龙门刨床辅助电路设计.docxVIP

5 辅助电路设计 一、给定电源 电压给定原理图 使用2个电位器RP1、RP2及2个按钮子开关S1、S2实现电压给定。S1开关为正、负给定变换开关，输出的正、负电压值的大小依次通过RP1、RP2来调节，其输出电压值得范围是0～士l5V，S2为输出控制开关，接通“运行”侧，允许电压输出，接通“停止”侧，则输出恒为零。 计数脉冲 接近开关  二、PI调节器设计 1、电流环ACR 1.1调节器结构 采用含给定滤波和反馈滤波的模拟式PI型电流调节器，其原理图如图6.1所示。图中为电流给定电压，为电流负反馈电压，调节器的输出就是电力电子变换器的控制电压。 图6.1 PI型电流调速器 1.2参数计算 要求系统实现稳态无静差，电流超调量，空载起动到额定转速时的转速超调量。电流调节器按典型I型系统设计,并取参数KT=0.5。 已知所用直流电动机参数为：PN =500kW，UN=750V，IN=760A，nN=375 r/min，电动势系数Ce =1.82V·min/r, 电枢回路总电阻R=0.14Ω,允许电流过载倍数λ=1.5,触发整流环节的放大倍数Ks=75,电磁时间常数=0.031s,机电时间常数=0.112s,电流反馈滤波时间常数=0.002s,转速反馈滤波时间常数=0.02s。设调节器输入输出电压Unm*=Uim*= Unm =10V,调节器输入电阻R0=40kΩ。 （1）、整流装置滞后时间常数：三相桥式电路平均失控时间。 （2）、电流滤波时间常数： （3）、电流小时间常数：按小时间常数近似处理： 根据设计要求，并保证稳态电流无差，可按典型Ⅰ型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI型电流调节器，其传递函数为： 检查对电源电压的抗扰性能： 电流调节器超前时间常数： 取电流反馈系数： 电流环开环增益：取，因此 于是，ACR的比例系数为： 校验近似条件 电流环截止频率： 晶闸管整流装置传递函数的近似条件： ，满足近似条件。 忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件： ，满足近似条件。 电流环小时间常数近似处理条件： ，满足近似条件。 按所用运算放大器取，各电阻和电容值为： ，取 ，取 ，取 按照上述参数，电流环可以达到动态跟随性能指标 2、转速环ASR 2.1调节器结构 调节器实现采用含给定滤波和反馈滤波的模拟式PI型转速调节器，其原理图如图7.1所示。图中为转速给定电压，为转速负反馈电压，调节器的输出是电流调节器的给定电压。 图7.1 PI型转速调节器 2.2调节器参数计算 电流环等效时间常数： 转速滤波时间常数： 转速环小时间常数：按小时间常数近似处理，取 电压反馈系数： 按设计要求，选用PI调节器，其传递函数为： 按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5，则ASR的超前时间常数为： 转速开环增益为： 于是，ASR的比例系数为： 校验近似条件 转速环截止频率为: 电流环传递函数简化条件为： ，满足近似条件。 转速环小时间常数近似处理条件为： ，满足近似条件。 计算调节器的电阻与电容 按所用运算放大器取，则 ，取 ，取 ，取 按退饱和超调量的计算方法计算调速系统空载启动到额定转速时的转速超调量： 能满足设计要求  三、电平检测器 电平检测器的功能是将控制系统中连续变化的模拟量转换成“1”或“0”两种状态的数字量，它实际上是一个A/D转换器。一般可用带正反馈的运算放大器构成，并且具有一定要求的回环继电特性