电力拖动自动控制系统课程设计-双闭环系统的最佳工程设计

为了避免这些影响，通常采取快速熔断器来起到过电流的保护作用。

快速熔断器接法有三种，本设计采用接入桥臂与晶闸管串联的方法。

选择根据的计算公式来进行选择本设计中，所以查表得型号为电压上升率和电流上升率避免晶闸管由于正向电压上升率过大，而引起的晶闸管误导通，造成快熔或晶闸管烧坏。

通常限制措施是在每个晶闸管桥臂中串接个空芯小电感电感量约为。

本设计选择选择触发电路主电路变压器选择的联结组别同步变压器组选择另组选择的联结组别控制电路的计算已知参数直流电动机，，，晶闸管整流电源电源电阻放大倍数时间常数固有参数的设计计算给定电压最大值调节器限幅电压参数计算如下电动机电磁时间常数电动机电势常数电动机转矩常数电动机机电时间常数转速惯量预选参数调节器输入阻抗电流反馈系数近似条件计算调节器电阻和电容运算放大器，各电阻和电容值为，取，取，取最佳典型型速度环的计算确定时间常数电流环等效时间常数转速环小时间常数选择转速调节器结构按照设计要求，选用调节器，其传递函数为计算转速调节器参数按跟随和抗扰动性能都较好的原则，取，则的超前时间常数为转速开环增益为的比例系数为检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电阻和电容运算放大器，各电阻和电容值为，取，取，取系统性能指标的分析计算静态指标的计算典型型系统给定阶跃输入典型型系统给定阶跃输入动态跟随指标的计算电流环可以达到的动态跟随性能指标为空载起动到额定转速的最大超调量，在饱转速反馈系数电流反馈滤波时间常数转速反馈滤波时间常数电流给定滤波时间常数转速给定滤波时间常数最佳典型型电流环的计算简化系统并确定时间常数略去反电势对电流变化的影响。

合并小惯性环节，包括晶闸管延迟和反馈滤波环节。

电流环小时间常数之和为求出固有部分的传递函数，画出简化后的电流环结构图固有部分的传递函数为简化后的电流环结构图所示为图选择电流调节器结构根据设计要求，并保证稳态电流无差，可按典型型系统设计电流调节器。

电流环控制对象是双惯性型的，因此可用型电流调节器，其传递函数为计算电流调节器参数电流调节器超前时间常数电流环开环增益要求时，参照表，应取，因此的比例系数为检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满控制系统仿真西安电子科技大学出版社童福尧电力拖动自动控制系统习题例题集机械工业出版社顾绳谷电机及拖动基础机械工业出版社原理与应用冶金工业出版社课程设计说明书综述双闭环控制的作用主要动态性能设计目的双闭环控制电路的工作原理双闭环控制电路的稳态工作原理的分析双闭环控制电路起动过程的分析第阶段第阶段第阶段双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点双闭环动态抗扰性能的分析整流电路三相桥式全控整流电路三相桥是应用最为广泛的整流电路共阴极组阴极连接在起的个晶闸管共阳极组阳极连接在起的个晶闸管三相桥式全控整流电路原理图导通顺序设计计算书整流装置的计算变压器副方电压为了减小电网与整流装置的相互干扰，使整流主电路与电网隔离，为此需要配置整流装置。

但由于电网电压波动管子本身的压降以及整流变压器等效内阻造成的压降等。

所以设计时应按下式计算式中为负载的额定电压，取为整流元件的正向导通压降，取为电流回路所经过的整流元件的个数，桥式电路取为理想情况下时，取为实际电压与理想空载电压比，取为最小移相角，取为线路接线方式系数，取为变压器阻抗电压比，取为二次侧允许出现的最大电流与额定电流之比，取所以将数据代入变压器和晶闸管的容量变压器容量理想条件下变压器二次容量为晶闸管容量晶闸管额定电压应选等于元件实际承受最大峰值电压的倍考虑倍的过压容量，取晶闸管额定电流有效值平波电抗器的电感量为了使负载电流得到平滑的直流，通常在整流输出端串入带有气隙铁心的电抗器。

，般取为电动机额定电流的到。

上式取电动机额定电流晶闸管保护电路晶闸管关断过电压保护为了避免晶闸管两端在关断过程中出现瞬时反向过电压尖峰波形，最常用的保护方式是在晶闸管两端并接吸收元件。

选择电阻电容电阻功率交流侧过电压保护为了避免接通断开交流侧电源时出现暂态过程而引起的过电压，故采用阻容吸收电路电容电阻直流侧过电压保护直流侧由于是电感性负载，故在种情况下，会发生浪涌过电压如电压过高的话，有可能会造成晶闸管硬开通而损坏。

为避免它，故在直流负载两端并接压敏电阻来保护。

选择根据标准电压和通流容量通过查表可电力拖动自动控制系统课程设计双闭环系统的最佳工程设计学校武汉科技大学中南分校院系信息工程学院自动化系班级姓名成绩年月电力拖动自动控制系统课程设计任务书设计准备本课程设计涉及电力拖动自动控制系统，自动控制原理，电力电子技术，电机拖动基础，控制系统建模与仿真，电子电路二设计题目双闭环系统的最佳工程设计三设计任务系统设计性能指标调速范围静差率电流超调量空载起动到额定转速的超调量，调整时间当负载变化的额定值，电网波动额定值时，最大动态速降，动态恢复时间设计内容设计双闭环调速系统原理图整流电路的设计电动机的选择及参数计算电流环的设计及其特性分析转速环的设计及其特性分析系统动态结构图及其仿真分析四应完成的技术文件设计说明书设计计算书系统原理图五已知参数直流电动机晶闸管整流电源采用三相全波整流电源电阻放大倍数固有参数的设计计算给定电压最大值调节器限幅电压电枢回路总电感电枢回路总电阻预选参数调节器输入阻抗电流反馈滤波时间常数转速反馈滤波时间常数六设计时间周七参考资料王兆安等电力电子技术西安交通大学胡寿松自动控制原理科学出版社陈伯时电力拖动自动控制系统机械工业出版社和非线性下，以退饱和超调符合系统实际。

动态抗扰动指标的计算负载变化额定负载时电网电压波动额定值时电流环速度环系统仿真实现分析系统动态结构图电流环的对数频率特性仿真分析附原代码电流环开环传递函数转速环的对数频率特性仿真分析附原代码转速环开环传递函数利用进行仿真系统动态结构图及仿真分析附仿真截屏波形图其中限幅器上限值为其中限幅器上近似条件计算调节器电阻和电容运算放大器，各电阻和电容值为，取，取，取最佳典型型速度环的计算确定时间常数电流环等效时间常数转速环小时间常数选择转速调节器结构按照设计要求，选用调节器，其传递函数为计算转速调节器参数按跟随和抗扰动性能都较好的原则，取，则的超前时间常数为转速开环增益为的比例系数为检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电阻和电容运算放大器，各电阻和电容值为，取，取，取系统性能指标的分析计算静态指标的计算典型型系统给定阶跃输入典型型系统给定阶跃输入动态跟随指标的计算电流环可以达到的动态跟随性能指标为空载起动到额定转速的最大超调量，在饱