TOP22【毕业设计】双闭环直流电动机数字调速系统设计.doc文档免费在线阅读

双闭环调速系统启动时的转速和电流波形双闭环调速系统启动时的转速和电流波形稳态时，电动机的转速为期望速，其电流也为稳定电流。

故也要进行电流调节，力图使尽快跟随的输出。

由于转速调节在外环，故起主导作用，最终使转速稳定在期望转速上。

双闭环调速系统启动时的转速和电流波形双闭环调速系统启动时的转速和电流波形稳态时，电动机的转速为期望速，其电流也为稳定电流。

当负载增大时，自动调速过程如下在自动调速过程中，转速环是主环，在稳速过程起主导作用，其主要作用是保持转速稳定，能将转速保持在给定值上。

电流环是副环，其主要作用是稳定电流，将影响和干扰转速的调节，但转速始启动时故的输入值很高，使的输出迅速达到饱合限幅值，在此后的启动升速过程中，只要即，则就将保持该饱和值而不能速系统不仅使转速超调大大减小，而且大大降低动态速降。

转速电流双闭环直流自动调速转速与电流双闭环直流自动调速系统的工作过程启动过程双闭环直流自动调速系统的启动过程可分为以下个阶段。

电流上升阶段。

开取是根据设计要求条件来选取的，即从开始选起，逐步减小并验证动态转速降以及调节时间，看是否满足要求。

最后选择为最佳整定超调。

从以上分析可得出结论，带转速微分负反馈的直流调而现在，需要满足，符合要求。

可知满足要求。

校核调整时间在转速微分时间常数相对值时，，则调整时间，满足设计要求。

上述的超调校正选，即则。

上述已求出动态速降的基准值所以参照附表可知，当时，，当时，则微分电容滤波电阻再次校核动态速降带转速微分负反馈时，转速微分时间常数相对值又因为设计要求动态最大转速降，，，。

设计要求动态最大超调，取转速超调量为，则带转速微分负反馈的转速调节器，只要确定，就可以计算出和了。

由工程设计方法，近似计算公式得设理想空载起动时，负载系数，已知，速环动态结构框图如下图所示含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图转速微分负反馈环节中待定的参数是和，其中转速微分时间常数，转速微分滤波时间常数是以选定，示。

和普通的转速调节器相比，在转速反馈环节上并联了微分电容和滤波电阻，即在转速负反馈的基础上再叠加个带滤波的转速负反馈的基础上再叠加个带滤波的转速微分负反馈信号。

含有转速微分负反馈的转退饱和超调量，可知不满足动态指标要求，因此需加转速微分负反馈。

加入这个环节可以抑制甚至消灭转速超调，同时可以大大降低动态速降。

在双闭环调速系统中，加入转速微分负反馈的转速调节器原理图如图所时，查附表得，不满足动态最大转速降指标。

转速超调的抑制从计算得的不能满足设计要求。

校核动态最大速降设计指标要求动态最大速降。

在实际系统中，可定义为相对于额定转速时的动态速降。

由，电阻含滤波环节的型转速调节器调速系统开环机械特性的额定稳态速降为基准值，对应为额定转速。

计算得。

当时，查得，而调速系统开环机械特性的额定稳态速降式中电机中总饱和，不符合线性系统的前提，应该按退饱和的情况重新计算超调量。

计算超调量。

设理想空载起动时，负载系数，已知，，，，，，，取，取校核转速超调量当时，查附表典型型系统阶跃输入跟随性能指标得，，不能满足设计要求。

实际上，由于附表是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，，取，取校核转速超调量当时，查附表典型型系统阶跃输入跟随性能指标得，，不能满足设计要求。

实际上，由于附表是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，饱和，不符合线性系统的前提，应该按退饱和的情况重新计算超调量。

计算超调量。

设理想空载起动时，负载系数，已知，，，，，，。

当时，查得，而调速系统开环机械特性的额定稳态速降式中电机中总电阻含滤波环节的型转速调节器调速系统开环机械特性的额定稳态速降为基准值，对应为额定转速。

计算得不能满足设计要求。

校核动态最大速降设计指标要求动态最大速降。

在实际系统中，可定义为相对于额定转速时的动态速降。

由，时，查附表得，不满足动态最大转速降指标。

转速超调的抑制从计算得的退饱和超调量，可知不满足动态指标要求，因此需加转速微分负反馈。

加入这个环节可以抑制甚至消灭转速超调，同时可以大大降低动态速降。

在双闭环调速系统中，加入转速微分负反馈的转速调节器原理图如图所示。

和普通的转速调节器相比，在转速反馈环节上并联了微分电容和滤波电阻，即在转速负反馈的基础上再叠加个带滤波的转速负反馈的基础上再叠加个带滤波的转速微分负反馈信号。

含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图如下图所示含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图转速微分负反馈环节中待定的参数是和，其中转速微分时间常数，转速微分滤波时间常数是以选定，，只要确定，就可以计算出和了。

由工程设计方法，近似计算公式得设理想空载起动时，负载系数，已知，，，，。

设计要求动态最大超调，取转速超调量为，则带转速微分负反馈的转速调节器则微分电容滤波电阻再次校核动态速降带转速微分负反馈时，转速微分时间常数相对值又因为设计要求动态最大转速降，即则。

上述已求出动态速降的基准值所以参照附表可知，当时，，当时，而现在，需要满足，符合要求。

可知满足要求。

校核调整时间在转速微分时间常数相对值时，，则调整时间，满足设计要求。

上述的超调校正选取是根据设计要求条件来选取的，即从开始选起，逐步减小并验证动态转速降以及调节时间，看是否满足要求。

最后选择为最佳整定超调。

从以上分析可得出结论，带转速微分负反馈的直流调速系统不仅使转速超调大大减小，而且大大降低动态速降。

转速电流双闭环直流自动调速转速与电流双闭环直流自动调速系统的工作过程启动过程双闭环直流自动调速系统的启动过程可分为以下个阶段。

电流上升阶段。

开始启动时故的输入值很高，使的输出迅速达到饱合限幅值，在此后的启动升速过程中，只要即，则就将保持该饱和值而不能起调节作用。

的输入偏差电压，由于此时，而，故，的积分作用将使快速上升，电流以最快速度上升，电动机获得较大的启动转矩，加快了电动机的启动。

直到即时，不再增加，也不再增加，电动机电流达到所允许的最大电流。

电流保持恒值，电动机恒加速阶段。

此阶段从刚上升到开始，到达到其期望值为止。

在此阶段中，由于，故仍然不起调节作用。

此阶段是启动过程的主要阶段，也是在启动过程中发挥电流调节作用的主要阶段。

随着的增加，电动机反电动势增大，电流的调节过程为上述电流的不断调节过程，使电动机电枢电流始终保持最大值，电动机以最大电磁转矩和最大加速度加速。

转速调节阶段。

当电动机转速上升到期望转速后，便进入转速调节阶段。

此时，但由于的积分保持作用，仍使故转速继续增加，出现的转速超调现象。

但在后，由于，故，的积分电容改变，使退出饱和，进入线性区，便开始进行转速调节，在进行转速调节时，由于的输出的变化，即的给定值发生变化，故也要进行电流调节，力图使尽快跟随的输出。

由于转速调节在外环，故起主导作用，最终使转速稳定在期望转速上。

双闭环调速系统启动时的转速和电流波形双闭环调速系统启动时的转速和电流波形稳态时，电动机的转速为期望速，其电流也为稳定电流。

故也要进行电流调节，力图使尽快跟随的输出。

由于转速调节在外环，故起主导作用，最终使转速稳定在期望转速上。

双闭环调速系统启动时的转速和电流波形双闭环调速系统启动时的转速和电流波形稳态时，电动机的转速为期望速，其电流也为稳定电流。

当负载增大时，自动调速过程如下在自动调速过程中，转速环是主环，在稳速过程起主导作用，其主要作用是保持转速稳定，能将转速保持在给定值上。

电流环是副环，其主要作用是稳定电流，将影响和干扰转速的调节，但转速环的调节作用可以改变，使电流环跟随调节，故最终仍能消除转速偏差。

直流电动机有三种调速方法，分别是改变电枢供电电压励磁磁通和电枢回路电阻来调速。

调压调速是调速系统的主要调速方式。

直流调压调速需要有专门的可控直流电源给直流电动机，随着电力电子的迅速发展，直流调速系统中的可控变流装置广泛采用晶闸管，将晶闸管的单向导电性与相位控制原理相结合，构成可控直流电源，以实现电枢端电压的平滑调节。

微机单片机控制电动机双闭环调速系统原理框图系统中设置的转速和电流两个调节器，为了获得良好的静动态性能，两个调节器都采用调节器。

这种双闭环调节器结构能恰当发挥电流截止负反馈和转速负反馈的作用。

再加上微机控制系统能采用高分辨率的数字触发器和高精度数字测速装置，可以更好地满足高性能工业传动的要求。

调速系统的硬件组成系统的主电路是晶闸管三相全控桥，直流电动机。

晶闸管触发脉冲的产生和移相由微机控制电路输出。

转速的检测采用数字测速器，它是用微机读取与电动机联轴的光电编码器输出的脉冲数，经微机计算后得出转速值。

整个系统的硬件结构如图所示，使用的主要芯片单片机用作系统的监控，读