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【毕业设计】直流双闭环调速系统设计 【毕业设计】直流双闭环调速系统设计

格式:word 上传:2022-06-24 20:07:22

《【毕业设计】直流双闭环调速系统设计》修改意见稿

1、“.....同时把给定信号改成,则电流环便等效成单位负反馈系统。图电流环的动态结构框图及其化简等效成单位负反馈系统最后,由于和般都比小得多,可以当作小惯性群而近似地看作是个惯性环节,其时间常数为查表得,三相桥式电路的平均失控时间为,电流滤波时间常数三相桥式电路的每个波头的时间是,为了基本滤平波头,应有,因此取电流环小时间常数之和。简化的近似条件为电流环结构图最终简化成图。图图图电流环的动态结构框图及其化简小惯性环节的近似处理电流调节器结构的选择根据设计要求稳态无静差,超调量,可按典型型系统设计电路调节器。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式中电流调节器的比例系数电流调节器的超前时间常数。为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消,选择则电流环的动态结构图便成为图所示的典型形式......”

2、“.....检查对电源电压的抗扰性能,参照典型型系统动态抗扰性能指标与参数的关系表,可知各项指标都是可以接受的。电流调节器的参数电流调节器超前时间常数。电流环开环增益要求时,按表应取ξ,,因此的比例系数为检验近似条件电流环截至频率机电时间常数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。计算调节器电阻和电容含给定滤波与反馈滤波的型电流调节器如图所示其中为电流给定电压,为电流负反馈电压,为电力电子变换器的控制电压。由图,按所用运算放大器取,各电阻和电容值为,取图型电流调节器,按照上述参数,电流环可以达到的动态跟随性能指标为,满足设计要求......”

3、“.....为此,须求出它的闭环传递函数。由图可知忽略高次项,上式可降阶近似为近似条件可由式,求出式中转速环开环频率特性的截止频率。接入转速环内,电流环等效环节的输入量应为,因此电流环在转速环中应等效为转速调节器结构的选择电流环的等效闭环传递函数为用电流环的等效环节代电流环后,整个转速控制系统的动态结构图便如图所示。制系统的动态结构图便如图所示。图转速环的动态结构图及其简化电流环图转速环的动态结构图及其简化电流环图转速换的动态结构框图及其化简用等效环节代替电流环和电流环中样,把转速给定滤波和反馈滤波环节移到环内,同时将给定信号改成,再把时间常数为和的两个小惯性环节合并起来,近似成个时间常数为的惯性环节......”

4、“.....选用调节器,其传递函数为式中转速调节器的比例系数转速调节器的超前时间常数。这样,调速系统的开环传递函数为令转速环开环增益为则不考虑负载绕动时,校正后的调速系统动态结构框图如图图转速换的动态结构框图及其化简校正后成为典型Ⅱ型系统计算转速调节器参数按跟随和抗扰性能都较好的原则,取,则的超前时间常数为转速开环增益的比例系数检验近似条件转速环截止频率电流环传递函数简化条件为满足简化条件。转速环小时间常数近似处理条件为满足简化条件。计算调节器电阻和电容含给定滤波与反馈滤波的型转速调节器如图所示其中为转速给定电压,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。取,则,取,,取。校核转速超调量查表,当时,......”

5、“.....应按退饱和的情况重新计算超调量。按退饱和重新计算超调量过载倍数,理想空载转速时,查表得,时则能满足设计要求。图型转速调节器计算机仿真双闭环调速系统的动态结构图图,增加了滤波环节,包括电流滤波转速滤波和两个给定信号的滤波环节。图双闭环直流调速系统结构图空载起动双闭环直流调速系统突加给定电压由静止状态起动时,转速和电流的动态过程示于图。由于在起动过程中转速调节器经历了不饱和饱和退饱和三种情况,整个动态过程就分成图中标明的三个阶段。第阶段是电流上升阶段。突加给定电压后,都上升,在没有达到负载电流以前,电机还不能转动。当后,电机开始起动,由于机电惯性的作用,转速不会很快增长,因而转速调节器的输入偏差电压的数值仍较大,其输出电压保持限幅值,强迫电流迅速上升。直到,,电流调节器很快就压制了的增长,标志着这阶段的结束。在这阶段中......”

6、“.....而不饱和。第阶段是恒流升速阶段,饱和,转速环相当于开环,在恒值电流给定下的电流调节系统,基本上保持电流恒定,因而系统的加速度恒定,转速呈线性增长。与此同时,电机的反电动势也按线性增长,对电流调节系统来说,是个线性渐增的扰动量,为了克服它的扰动,和也必须基本上按线性增长,才能保持恒定。当采用调节器时,要使其输出量按线性增长,其输入偏差电压必须维持定的恒值,也就是说,应略低于。第Ⅲ阶段以后是转速调节阶段。当转速上升到给定值时,转速调节器的输入偏差减小到零,输出维持在限幅值,电机仍在加速,使转速超调。转速超调后,输入偏差电压变负,开始退出饱和状态,和很快下降。但是,只要仍大于负载电流,转速就继续上升。直到时,转矩,则,转速才到达峰值时。此后,电动机开始在负载的阻力下减速,与此相应,在时间内,,直到稳定。如果调节器参数整定得不够好,也会有段振荡过程。在这最后的转速调节阶段内,和都不饱和,起主导的转速调节作用......”

7、“.....图空载起动特性突加负载图突加负载启动突减负载图突然减载小结与体会通过本次课程设计,首先我对直流双闭环调速系统有了更深的认识,加深了理解,是对课堂所学知识的次很好的应用。学会了转速电流双闭环直流调速系统的设计,并能熟练地掌握转速和电流调节器参数的选择和计算,在设计的基础上更加认识到直流双闭环调速系统的应用之广泛。在这里,感谢张老师和王老师的辛勤指导,谢谢,参考文献陈伯时电力拖动自动控制系统运动控制系统北京机械工业出版社,张爱玲,李岚,梅丽凤电力拖动与控制机械工业出版社,直流双闭环调速系统设计设计任务说明书晶闸管供电的转速电流双闭环直流调速系统,整流装置采用三相桥式电路,基本数据为直流电动机,,,,电枢电路总电阻,电枢电路总电感,电流允许过载倍数,折算到电动机轴的飞轮惯量。晶闸管整流装置放大倍数,滞后时间常数电流反馈系数电压反馈系数滤波时间常数......”

8、“.....设计要求稳态指标无静差动态指标电流超调量空载起动到额定转速时的转速超调量。目录设计任务与分析调速系统总体设计直流双闭环调速系统电路设计晶闸管电动机主电路的设计主电路设计主电路参数计算转速电流调节器的设计电流调节器电流调节器设计电流调节器参数选择转速调节器转速调节器设计转速调节器参数选择计算机仿真空载起动突加负载突减负载设计小结与体会参考文献调速系统总体设计为实现转速和电流两种负反馈分别作用,直流双闭环调速系统中设置了两个调节器,即转速调节器和电流调节器,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。两者之间实行嵌套连接,且都带有输出限幅电路。转速调节器的输出限幅电压决定了电流给定电压的最大值电流调节器的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压。由于调速系统的主要被控量是转速,故把转速负反馈组成的环作为外环,以保证电动机的转速准确跟随给定电压,把由电流负反馈组成的环作为内环......”

9、“.....再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器,这就形成了转速电流双闭环调速系统。如图所示给定电压速度调节器电流调节器三相集成触发器三相全控桥直流电动机电流检测转速检测图直流双闭环调速系统为了获得良好的静动态性能,转速和电流两个调节器般都采用调节器。这样构成双闭环直流调速系统。其原理图如图所示图直流双闭环调速系统原理图直流双闭环调速系统由给定电压转速调节器电流调节器三相集成触发器三相全控桥直流电动机及转速电流检测装置组成,图中还表示了两个调节器的输出都是带限幅作用的,转速调节器的输出限幅电压决定后了电流给定电压的最大值,电流调节器的输出限幅电压限制电压限制了电力电子变换器的最大输出电压。其中主电路中串入平波电抗器,以抑制电流脉动,消除因脉动电流引起的电机发热以及产生的脉动转矩对生产机械的不利影响......”

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