闭环无环流调速系统.doc

郑州轻工业学院 课程设计说明书 题目： 闭环无环流调速系统设计 姓 名： 李小朋 院 （系）： 电气信息工程学院 专业班级： 自动化13-01班 学 号： 541301010124 指导教师： 陈志武、刁华 时间：2016 年 12 月 20 日至 2017 年1 月13 日 目 录 1 绪论 1 1.1电力拖动简介 1 1.2直流调速系统 1 1.3无环流调速系统简介 2 2 系统总体参数 3 3 无环流可逆调速系统设计 3 3.1系统组成 3 3.2系统主电路设计 13 3.3触发电路 16 3.4电流调节器设计 18 3.5转速调节器设计 19 4 仿真结果截屏显示 22 5 总结 23 6 参考文献 24 1 绪论 1.1电力拖动简介 随着科学技术的发展，人力劳动被大多数生产机械。电力拖动及其自动化得到不断的发展。随着生产的发展，生产工艺对电力拖动系统准确性、快速性、经济性、先进性等方面的要求，因此，需要不断地改进和完善电气控制设备，使电力拖动自动化 电力拖动系统由电动机及其供电电源、传动机构、执行机构、电气控制装置四部分组成。电动机及其供电电源是把电能转换成机械能；传动机构的作用是把机械能进行传递与分配；执行机构是；电气控制装置是控制系统按着生产工艺的要求来动作，并对系统起保护作用新型电机、大功率半导体器件、大规模集成电路、电子计算机及现代控制理论发展的电力拖动自动化发生了巨大的变革。 Ld ，以保证稳定运行时电流波形连续；控制系统采用典型的转速、电流双闭环方案；电流环为内环，转速环为外环。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。 1、电流环分设两个电流调节器，1ACR用来控制正组触发装置GTF，2ACR控制反组触发装置GTR。 2、速度环把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器。 3、为了保证不出现环流，设置了无环逻辑控制环节DLC，这是系统中的关键环节。它按照系统的工作状态，指挥系统进行正、反组的自动切换。 3.1.1逻辑无环流调速系统的原理图 图3-1逻辑无环流调速系统原理图 （ TG：永磁式直流测速发电机；DLC：逻辑控制器；TA：三相电流传感器；ASR：转速调节器 ；Ld：平波电抗器；ACR：电流调节器； TR：联接的三相整流变压器；U：三相整流桥；GTR、GTF为正反组晶闸管触发电路； A:反相器） 3.1.2逻辑无环流系统组成及其工作原理 在无环流控制系统中，反并联的两组整流桥需要根据所要求的电枢电流极性来选择其中一组整流桥运行，而另一组整流桥触发脉冲是被封锁的。两组整流桥的切换是在电动机转矩极性需要反向时由逻辑装置控制进行的。其切换顺序可归纳如下： 由于转速给定变化或负载变动，使电动机应产生的转矩极性反向。 由转速调节器输出反映这一转矩的极性，并由逻辑装置对该极性进行判断，然后发出切换开始的指令。 使导通侧的整流桥（例如正组桥）的电流迅速减小到零。 由零电流检测器得到零电流信号后，经～延时，确认电流实际值为零，封锁原导通侧整流桥的触发脉冲。 由零电流检测器得到零电流信号后，经延时，确保原导通侧整流桥晶闸管完全阻断后，开放待工作侧整流桥（例如反组桥）的触发脉冲。 电枢内流过与切换前反方向的电流，完成切换过程。 根据逻辑装置要完成的任务，它由电平检测、逻辑判断、延时电路和联锁保护电路四个基本环节组成，逻辑装置的功能和输入输出信号如图-2所示。3-2 无环流逻辑控制环节DLC 其输入为电流给定或转矩极性鉴别信号和零电流检测信号，输出是控制正组晶闸管触发脉冲封锁信号和反组晶闸管触发脉冲封锁信号无环流逻辑装置的设计 β配合控制的分析中已经知道，可逆系统的快速制动或反转过程要经历本桥逆变，反馈制动和回馈制动三个阶段。在本桥逆变阶段电动机电流下降至零，然后才经历反接制动阶段建立反向电流，如果在本桥逆变阶段尚未结束时就关断该整流器，就可能产生逆变失败现象，并损坏整流器，所以在转速调节器的输出Ui*改变极性后，还必须等待电动机原方向电流减小到零后，Ui=0，才能关断原来工作的整流器，而开通原封锁的另一组整流器，因此电枢电流下降为零Ui=0是逻辑切换的条件之二。只有在Ui*改变极性和Ui=0两个条件满足后，逻辑控制器的输出状态才能改变。 但是逻辑控制器的输入端分别联接转速调节器的输出Ui*和电流的反馈信号Ui。因电流反馈取自电动机的电枢电流，因此电流信号可以有正向，反向和零三种工作状态，而逻辑控制器仅需要判