雙閉環直流電機調速系統課程設計謝海雄-資料下載頁

　　

【正文】 故應用時多采用這種方法。當系統處于穩態時，給定積分器的輸出信號與輸入信號大小相等。 為防止給定積分器輸出電壓出現超調，可在反饋回路引入RC1組成的微分負反饋。 觸發電路的確定在晶閘管直流調速系統中，觸發裝置是十分重要的控制單元。目前觸發裝置的種類很多，具體電路各式各樣，設計者必須根據系統實際需要合理地選擇觸發電路。 選用觸發電路時須考慮的因素。 系統對觸發電路的要求是設計和選擇觸發電路的依據，我們在選用時應考慮下列一些問題：1）觸發電路的工作一定要十分可靠。這一點對可逆系統來說尤為重要2）移相范圍應滿足系統要求。對于不同整流型式，不同負載性質，其移相范圍要求也不同。晶閘管直流調速系統，電感性負載(電流連續)，若采用三相零式或三相全控橋線路，對不可逆系統，要求α=0~900；對可逆系統，則要求α=0~1800。實際系統中，因有αmin和βmin角的限制，故移相范圍小于1800。同步信號為鋸齒波的觸發電路，移相范圍可超過1800；同步信號為正弦波的觸發電路，其移相范圍小于1800；單結晶體管觸發電路的移相范圍只有1500左右。3）不同整流電路對脈沖寬度的要求不同。對單相、三相半波和三相橋式半控整流電路，應選擇單脈沖觸發電路；對于三相橋式全控整流電路，應選擇雙窄脈沖或寬脈沖觸發電路。對于一些容量不大、對觸發要求不高的系統，選用結構簡單的觸發電路；一般情況下可使用由分立元件組成的觸發電路或集成移相觸發電路；必要時可采用微機觸發電路。 4）觸發電路輸入輸出特性線性度要好，以提高系統的靜態和動態性能。同步信號為鋸齒波的觸發電路線性度好，適用于要求調速范周寬的系統；同步信號為正弦波的觸發電路線性度稍差；單結晶體管觸發電路，其線性度更差，且有一段死區，一般用于小容量單相晶閘管系統中。 5）要求觸發器工作對電網電壓敏感。同步信號為鋸齒波的觸發電路和同步信號為正弦波的觸發電路相比較，前者較后者好。6）觸發脈沖信號應有足夠的功率(電壓、電流)和一定的寬度。 7）在大功率裝置中，當晶閘管采用串、并聯時，應采用強觸發，提高脈沖前沿陡度，保證同臂元件導通的同時性。 8）最好采用集成電路觸發裝置，使元件、焊點、接插件、走線數量減少，簡化控制線路，提高系統可靠性。9）在實際應用中一般應采取防止誤觸發的具體措施。10）對于共陰極接法的零式（半波）整流電路或半控橋式整流電路，可采用一套觸發裝置對所有的晶閘管同時進行觸發控制。其余的整流電路形式，一個觸發脈沖只能觸發一個晶閘管。 觸發電路同步電壓的選取為了讓變流器按規律正確工作，同步電壓的相位極為重要，它應能準確提供自然換相點，保證在移相范圍內對晶閘管元件進行移相控制，從而可對輸出電壓進行連續控制。在已知整流變壓器的接線組別，選擇同步變壓器時的定相步驟如下：1）據整流變壓器的接線組別，繪制主電路變壓器次級電壓的向量圖，有VT1的移相范圍和觸發電路移相控制原理，確定觸發電路需要的同步信號us2的相位。2）選取超前us2相位π/3或π/6的電壓為同步電壓us1，確定阻容濾波器；由相控觸發電路同步方式確定同步變壓器次級相數；由主電路電壓向量圖及對us1的相位要求確定同步變壓器的接線組別。3）按相位關系選取其他元件的同步電壓。當為三相橋式全控變流電路且為按元件獨立同步時，各元件的同步電壓應按順序滯后π/3，從而可以確定其他各元件的同步電壓us1。總體設計方案圖：第五章 課程設計原始數據直流他勵電動機：功率Pe＝30KW，額定電壓Ue=220V，額定電流Ie=116A,磁極對數P=2，ne=1500r/min,勵磁電壓220V,電樞繞組電阻Ra=,主電路總電阻R＝，L∑＝(電樞電感、平波電感和變壓器電感之和)，電磁系數Ce= Vmin／r，Ks=22，電磁時間常數TL=，機電時間常數Tm=，濾波時間常數Ton=Toi=，過載倍數λ＝，電流給定最大值，速度給定最大值第六章 參數計算按所用運算放大器取=20K，電樞回路總電阻R=20ACR積分時間常數， 電流環開環增益：要求時應取因此 于是，ACR的比例系數為 計算控制器的電阻電容值 ,取50K 如圖51所示，為電流調節器的結構圖。圖51電流調節器的結構圖在設計轉速調節器時，可把已設計好的電流環看作是轉速調節系統中的一個環節。為此，需求出它的等效傳遞函數： 近似條件: 用電流環的等效環節代替電流閉環后，整個轉速調節系統的動態結構圖如68（a）所示。把給定濾波和反饋濾波環節等效地移到環內，同時將給定信號改為U*n(s)/α；再把時間常數為Ton和2T∑i的兩個小慣性環節合并起來，近似成一個時間常數為T∑n的慣性環節，且T∑n=Ton+2T∑I,，則轉速環結構圖可轉化成圖68（b）。圖68 轉速環的動態結構圖要把轉速環校正成典型Ⅱ型系統，ASR也應采用PI調節器，其傳遞函數為 式中 Kn—轉速調節器的比例系數。 τn—轉速調節器的超前時間常數。 轉速調節環選用典型Ⅱ型系統的原因：1). 系統在負載擾動作用下，動態速降要小。2). ST飽和時，速度環退飽和超調量不大。 3). 速度環基本上是恒值系統。參數計算：按所用運算放大器取=20K 電流反饋系數：=轉速反饋系數：=min/r =min/r = 電樞回路總電阻R=20 = —轉速控制器的積分時間常數 一般選h=5 根據公式 經計算得出= ； 轉速控制器電阻電容值取50K如圖62所示，為轉速調節器的結構圖。圖62 轉速調節器的結構圖課程設計總結通過兩周的課程設計，首先對直流雙閉環調速系統有了更深的認識，加深了理解，是對課堂所學知識的一次很好的應用。通過這次課程設計，我不僅在知識上有了進一步的鞏固和提高，在求學和研究的心態上也有不小的進步。我想無論是在學習還是在生活上只有自己有心去學習和參與才可能有收獲，這也算是這次設計給我的一點小小的感悟。以前一直覺得理論知識離我們很遠，經過課程設計，才發現理論知識與生活的聯系。這大大激發了我學習書本知識的興趣。再者我們學習的是工科，不單純只是理論方面的的工作，還應該考慮到實際情況。總之，在設計過程中，我不僅學到了以前從未接觸過的新知識，而且學會了獨立的去發現，面對，分析，解決新問題的能力，不僅學到了知識，又鍛煉了自己的能力，使我受益非淺。參 考 文 獻1．王兆安，電力電子技術（第5版）．機械工業出版社，2008.2．劉星平．電力電子技術及電力拖動自動控制系統．校內，2009.3. 浣喜明，姚為正．電力電子技術．高等教育出版社，2008.4．劉祖潤，胡俊達．畢業設計指導．機械工業出版社，1995.5. 林飛，杜欣．電力電子應用技術的MATLAB仿真 ．中國電力出版社，2009.6．鐘炎平 ．電力電子電路設計 ．華中科技大學出版社，2010.7．徐德鴻．現代電力電子器件原理與應用技術 ．機械工業出版社，2011.8．洪乃剛．電力電子和電力拖動控制系統的MATLAB仿真 ．機械工業出版社，20