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v-m雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(tǒng)設計課程設計-展示頁

2024-09-08 17:35本頁面
  

【正文】 求的額定電壓確定之后,晶閘管交流側的電壓 U2只能在一個較小的范圍內變化,為 此必須精確計算整流變壓器次級電壓 U2。 ( 1) 系統(tǒng)組 成的結構框圖如圖 22: 圖 22 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的結構框圖 ASR轉速調節(jié)器 ACR電流調節(jié)器 TG測速發(fā)電機 TA電流互感器 UPE電力電子變換器 Un*轉速給定電壓 Un轉速反饋電壓 Ui*電流給定電壓 Ui電流反饋電壓 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能,轉速和電流兩個調節(jié)器一般都采用 PI調節(jié)器,這樣構成雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的電路原理圖如上圖所示。從閉環(huán)結構上看,電流環(huán)在里面,稱作內環(huán);轉速環(huán)在外邊,稱作外環(huán)。二者之間實行嵌套(串聯(lián))聯(lián)接。這是就要考慮采用轉速、電流雙環(huán)控制的直流調速系統(tǒng)。采用 PI 調節(jié)的單個轉速閉環(huán)直流調速系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提實現(xiàn)轉速無靜差。 表 1 運算關系 電路結構確定后既要進行晶閘管的型號選擇:一般取晶閘管的額定電壓為 Um、額定電流大于 2 倍的電動機額定電流 IN確定。 當晶閘管的陽極和陰極之間承受反向電壓并且門極不管加不加觸發(fā)信號晶閘管關斷。整流的過程中 ,采用三相橋式全控整流電路。 在生產實際中,還需要考慮具體生產機械的特殊情況,進行補充和靈活運用。 ( 2)允許短時過載能力。 ( 3)校核預選電動機。這是決定電動機額定功率的依據(jù)。 電動機額定功率的選用 額定功率的選用考慮電動機的發(fā)熱、過載能力及起動能力三個方面。 ( 2)電動機經(jīng)常起動、制動及反轉,此時除考慮初期投資外,主要根據(jù)過渡過程能量損耗為最小的條件來選擇電動機的額定轉速。 電動機額定轉速的選用 一般可分為下列三種情況: ( 1)電動機連續(xù)工作,很少起動、制動或反轉。一般中、小型交流電動機額定電壓為 220/380V 或 380/660V。 轉速 .電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理圖 11如下 :. 圖 11 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理 框圖 本設計采用三相全控橋整流電路,在直流側串有平波電抗器,該電路能為電動機負載提供穩(wěn)定可靠的電源,利用控制角的大小可有效的調節(jié)轉速,并在直流交流側安置了保護裝置,保證各元器件能安全的工作, 同時由于使用了閉環(huán)控制,使得整個調速系統(tǒng)具有很好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。另一方面,在一個調節(jié)器輸出端綜合幾個信號,各個參數(shù)互相調節(jié)比較困難。但是由于電流截止負反饋限制了最大電流,加上電動機反電勢隨著轉速的上升而增加,使電流 到達最大值后迅速降下來,這樣,電動機的轉距也減小了,使起動加速過程變慢,起動(調整時間 ts)的時間就比較長。又采用電流截止負載環(huán)節(jié),限制了起(制)動時的最大電流。 負載電機額定數(shù)據(jù): PN=90KW, UN=440V, IN=220A, nN=1800r/min, Ra=Ω,λ =。為了克服這一缺點就應用轉速,電流雙環(huán)直流調速系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中為了盡快縮短過渡時間,所以就希望能夠充分利用晶閘管元件和電動機所允許的 過載能力,使起動的電流保護在最大允許值上,電動機輸出最大轉矩,從而轉速可直線迅速上升,使過渡過程的時間大大的縮短。這對一般的要求不太高的調速系統(tǒng),基本上已經(jīng)能滿足要求。 內容摘要 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)即速度和電流雙環(huán)直流調速系統(tǒng),是由單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)發(fā)展起來的,調速系統(tǒng)使用比例積分調節(jié)器,可以實現(xiàn)轉速的無靜差調速。又采用電流截止負載環(huán)節(jié),限制了起(制)動時的最大電流。但是由于電流截止負反饋限制了最大電流,加上電動機反電勢隨著轉速的上升而增加,使電流到達最大值后迅速降下來,這樣,電動機的轉矩也減小了,使起動加速過程變慢,起動的時間久比較長。另一方面,在一個調節(jié)器的輸出端綜合幾個信號,各個參數(shù)互相調節(jié)比較困難。 關鍵詞:雙閉環(huán) 直流調速系統(tǒng) MATLAB 第一章 設計任務書 一.題目: VM 雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(tǒng)設計 二.技術要求 1.該調速系統(tǒng)能進行平滑的速度調節(jié),負載電機不可逆運行,具有較寬的調速范圍( D≥ 10),系統(tǒng)在工作 范圍內能穩(wěn)定工作 2.系統(tǒng)靜特性良好,無靜差(靜差率 s≤ ) 3.動態(tài)性能指標:轉速超調量δ n< 8%,電流超調量δ i< 5%,動態(tài) Δ n≤ 810%,調速系統(tǒng)的過渡過程時間(調節(jié)時間) ts≤ 1s 4.系統(tǒng)在 5%負載以上變化的運行范圍內電流連續(xù) 5.調速系統(tǒng)中設置有過電壓、過電流等保護,并且有制動措施 三.設計內容 1.根據(jù)題目的技術要求,分析論證并確定主電路的結構型式和閉環(huán)調速系統(tǒng)的組成,畫出系統(tǒng)組成的原理框圖 2.調速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算(包括有變壓器、電力電子器件、平波電抗器與保護電 路等) 3.驅動控制電路的選型設計(模擬觸發(fā)電路、集成觸發(fā)電路、數(shù)字觸發(fā)器電路 均可) 4.動態(tài)設計計算:根據(jù)技術要求,對系統(tǒng)進行動態(tài)校正,確定 ASR 調節(jié) 與 ACR 調節(jié)器的結構型式及進行參數(shù)計算,使調速系統(tǒng)工作穩(wěn)定,并滿 足動態(tài)性能指標的要求 5. 繪制 VM雙閉環(huán)直流不可逆調速系統(tǒng)的電氣原理總圖(要求計算機繪圖) 6.整理設計數(shù)據(jù)資料,課程設計總結,撰寫設計計算說明書 四.技術數(shù)據(jù) 晶閘管整流裝置: Rrec= Ω, Ks=4548。系統(tǒng)主電路: R∑ =, Tm= 第二章 設計方案的選擇 速度和電流雙環(huán)直流調速系統(tǒng)(雙環(huán)),是由單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)發(fā)展起來的,調速系統(tǒng)使用比例積分調 節(jié)器,可以實現(xiàn)轉速的無靜差調速。這對一般 的要求不太高的調速系統(tǒng),基本上已能滿足要求。在這些系統(tǒng)中為了盡快縮短過渡時間,所以希望能夠充分利用晶閘管元件和電動機所允許的過載能力,使起動的電流保護在最大允許值上,電動機輸出最大轉矩,從而轉速可直線迅速上升,使過渡過程的時間大大縮短。為了克服這一缺點就應用轉速,電流雙環(huán)直流調速系統(tǒng)。 第三章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成 電動機型式的確定 電動機電壓等級的選用 電動機電壓等級要與工廠企業(yè)或車間的供電電壓一致。當電動機由晶閘管整 流裝置直接供電時,為配合不同的整流電路聯(lián)結,新改型直流電動機還增設了 160V(配合單相全波整流)及 440V(配合三相橋式整流)等新的電壓等級。對幾個不同的額定轉速進行全面比較,最后確定電動機的額定轉速。 ( 3)電動機經(jīng)常起動、制動及反轉,主要根據(jù)過渡過程持續(xù)時 間為最短的條件來選擇 電動機的額定轉速。電動機額定功率的選擇一般可分為三步: ( 1)計算負載功率 PL。 ( 2)根據(jù)負載功率,預選電動機的額定功率 PN≥ PL,盡量接近 PL。 電動機的額定功率 決定電動機功率的主要因素有三個: ( 1)電動機的發(fā)熱與溫升,這是決定電動機功率的最主要因素。 ( 3)對于籠型交流電動機還要考慮起動 能力。 電動機的選型 型號: Z418042 額定轉速: 3000r/min 額定功率: 90KW 電壓:電樞 220V 激磁: 220V 電樞電流: 221A 慣量矩: 重量: 410Kg 晶閘管結構型式的確定 晶閘管整流是把交流變直流??煽卣鞯脑恚寒斁чl管的陽極和陰極之間承正向電壓并且門極加觸發(fā)信號晶閘管導通,并且去掉門極的觸發(fā)信號晶閘管依然導通。 根據(jù)電動機的額定電壓的不同,確定整流變壓器的輸出電壓和可控整流電路的結構形式,一般情況,當控制角
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