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雙閉環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計-在線瀏覽

2024-07-28 00:11本頁面
  

【正文】 .............................................................................................................197 參考文獻 ...............................................................................................................................................20 課程設(shè)計專用紙第一章 緒論 自 70 年代以來,國外在電氣傳動領(lǐng)域內(nèi),大量地采用了“晶閘管直流電動機調(diào)速”技術(shù)(簡稱KZ—D 調(diào)速系統(tǒng)) ,盡管當今功率半導(dǎo)體變流技術(shù)已有了突飛猛進的發(fā)展,但在工業(yè)生產(chǎn)中KZ—D 系統(tǒng)的應(yīng)用還是占有相當?shù)谋戎?。在工程設(shè)計與理論學習過程中,會接觸到大量關(guān)于調(diào)速控制系統(tǒng)的分析、綜合與設(shè)計問題。雙閉環(huán)(電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán))調(diào)速系統(tǒng)是一種當前應(yīng)用廣泛,經(jīng)濟,適用的電力傳動系統(tǒng)。我們知道反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能,它對于被反饋環(huán)的前向通道上的一切擾動作用都能有效的加以抑制。但如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高,例如要求起制動、突加負載動態(tài)速降小等等,單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。在單閉環(huán)系統(tǒng)中,只有電流截止至負反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的。在實際工作中,我們希望在電機最大電流限制的條件下,充分利用電機的允許過載能力,最好是在過度過程中始終保持電流(轉(zhuǎn)矩)為允許最大值,使電力拖動系統(tǒng)盡可能用最大的加速度啟動,到達穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后,又讓電流立即降下來,使轉(zhuǎn)矩馬上與負載相平衡,從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運行。這是在最大電流轉(zhuǎn)矩的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的啟動過程。在電動機軸上裝一臺測速發(fā)電機 SF ,引出與轉(zhuǎn)速成正比的電壓 Uf 與給定電壓 Ud 比較后,得偏差電壓 ΔU ,經(jīng)放大器 FD ,產(chǎn)生觸發(fā)裝置 CF 的控制電壓 Uk ,用以控制電動機的轉(zhuǎn)速,如圖 所示。為了使轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋分別起作用,系統(tǒng)設(shè)置了電流調(diào)節(jié)器 ACR 和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR。因轉(zhuǎn)速換包圍電流環(huán),故稱電流環(huán)為內(nèi)環(huán),轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。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)器一般都采用具有輸入輸出限幅功能的 PI 調(diào)節(jié)器,且轉(zhuǎn)速和電流都采用負反饋閉環(huán)。 圖 方案二原理框圖 方案論證方案一采用單閉環(huán)的速度反饋調(diào)節(jié)時整流電路的脈波數(shù) m = 2 ,3 ,6 ,12 , ?,其數(shù)目總是有限的,比直流電機每對極下?lián)Q向片的數(shù)目要少得多。 (2)脈動電流電壓電流檢測ASR ACR 整流觸發(fā)裝置 電動機 負載速度檢測電壓 放大器 整流觸發(fā)裝置 電動機 負載速度檢測 課程設(shè)計專用紙(斜波電流) 流入電源,對電網(wǎng)不利,同時也增加電機的發(fā)熱。把交流分量引到運算放大器輸入端,不僅不起正常的調(diào)節(jié)作用,反而會產(chǎn)生干擾,嚴重時會造成放大器局部飽和,從而破壞系統(tǒng)的正常工作。在啟動過程的主要階段,只有電流負反饋,沒有轉(zhuǎn)速負反饋,不讓電流負反饋發(fā)揮主要作用,既能控制轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差調(diào)節(jié),又能控制電流使系統(tǒng)在充分利用電機過載能力的條件下獲得最佳過渡過程,很好的滿足了生產(chǎn)需求。,不能充分利用電動機的過載能力獲得最快的動態(tài)響應(yīng),即最佳過渡過程。所以本文選擇方案二作為設(shè)計的最終方案。m2,電流過載倍數(shù) λ=,電樞回路總電阻可取為 R=2Ra=,系統(tǒng)總飛輪矩 GD2= GDd2。 課程設(shè)計專用紙3 單元模塊設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求,本文所設(shè)計的雙閉環(huán)直流晶閘管調(diào)速系統(tǒng)主要包含轉(zhuǎn)速給定電路、轉(zhuǎn)速檢測電路、電流檢測電路、控制電路、觸發(fā)脈沖輸出電路、整流及晶閘管保護電路、電源等幾個部分。轉(zhuǎn)速給定電路可以產(chǎn)生幅值可調(diào)和極性可變的階躍給定電壓或可平滑調(diào)節(jié)的給定電壓。 圖 轉(zhuǎn)速給定電路原理圖 轉(zhuǎn)速檢測電路設(shè)計轉(zhuǎn)速檢測電路的主要作用是將轉(zhuǎn)速信號變換為與轉(zhuǎn)速稱正比的電壓信號,濾除交流分量,為系 課程設(shè)計專用紙統(tǒng)提供滿足要求的轉(zhuǎn)速反饋信號。其原理圖如圖 所示。該電路主要由電流互感器構(gòu)成,將電流互感器接于主電路中,在輸出端即可獲得與主電路電流成正比的電流信號,起到電氣隔離的作用。 課程設(shè)計專用紙 圖 電流檢測電路原理圖 整流及晶閘管保護電路設(shè)計整流電路如圖 所示,在整流電路中主要是晶閘管的保護問題。為了使晶閘管裝置能長期可靠運行,除了合理選擇元件外,還須針對元件工作的條件設(shè)置恰當?shù)谋Wo措施。 圖 整流電路及晶閘管保護電路 過電壓保護和 du/dt 限制凡是超過晶閘管正常工作是承受的最大峰值電壓的都算過電壓。按過壓保護的部位來分,有交流側(cè)保護,直流側(cè)保護和元件保護。阻容吸收電路的參數(shù)計算式根據(jù)變壓器鐵芯磁場釋放出來的能量轉(zhuǎn)化為電容器電場的能量存儲起來為依據(jù)的。串阻的目的是為了在能量轉(zhuǎn)化過程中能消耗一部分能量,并且抑制 LC 回路的振蕩。晶閘管發(fā)生過電流的原因主要有:負載端過載或短路;某個晶閘管被擊穿短路,造成其他元件的過電流;觸發(fā)電路工作不正?;蚴芨蓴_,使晶閘管誤觸發(fā),引起過電流。晶閘管過電流的保護措施有下列幾種: 課程設(shè)計專用紙 普通熔斷絲由于熔斷時間長,用來保護晶閘管很可能在晶閘管燒壞之后熔斷器還沒有熔斷,這樣就起不了保護作用??焖偃蹟嗥饔玫氖倾y質(zhì)熔絲,在同樣的過電流倍數(shù)下,它可以在晶閘管損壞之前熔斷,這是晶閘管過電流保護的主要措施。當硒堆上電壓超過某一數(shù)值后,它的電阻迅速減小,而且可以通過較大
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