雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_第2頁(yè)
雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_第3頁(yè)
雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_第4頁(yè)
雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩4頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、信息科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)2010-2011 學(xué)年第 二 學(xué)期 課程名稱(chēng): 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 姓 名: 指導(dǎo)教師: 2011 年 6月雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與原理雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是建立在單閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)上的,實(shí)際的調(diào)速系統(tǒng)除要求對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整外, 很多生產(chǎn)機(jī)械還提出了加快啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程的要求,這就需要一個(gè)電流截止負(fù)反饋系統(tǒng)。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)行嵌套連接。即把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入,再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看,電流環(huán)在里面稱(chēng)內(nèi)環(huán);轉(zhuǎn)速環(huán)在

2、外面稱(chēng)外環(huán)。這就構(gòu)成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。原理:電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)階段突加給定電壓,隨著上升,當(dāng)后電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入端存在偏差信號(hào),經(jīng)放大后輸出的電壓保持為限幅值,使迅速上升到,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)。 電動(dòng)機(jī)以最大電流恒流加速啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的最大電流(堵轉(zhuǎn)電流)可以通過(guò)整定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出限幅值來(lái)改變。在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到給定轉(zhuǎn)速后, 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入端的偏差信號(hào)減小到近于零,但其輸出由于積分作用,是轉(zhuǎn)速超調(diào),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退出飽和狀態(tài),閉環(huán)調(diào)節(jié)開(kāi)始起作用。對(duì)負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速波動(dòng),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入端產(chǎn)生的偏差信號(hào)將隨時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器來(lái)修正觸發(fā)器的移相電壓,使整流橋輸出的直流電壓相

3、應(yīng)變化,從而校正和補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速偏差。 ·采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的理由在要求較高的調(diào)速系統(tǒng)中,一般有兩個(gè)基本要求:一是能夠快速啟動(dòng)制動(dòng);二是能夠快速克服負(fù)載、電網(wǎng)等干擾。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),如果要求快速起動(dòng),必須使直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中輸出最大的恒定允許電磁轉(zhuǎn)矩,即最大的恒定允許電樞電流,當(dāng)電樞電流保持最大允許值時(shí),電動(dòng)機(jī)以恒加速度升速至給定轉(zhuǎn)速,然后電樞電流立即降至負(fù)載電流值。如果要求快速克服電網(wǎng)的干擾,必須對(duì)電樞電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。以上兩點(diǎn)都涉及電樞電流的控制,所以自然考慮到將電樞電流也作為被控量,組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。而且轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在突加給定下的跟隨性能、動(dòng)態(tài)限流性

4、能和抗擾動(dòng)性能等,都比單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)好。·工程設(shè)計(jì)方法: 先選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu),以確保系統(tǒng)穩(wěn)定,同時(shí)滿(mǎn)足所需的穩(wěn)態(tài)精度。 在選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù),以滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)性能的要求。在選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)時(shí),只采用少量的典型系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的具體設(shè)計(jì)某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng),整流裝置采用三相橋式電路電路基本數(shù)據(jù)如下:1)直流電動(dòng)機(jī):220V,136A,1460r/min, ,允許過(guò)載倍數(shù)2)晶閘管裝置放大系數(shù)Ks=40;3)電樞回路總電阻R=0.5;4)時(shí)間常數(shù):電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.03s; 機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.18s;5)電流反饋系數(shù)6)調(diào)節(jié)器輸入電阻R0=20;7)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)設(shè)計(jì)要求:設(shè)計(jì)電流調(diào)

5、節(jié)器,要求電流超調(diào)量,轉(zhuǎn)速無(wú)靜差,空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。試按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器,并校驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的要求能否得到滿(mǎn)足。電流環(huán)的設(shè)計(jì)(1)確定時(shí)間常數(shù)整流裝置滯后時(shí)間常數(shù);Ts=0.0017s。電流濾波時(shí)間常數(shù): Toi=0.002 s(三相橋式電路每個(gè)波頭是時(shí)間是3.3ms,為了基本濾平波頭,應(yīng)有Toi=3.33ms,因此取Toi=2ms=0.002s)。按小時(shí)間常數(shù)近似處理。 (Ts和Toi一般都比Tl小得多,可以當(dāng)作小慣性群近似地看作是一個(gè)慣性環(huán)節(jié))(2)選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求:%5%,可按典型型設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的,所以把電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)成P

6、I型的.檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能: (3)計(jì)算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)ACR超前時(shí)間常數(shù);電流環(huán)開(kāi)環(huán)時(shí)間增益:要求時(shí),應(yīng)取 ,因此所以,ACR的比例系數(shù): (4)校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率: 晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件: 即 滿(mǎn)足近似條件; 忽略反電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流環(huán)影響的條件: 即 滿(mǎn)足近似條件; 小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件:, 即 滿(mǎn)足近似條件; 按所用運(yùn)算放大器取=40,各電阻和電容值為 ,取40 ,取 ,取含濾波環(huán)節(jié)的PI型電流調(diào)節(jié)器按上述參數(shù),電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為:,也滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)1)確定時(shí)間常數(shù)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)Ton=0.01s轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理 2)選

7、擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按跟隨和抗擾性能都能較好的原則,在負(fù)載擾動(dòng)點(diǎn)后已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié),為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差,還必須在擾動(dòng)作用點(diǎn)以前設(shè)置一個(gè)積分環(huán)節(jié),因此需要 由設(shè)計(jì)要求,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié),故按典型型系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)PI 調(diào)節(jié)器。3)選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù) 轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)增益:K ASR的比例系數(shù): (4)近似校驗(yàn)轉(zhuǎn)速截止頻率為: 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為 滿(mǎn)足簡(jiǎn)化條件 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 滿(mǎn)足近似條件 (5)計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容,根據(jù)圖所示,取,則: 取 取 取 含濾波環(huán)節(jié)的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(6)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h=5時(shí),,不能滿(mǎn)足要求.按ASR退飽和的情況計(jì)算超調(diào)量:,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。小結(jié):

8、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)為外環(huán),其作用是保證系統(tǒng)的穩(wěn)速精度;電流負(fù)反饋環(huán)為內(nèi)環(huán),其作用是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距控制,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)限流以及改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在突加給定下的跟隨性能、動(dòng)態(tài)限流性能和抗擾動(dòng)性能等,都比單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)好。雙閉環(huán)能夠快速啟動(dòng)制動(dòng),能夠快速克服負(fù)載、電網(wǎng)等干擾。如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高,如果要求快速起制動(dòng),突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等,單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿(mǎn)足要求。這主要是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照要求來(lái)控制動(dòng)態(tài)過(guò)程的電流或轉(zhuǎn)矩。另外,在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的作用點(diǎn)離被調(diào)量較遠(yuǎn),調(diào)節(jié)作用受到多個(gè)環(huán)節(jié)的延滯,因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動(dòng)的性能要差一些單閉環(huán)

9、調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗干擾性較差,當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí),必須待轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后,調(diào)節(jié)作用才能產(chǎn)生,因此動(dòng)態(tài)誤差較大。就目前來(lái)看,直流調(diào)速系統(tǒng)仍然是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速電路,因其具有極高的調(diào)速范圍、很好的動(dòng)靜態(tài)性能及抗擾性能,在調(diào)速領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。如直流調(diào)速和直流電機(jī)的軟起動(dòng)。它還應(yīng)用到造紙、擠塑、印染及其他直流調(diào)速領(lǐng)域。而且雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)因其具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),所以在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的制動(dòng)調(diào)速即提高工藝產(chǎn)品的質(zhì)量。在我國(guó)許多工業(yè)部門(mén),如軋鋼、礦山采掘、海洋鉆探、金屬加工、紡織、造紙以及高層建筑等需要高性能可控電力拖動(dòng)場(chǎng)合,仍然廣泛采用直流調(diào)速系統(tǒng)。目前,發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用的先進(jìn)電氣調(diào)速系統(tǒng)幾乎完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化,雙閉環(huán)控制系統(tǒng)已經(jīng)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論