電力拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)
2025-02-01 02:36本頁(yè)面
【正文】 由于直流電源靠二極管整流器供電，不可能回饋電能，電動(dòng)機(jī)sU制動(dòng)時(shí)只好對(duì)濾波電容充電，這式電容器兩端電壓升高稱作“泵升電壓” 。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，應(yīng)該首先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，必須對(duì)被控量進(jìn)行采樣，然后與給定值比較。轉(zhuǎn)速反饋電路如圖 7 所示，由測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，由初始條件知濾波時(shí)間常數(shù) 。電流檢測(cè)中常常含有交流分量，為使其不影響調(diào)節(jié)器的輸入，需加低通濾波。 9圖 6 PI 型電流調(diào)節(jié)器 驅(qū)動(dòng)電路一般而言，IGBT 驅(qū)動(dòng)可選用芯片 IR2110，IR2110 采用 DIP 封裝，有 14 個(gè)引出端，排列如下圖 7 所示。IR2110 具有獨(dú)立的高端和低端輸出通道；浮置電源采用自舉電路，其工作電壓可達(dá)500V，du/dt= 177。IGBT 驅(qū)動(dòng)電路如圖 8 所示。IR2110 采用 CMOS 施密特觸發(fā)輸入，兩路具有滯后欠壓鎖定。兩路匹配傳輸導(dǎo)通延時(shí)為 120ns，關(guān)斷延時(shí)為 94ns。 可得轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) rVnUNmin01.*???電流反饋系數(shù) AINi ..1*????在計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù)前，先根據(jù)額定參數(shù)計(jì)算電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)，額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)有 NaeNUIRCn?易得 rVnICNae ?????在此設(shè)定所有運(yùn)算放大器的 R0=40kΩ，電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)為T(mén)l=，T m=，并設(shè)定電力電子變換器的內(nèi)阻為 Rrec=。設(shè)定 PWM 控制電路的放大系數(shù)為Ks=40。給定電壓設(shè)為 10V。 sTToisi .?????可取傳遞函數(shù)為：因要求 ，對(duì)電流開(kāi)環(huán)增益，應(yīng)取 ，于是5%i????于是電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)：據(jù)此比例系數(shù)可得，取運(yùn)放的 R0=40kΩ，各電阻和電容值：，取 60KΩ????kKii ASR 參數(shù)計(jì)算確定時(shí)間常數(shù)，電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) 。5h那么 ASR 超前時(shí)間常數(shù) ?????轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益 ??則 ASR 的比例系數(shù)為 )1( ??????nmenRThC??由運(yùn)放 可得，各電阻和電容值計(jì)算如下：40oRk?，取 750kΩ??，取 ???，取 1uFToon ?10)4/1.(/43? 參數(shù)的校驗(yàn) 電流參數(shù)的校驗(yàn)首先校驗(yàn)近似條件，電流環(huán)截止頻率 ，然后校驗(yàn) PWM ???遞函數(shù)的近似條件是否滿足 。???校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)近似條件 。???? 13校驗(yàn)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 。?????根據(jù)上述參數(shù)，電流環(huán)滿足動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求和近似條件。??????校驗(yàn)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件是否滿足 。. sT?????校驗(yàn)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 。. onT????? 校驗(yàn)退飽和轉(zhuǎn)速超調(diào)量突加階躍給定時(shí)，ASR 飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按 ASR 退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量，在 h=5 時(shí)，查表可知，δn=%，不能滿足設(shè)計(jì)要求。則 。 144 仿真結(jié)果 轉(zhuǎn)速輸出圖 9 轉(zhuǎn)速輸出 電流輸出圖 10 輸出電流波形 155 結(jié)果分析 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速 n 很快地跟隨給定電壓 Un*的變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可減小轉(zhuǎn)速誤差，采用 PI 調(diào)節(jié)器課實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差。其輸出幅值決定電動(dòng)機(jī)允許的最大電流。對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用。當(dāng)電動(dòng)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。雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理分析，ASR 根據(jù)轉(zhuǎn)速給定 Un*和轉(zhuǎn)速反饋 Un 的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出作為電流給定 Ui*，對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，控制電樞電流對(duì)應(yīng)控制電磁轉(zhuǎn)矩，因而可以控制轉(zhuǎn)速。 16結(jié)束語(yǔ)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我的課題設(shè)計(jì)能力有了提高，對(duì) MATLAB 仿真也有了更多經(jīng)驗(yàn)。 按照 ASR 在起動(dòng)過(guò)程中的飽和情況，可將起動(dòng)過(guò)程分為三個(gè)階段，即電流上升階段、恒流升速階段和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)過(guò)該設(shè)計(jì)系統(tǒng)改進(jìn)，與其為單閉環(huán)系統(tǒng)相比：機(jī)械特性偏硬，快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速將小。為使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能更好，該系統(tǒng)采用無(wú)靜差調(diào)節(jié)，即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用比例積分調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)保證恒速運(yùn)行，以保證滿足更嚴(yán)格的生產(chǎn)要求。在這個(gè)過(guò)程中我認(rèn)真查閱了大量資料和工具書(shū)增長(zhǎng)了我的知識(shí)，開(kāi)闊了我的視野。 17參考文獻(xiàn)[1] . ，2022. [2] ，2022.[3] . ，2022.[4] . ，2022.[5] MATLAB ，2022 18附錄1 MATLAB 仿真圖 19 2 電路連接圖 20 主電路 213 PI 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4 PI 電流調(diào)節(jié)器 225 單極式脈寬調(diào)制
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