【正文】 ....................................... 21 6. 使用儀器設(shè)備清單 ................................................................................................. 22 7. 收獲、體會和建議 ................................................................................................. 22 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計 李文博 20203074 2 8. 參考文獻 ............................................................................................................... 24 1. 概述 由于自動控制系統(tǒng)這門課涵蓋知識面廣，理論聯(lián)系實際的特點，因此，該課程的實驗教學(xué)也有著無法取代的地位，特別是在可控關(guān)斷電力電子器件出現(xiàn)后，經(jīng)過深入的研究，已經(jīng)建立了熟悉的數(shù)學(xué)模型和完善的理論體系，廣泛的應(yīng)用于實際的生產(chǎn)中。 目前，全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)是當前工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù)，其操作簡單，并 且不需要專門的編程知識，所有設(shè)置均可通過參數(shù)設(shè)定設(shè)備進行。 西門子 6RA7013 全數(shù)字直流調(diào)速裝置完全具備上述功能。更值得一體的是SIMOREG DC MASTER 使用 開放的和標準的 PROFIBUSDP現(xiàn)場總線系統(tǒng)進行通訊，也可通過 RS232 接口直接連接到 PC 和實現(xiàn)裝置對裝置的通訊。 通過本次課程設(shè)計，使我們同學(xué)更好的理解掌握和靈活應(yīng)用這門專業(yè)知識，緊跟時代前言，增強我們應(yīng)用新技術(shù)的能力，培養(yǎng)了我們較強的分析問題、解決問題的實際能力和創(chuàng)新能力。 2. 課程設(shè)計任務(wù)及要求 設(shè)計 目 的和任務(wù) ① 學(xué)會使用 SIMENS 直流控制系統(tǒng)裝置 的分析和設(shè)計 ，包括系統(tǒng)的基本功能、控制方案設(shè)計和參數(shù)設(shè)置、給定和反饋環(huán)節(jié)設(shè)計、 供電方案和供電線路確定、 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計 李文博 20203074 3 主回路接線方式選擇及電機勵磁回路設(shè)計等 。 ③ 確定控制 系統(tǒng) 方案，畫出系統(tǒng)的原理圖和方框圖，并使用 SIMENS 直流控制系統(tǒng)裝置完成直流電動機的單閉環(huán)、雙閉環(huán)控制調(diào)速。 晶閘管變流裝置主要的優(yōu)點有： ⑴ 晶閘管變流裝置的功率放大倍數(shù)在 410 以上，并且晶閘管的門極觸發(fā)所需的功率小，不需要像直流發(fā)電機那樣大的功率 放大器 。 ⑶ 晶閘管變流裝置較傳統(tǒng)機組效率高、可靠性高方便維護 。隨著計算機的出現(xiàn)與普及，數(shù)字控制器逐漸代替了模擬控制器。數(shù)字控制器的 控制算法通過編程實現(xiàn)，容易實現(xiàn)多種控制算法，修改參數(shù)方便，可靠 。計算機具有分時操作功能，采用計算機控制， 可以監(jiān)視很好控制量，容易實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的各個被控對象都管理起來 。可以綜合生產(chǎn)的各方面的情況，在環(huán)境和參數(shù)變化的時候 ，及時進行判斷，選擇合適的方案進行控制，必要的時候可以人工干預(yù) 。數(shù)字控制器可以利用程序?qū)崿F(xiàn)故障自診斷，自修復(fù) 功能，并且控制算法通過軟件方式實現(xiàn)，程序存儲在計算機中，一般不受外部干擾影響，抗干擾能力強。緊湊型整流器可以并聯(lián)使用，提供高至 12020A 的電流，勵磁電路可以提供最大 85A的電流 (此電流取決于電樞額定電流 )[3]。直流電動機正反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)及顯示 ⑽ 將斜坡輸入改為階躍輸入 系統(tǒng)設(shè)計 如下所示，分別為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，電流單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的輸入，用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管變流裝置。 轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用 PI 調(diào)節(jié)器，兩個調(diào)節(jié)器的輸出都帶限幅，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出限幅電壓 *imU 決定了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器 ACR 的輸出限幅電壓 cmU 限制了電力電子變換器的最大輸出電壓 dmU 。 圖 系統(tǒng)的初始參數(shù)輸入（系統(tǒng)初始化） ⑴ 功能說明：實驗前，為了保證系統(tǒng)正常運行，都要對系統(tǒng)進行初始化，初始化過程主要通過設(shè)置合適的參數(shù)來實現(xiàn)。 系統(tǒng)的控制參數(shù)設(shè)定 =10 額定電樞電流百分比 =10 額定勵磁電流百分比 =220 電樞回路供電電壓 =380 勵磁回路供電電壓 P083=1 使用模擬測速機 P083=2 使 用脈沖編碼器 P083=3 無測速機運行（ EMF 控制）；此次選 3 P100= 電樞額定電流 P101=220 電樞額定電壓 P102= 額定勵磁電流 P104=1500 電機額定轉(zhuǎn)速 速度、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化，系統(tǒng)的控制參數(shù)監(jiān)視及分析 系統(tǒng)優(yōu)化前，驅(qū)動裝置必須運行在 或 接下來選擇 P051 P051=25 電樞和勵磁的預(yù)控制和電流調(diào)節(jié)器的優(yōu)化 P051=26 速度調(diào)節(jié)器的優(yōu)化 P051=27 勵磁減弱優(yōu)化 P051=28 摩擦和轉(zhuǎn)動慣量補償?shù)膬?yōu) 化 P051=29 具有擺動機構(gòu)的傳動系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)器的優(yōu)化 ① 電流環(huán)優(yōu)化 設(shè)置 P051=25， 點擊 OK，在 30s 內(nèi)分別合上使能端子、輸入端子，同時用 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計 李文博 20203074 9 手堵轉(zhuǎn)，大約 1min 左右，觀察驅(qū)動裝置由 變換至 ，分別斷開輸入端子、使能端子，即電流環(huán)優(yōu)化結(jié)束。 總結(jié)：通過系統(tǒng)初始參數(shù)值設(shè)定以及系統(tǒng)優(yōu)化，由于系統(tǒng)具有自調(diào)節(jié)能力，使得系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)節(jié) ，得到合適的電樞和勵磁參數(shù)，此時系統(tǒng)即為雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，之后的各個實驗在此基礎(chǔ)上，改變不同的參數(shù)，實現(xiàn)預(yù)期的功能。 ⑵ 運行曲線 圖 . 雙閉環(huán) 調(diào)速系統(tǒng)運行曲線圖 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計 李文博 20203074 10 斜坡函數(shù)發(fā)生器的參數(shù)設(shè)定及波形調(diào)整，改變斜率觀察系統(tǒng)特性 ⑴ 功能說明 ① 斜坡上升 =從低加速，正到高，正向速度 (例如 :從 10%到 90%)或從低，負到高，反向速度 (例如 : 從 10%到 90%)。 關(guān)于從反向到正向速度的轉(zhuǎn)換，例如 : 10% 到 +50%:從 10%到 0=斜坡下降和從0 到 +50% = 斜坡上升