晶闸管双闭环直流调速系统设计.docxVIP

电力拖动自动控制系统 课程设计报告 班级：?自动?1102 姓名：?张?晨 学号：?111401217 指导老师：?谢?勇 扬州大学信息工程学院自动化专业部 2014?年?12?月?29?日至?2015?年?1?月?4?日 1 目 录 一?课程设计目的和意义 （） 二 技术指标和设计要求 （） 2.1.?技术数据 2.2.?设计要求 三?系统方案选择 （） 四?电路的设计 （） 4.1.?主电路设计 （） 4.2.?触发电路设计 （） 4.3.?调节器参数设计 （） 4.4.?保护电路设计 （） 五?系统电路图及电路工作原理 （） 六 系统仿真模型 （） 6.1.双闭环直流调速系统仿真电路图 （） 6.2.?断开速度环后系统的仿真波形 （） 七 心得体会 （） 八 参考书目 （） 2 =16N.m2,?λ=1.5，励磁电压 =16N.m2,?λ=1.5，励磁电压?Uf=220V，励磁电流?If=1.5A。给定电压最大值为GD 1.?熟悉自动控制系统设计的一般原则、设计内容以及设计程序的要求，掌握工程 设计的方法。 2.?掌握自动控制系统的计算机仿真技术 3．学会收集、分析、运用自动控制系统设计的有关资料和数据 4．通过对系统的设计、仿真调试,?培养独立工作能力、分析问题解决问题的能力。 5.?培养编制技术总结报告的能力。 二 技术指标和设计要求 2.1.?技术数据 直流电动机额定参数为：Unom=220V,?Inom=100A,?Nnom=1470r/min,Ra=0.26Ω， 2 10V。晶闸管整流装置：Ks=30。系统主电路?R????0.6???。 2.2.?技术要求 1．该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10）， 系统在工作范围内能稳定工作 2．系统静特性良好，无静差（静差率?s≤0.03） 3．动态性能指标：空载起动到额定转速时转速超调量?δn＜10%，电流超调量?δi＜5%， 动态速降?Δn≤8-10% 4．系统在?5%负载以上变化的运行范围内电流连续 5．调速系统中设置有过电压、过电流等保护 6.?分析当速度环断开后系统工作情况 2.3.?设计内容 1．根据题目的技术要求，确定调速系统方案，画出系统组成的原理框图。 2．调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器 与保护电路等） 3．动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定?ASR?调节器与?ACR?调节器的 结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求 3 4．分析当速度环断开后系统工作情况 5．对设计的系统进行计算机仿真 6.?整理设计数据资料，撰写课程设计报告。 三?系统方案选择 在直流电机调速中主要有单闭环、双闭环的两种方案，单闭环结构简单，它 采用转速负反馈和?PI?调节器可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但 是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加负载动态速降 小等等，单闭环系统就难以满足需要。是因为在单闭环系统中不能随心所欲地控 制电流和转矩的动态过程。在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是专 门用来控制电流的，但它只能在超过临界电流值以后，靠强烈的负反馈作用限制 电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形。根据带电流截止负反馈的单 闭环直流调速系统起动过程，起动电流达到最大值后，受电流负反馈的作用降低 下来，电机的电磁转矩也随之减小，加速过程延长。理想起动过程的起动电流呈 方形波，转速按线性增长。这是在最大电流（转矩）受限制时调速系统所能获得的 最快的起动过程。为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流 保持为最大值的恒流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以 保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。所以 起动过程，采用电流负反馈，而在稳态运行时只采用转速负反馈，这就是转速、 电流双闭环系统。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。二者 之间实行嵌套（或称串级）联接，这样构成的双闭环直流调速系统比单闭环系统 有更好的动静态性能。 由于本课题既要求系统稳态无静态，又有较高的动态性能指标，因而选用双 闭环调速系统。转速、电流双闭环直流调速系统的方框图如图?1?所示。 4 图?1?转速、电流双闭环直流调速系统 TA---电流互感器 ACR---电流调节器 TG---测速发电机 ASR---转速调节器 UPE---电力电子变换器 Un* ---转速给定电 压 Un ---转速反馈电压 Ui*?---电流给定电压 Ui?---电流反馈电压 四 电路的设计 双闭环调速系统的动