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(终稿)双闭环直流电动机数字调速系统设计.doc(最终版) (终稿)双闭环直流电动机数字调速系统设计.doc(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 08:31:06

《(终稿)双闭环直流电动机数字调速系统设计.doc(最终版)》修改意见稿

1、“.....计算调节器电阻和电容取,则,取,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......”

2、“.....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。调节作用减少稳态速降,但是有超调。为使系统的稳态性能更好,该系统采用无静差调节,即转速调节器采用比例积分调节器调节器,使系统保证恒速运行,以保证满足更严格的生产要求。加入单片机调速在里面,更加智能化双闭环直流电动机数字调速系统设计主要技术数据直流电动机电枢回路总电阻电动机回路电磁时间常数电动机机电时间常数电动机电势常数晶闸管装置放大倍数品闸管整流电路滞后时间速度调节范围,速度控制精度额定转速时电流过载倍数为倍......”

3、“.....编写系统初始化和主程序模块编写数字调节器软件模块编写转换器处理程序模块编写输出控制程序模块其它程序模块数字滤波显示与键盘等处理程序双闭环直流调速系统设计框图直流电机的供电需要三相直流电,在生活中直接提供的三相交流电源,因此要进行整流,则本设计采用三相桥式整流电路变成三相直流电源,最后达到要求把电源提供给直流电动机。如图设计的总框架。双闭环直流调速系统设计总框架转速电流双闭环直流调速系统转速调节器电流调节器测速发电机电流互感器电力电子变换器转速给定电压转速反馈电压电流给定电压电流反馈电压三相交流电源三相桥式整流电路直流电动机整流供电双闭环直流调速机驱动电路保护电路双闭环直流调速系统电路原理图双闭环直流调速系统电路原理图直流调速系统常用的直流电源旋转变流机组静止式可控整流器直流斩波器或脉宽调制变换器晶闸管电动机调速系统简称系统的原理图......”

4、“.....即可改变平均整流电压,从而实现平滑调速。和旋转变流机组及离子。电流开环增益要求时,取,因此于是,的比例系数为式中电流反馈系数晶闸管专制放大系数。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。计算调节器电阻和电容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,电流环可以达到的动态跟随性能指标为,满足设计要求。含滤波环节的型电流调节器转速调节器的设计转速环的动态结构图在转速调节器设计时,可以把已经设计好的电流环作为转速环的控制对象。由此得到转速环的动态结构图如图所示......”

5、“.....提高系统动态抗扰性能,把转速环设计成典型型系统,其传递函数为式中,分别为转速调节器比例放大倍数和时间常数。根据型典型系统参数确定的方法,有,于是有,其中为中频宽根据调节器最佳整定设计法,般取。然后按典型型系统的最小闭环幅频特性峰值准则,得确定时间常数电流环等效时间常数。由前述已知,,则转速滤波时间常数,根据所用测速发电机纹波情况,取转速环小时间常数。按小时间常数近似处理,取选择转速调节器结构按照设计要求,选用调节器,其传递函数式为计算转速调节器参数按跟随和抗扰性能都较好的原则,先取,则的超前时间常数为则转速环开环增益拖动变流装置相比,晶闸管整流装置不进在经济性和可靠性上都很大提高,而且在技术性能上也现实出较大的优越性。系统原理电流调节器的设计假定在设计电流环时,因比小得多,故电流的调节过程比转速的变化过程快得多......”

6、“.....可以认为反电动势基本不变。这样在设计电流环时,可以暂时不考虑反电动势电流环的动态结构图变化的影响而得到图所示的电流环近似动态结构图。为了使电流环稳态上做到无静差以获得理想的堵转特性,动态上保持电动机电枢电流的不超调,保证系统的跟随性。把电流环校正成典型型系统,其传递函数为式中,分别为电流调节器的比例放大系数和时间常数。根据对消原理,为了对消掉控制对象中时间常数较大的惯性环节,以使校正后系统的响应速度加快,取调节器的比例放大系数取决于系统的动态性能指标。根据电子最佳调节原理中的二阶最佳系统原理。取,由此可得确定时间常数整流装置滞后时间常数。由电力拖动自动控制系统课本附表可知,三相桥式电路的平均失控时间。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。按小时间常数近似处理,取。电磁时间常数的确定......”

7、“.....则电磁时间常数选择电流调节器的结构根据设计要求,并保证稳态电流无静差,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。检查对电源电压的抗扰性能,参照附表的典型型系统动态抗扰性能,各项指标都是可以接受的,因此基本确定电流调节器按典型型系统设计。计算电流调节器的参数电流调节器超前时间常数持同相位。同步电路原理图触发脉冲输出电路触发器输出电路用两片四触发器作为移相触发脉冲输出的控制门,触发脉冲的宽度由单稳电路控制。由的个端输出六个晶闸管触发字码,经光电隔离,脉冲经功放后触发对应的晶闸管。端在控制门关闭时都为,此时块触发功放板上的光耦截止,导通,后级的脉冲功放管截止,无触发脉冲输出在触发脉冲门开启时,由晶闸管双脉冲触发要求......”

8、“.....此时对应的光耦导通,截止,导通,输出的触发脉冲经脉冲变压器送到相应的晶闸管门极。数字测速电路转速检测的精度和快速性对电机调速系统的静动态性能影响极大。为了在较宽的速度范围内获得高精度和快速的数字测速,本系统使用每转线的光电编码器作转速传感器,它产生的测速脉冲频率与电机转速有固定的比例关系,微机对该频率信号采用法测速处理。数字测速用的计数器分别对和进行计数,触发器用来使的计数与测速脉冲计数同步,由于为下降沿计数,故使用反相器,启动测速和停止测速信号由单片机的软件向口输出,口用于测速电路软件输出复位脉冲信号。键盘显示接口整个微机控制系统的人机联系采用了可编程键盘显示接口芯片。为了便于操作和符合人们的习惯,采用传感器阵列式工作方式,作为按键和拨盘的输入接口。此处选用阵列。显示器是位数码管,它包括位状态符号显示和位数据显示,都采用动态显示方式......”

9、“.....整个控制程序由主程序外中断服务程序运算程序及各种辅助程序组成。主程序主要功能是上电初始化,设堆栈指针,和主要芯片初始化,查询传感器阵列的状态并检查到的命令键设置相应的控制命令标志位,故障检测报警以及等待同步脉冲外中断等。同步外中断服务程序的主要功能是转速反馈信号采样,按控制命令标志位对应的运行状态对转速环进行运算,电流反馈信号采样,按控制命令标志位对应的运行状态对电流环进行运算,控制移相角的时间值量化,读电源状态字码及判转换结果入栈保护启动转换判断转换是否完成,转换尚未完成,继续等待打开转换电源开转换电源开转换电源后要加延时将寄存器组的入栈将寄存器组的入栈将寄存器组的入栈码初始化转换双字节十六进制整数从高端移出待转换数的位到中码带进位自身相加,相当于乘十进制调整双字节十六进制数的万位数不超过......”

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