(zhuǎn)變流機組及離子拖動變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟性和可靠性上都有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯出較大的優(yōu)越性。系統(tǒng)原理圖見圖3。靜止可控整流器又稱VM系統(tǒng)，由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難；晶閘管對過電壓、過電流和過高的dV/dt與di/dt 都十分敏感，若超過允許值會在很短的時間內(nèi)損壞器件；由諧波與無功功率引起電網(wǎng)電壓波形畸變，殃及附近的用電設(shè)備，造成“電力公害”。圖2 電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖 VM晶閘管電動機調(diào)速系統(tǒng)變壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)常用的調(diào)速方式，調(diào)節(jié)電樞供電電壓所需的可控電源通常有3種：旋轉(zhuǎn)電流機組，靜止可控整流器，直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器。圖中作為反饋檢測元件的只是一個起分壓作用的電位器，電壓反饋信號為Uu=γUd，圖3所示是比例控制的電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，電壓負反饋取自電樞端電壓Ud，為了在結(jié)構(gòu)圖上把Ud顯示出來，須把電樞總電阻R分成兩個部分，即R=Rpe+Ra。在這種情況下，采用電壓負反饋就能基本上代替轉(zhuǎn)速負反饋的作用了，而監(jiān)測電壓顯然要比檢測轉(zhuǎn)速方便得多。在實際系統(tǒng)中，為了盡量減小靜態(tài)速降，電壓負反饋信號的引出線應(yīng)盡量靠近電動機電樞兩端。但是，要實現(xiàn)轉(zhuǎn)速負反饋必須有轉(zhuǎn)速檢測裝置，例如前述的測速發(fā)電機，以及數(shù)字測速用的光電編碼盤、電磁脈沖測速器等等，其安裝和維護都比較麻煩，常常是系統(tǒng)裝置中可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，因此，對于調(diào)速指標(biāo)要求不高的系統(tǒng)來說，可以用更方便的電壓反饋形式來代替測速反饋。轉(zhuǎn)速降落正是由負載引起的裝束偏差，顯然，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。其原理框圖如圖1所示。這就組成了反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。自動設(shè)備要求加、減速盡量快，以提高生產(chǎn)效率，不易經(jīng)受劇烈速度變化的機械則要求起、制動盡量平穩(wěn)。以一定的精度再說需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運行，在各種干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動。在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分檔地或平滑地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。例如，最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之間的范圍，是有級調(diào)速還是無級調(diào)速，在穩(wěn)態(tài)運行時允許轉(zhuǎn)速波動的大小，從正轉(zhuǎn)運行變到反轉(zhuǎn)運行的時間間隔，突加或突減負載使得允許的轉(zhuǎn)速波動，運行停止時要求的定位精度等等。在這些情況下，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)往往不能滿足要求。晶閘管電動機系統(tǒng)是開環(huán)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)控制電壓Uc就可以改變電動機的轉(zhuǎn)速，如果負載的生產(chǎn)工藝對運行時的靜差率要求不高，這樣的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)都能實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級調(diào)速，但是，許多需要調(diào)速的生產(chǎn)機械常常對靜差率有一定的要求，例如龍門刨床，由于毛坯表面粗糙不平，加工時負載大校場有波動，但是，為了保證共建的加工精度和加工后的表面光潔度，加工過程中的速度卻必須穩(wěn)定，也就是說，靜差率不能太大，一般要求，調(diào)速范圍D=20~30，靜差率s≤5%。一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。為了進行定量的分析，可以針對前兩項要求定義兩個調(diào)速指標(biāo)，叫做 “調(diào)速范圍”和“靜差率”。關(guān)鍵詞：穩(wěn)態(tài)性能 ；穩(wěn)定性；開環(huán)；閉環(huán)負反饋；靜差第1章 控制系統(tǒng)概述 轉(zhuǎn)速控制調(diào)速指標(biāo)與要求直流電動機具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)實現(xiàn)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在對調(diào)速系統(tǒng)性能有較高要求的領(lǐng)域常利用直流電動機，但直流電動機開環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性不能夠滿足要求，可利用轉(zhuǎn)速單閉環(huán)提高穩(wěn)態(tài)精度，而采用比例調(diào)節(jié)器的負反饋調(diào)速系統(tǒng)仍是有靜差的，為了消除系統(tǒng)靜差，可采用積分調(diào)節(jié)器代替比例調(diào)節(jié)器。而在對調(diào)速指標(biāo)要求不高的場合，采用單閉環(huán)即可。 2. 可提供實驗與仿真條件 說明書格式1． 課程設(shè)計封面；2． 任務(wù)書；3． 說明書目錄；4． 設(shè)計總體思路，基本原理和框圖（總電路圖）；5． 單元電路設(shè)計（各單元電路圖）；6． 實驗調(diào)試或仿真、實驗波形記錄及分析等。4. 繪制總電路圖5. 寫出設(shè)計報告；
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