直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2024-08-22 15:50本頁(yè)面
【正文】 正是由負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速偏差，顯然，引入轉(zhuǎn)速閉環(huán)將使調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。 PWM變換器的作用是：用PWM調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓系列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。直流PWM調(diào)速系統(tǒng)作為一種新技術(shù)，發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛，特別在中、小容量的系統(tǒng)中，已取代VM系統(tǒng)成為主要的直流調(diào)速方式。n 靜止式可控整流器——用靜止式的可控整流器，以獲得可調(diào)的直流電壓。調(diào)壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，而調(diào)節(jié)電樞電壓需要有專(zhuān)門(mén)向電動(dòng)機(jī)供電的可控直流電源。改變電阻只能有級(jí)調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（即電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。den=[,1,0,0]。，其中。當(dāng)時(shí)，而調(diào)速系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 (221） 調(diào)速系統(tǒng)開(kāi)環(huán)機(jī)械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 : (222)為基準(zhǔn)值，對(duì)應(yīng)為額定轉(zhuǎn)速。計(jì)算超調(diào)量。 （220） 5．計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖210 所示，取，則 取 , 取 , 取 圖210 含濾波環(huán)節(jié)的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器當(dāng)h=5時(shí)，查附表典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)得，不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取 （212） 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 （213） 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 （214） 則轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益 （215） 可得ASR的比例系數(shù)為 （216） 式中 電動(dòng)勢(shì)常數(shù) （217）轉(zhuǎn)速截止頻率為： （218） （1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為： 滿(mǎn)足簡(jiǎn)化條件。圖29 含濾波環(huán)節(jié)的PI型電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)1. 確定時(shí)間（1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/KI。（3） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 （210） 滿(mǎn)足近似條件。電流開(kāi)環(huán)增益：要求時(shí)，取，因此 （26） 于是，ACR的比例系數(shù)為 （27） 4. 校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率： （28）（1） PWM裝置傳遞函數(shù)的近似條件 滿(mǎn)足近似條件。檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：,參照附表的典型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，因此基本確定電流調(diào)節(jié)器按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2. 選擇電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，并保證穩(wěn)態(tài)電流無(wú)靜差，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。（3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和。（2）電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi。 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 1. 確定時(shí)間常數(shù)（1）PWM裝置的延長(zhǎng)時(shí)間Ts。（2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。這個(gè)作用對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行來(lái)說(shuō)是十分重要的。（4）當(dāng)電機(jī)過(guò)載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。（2）對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。 由于在起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程就分成圖中標(biāo)明的I、II、III三個(gè)階段。 圖中WASR(s)和WACR(s)分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。然而，實(shí)際上運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)并不是無(wú)窮大，特別是為了避免零點(diǎn)漂移而采用“準(zhǔn)PI調(diào)節(jié)器”時(shí)，靜特性的兩段實(shí)際上都N略有很小的靜差，見(jiàn)圖25的虛線(xiàn)。穩(wěn)態(tài)時(shí) ，從而得到下圖25靜特性的AB段。 （2）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和： 輸出達(dá)到限幅值，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開(kāi)環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對(duì)系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。實(shí)際上，在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的。②不飽和——輸出未達(dá)到限幅值。分析靜特性的關(guān)鍵是掌握這樣的PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征，一般存在兩種狀況：①飽和——輸出達(dá)到限幅值。當(dāng)輸出未達(dá)到飽和時(shí)，穩(wěn)態(tài)的輸入偏差電壓總是為零。為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須先繪出它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如下圖24所示。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無(wú)靜差，得到過(guò)電流的自動(dòng)保護(hù)。后面需要調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器都采用調(diào)節(jié)器。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，叫內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外邊，叫做外環(huán)。如下圖22為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串級(jí)聯(lián)接，如圖22所示。這
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