文档介绍：《自动控制系统》课程设计
设计报告
直流双闭环调速系统设计
学院电气工程与自动化学院
专业自动化
班级 07-8
学号 3**********
学生姓名李晓宇
指导老师罗宇锋
日期 2010/12/12
摘要
直流双闭环调速系统的性能很好,具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点,所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。直流双闭环调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 分别调节转速和电流。本文对直流双闭环调速系统的设计进行了分析,对直流双闭环调速系统的原理进行了一些说明,介绍了其半控桥主电路、检测电路的设计,详细介绍了电流调节器和转速调节器的设计以及一些参数的选择和计算,使其满足工程设计参数指标。
关键词:直流双闭环调速系统电流调节器转速调节器,三相半控桥
目录
摘要 II
目录 III
1研究双闭环直流调速系统的目的和意义 4
2设计指标及要求 4
3调速系统总体设计 4
4直流双闭环调速系统电路设计 6
-电动机主电路的设计 6
6
7
9
、电流调节器的设计 11
11
13
16
16
5小结与体会 16
6参考文献 17
1研究双闭环直流调速系统的目的和意义
转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好,应用最广的直流调速系统, 采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。转速、电流双闭环直流调速系统的控制规律,性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础。首先,应掌握转速、电流双闭环直流调速系统的基本组成及其静特性;然后,在建立该系统动态数学模型的基础上,从起动和抗扰两个方面分析其性能和转速与电流两个调节器的作用;第三,研究一般调节器的工程设计方法,和经典控制理论的动态校正方法相比,得出该设计方法的优点,即计算简便、应用方便、容易掌握;第四,应用工程设计方法解决双闭环调速系统中两个调节器的设计问题,等等。
通过对转速、电流双闭环直流调速系统的了解,使我们能够更好的掌握调速系统的基本理论及相关内容,在对其各种性能加深了解的同时,能够发现其缺陷之处,通过对该系统不足之处的完善,可提高该系统的性能,使其能够适用于各种工作场合,提高其使用效率。并以此为基础,再对交流调速系统进行研究,最终掌握各种交、直流调速系统的原理,使之能够应用于国民经济各个生产领域。
2设计指标及要求
(一)控制对象参数
直流他励电动机:功率Pe=22KW,额定电压Ue=220V,额定电流Ie=116A,磁极对数P=2,ne=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=,主电路总电阻R=,L∑=(电枢电感、平波电感和变压器电感之和),电磁系数Ce= Vmin/r,Ks=22,电磁时间常数TL=,机电时间常数Tm=,滤波时间常数Ton=Toi=,过载倍数λ=,电流给定最大值,速度给定最大值
(二)系统的技术指标要求
1. 调速范围D:8
2. 无静差
3调速系统总体设计
直流双闭环调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 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ASR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ACR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, 把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE,这就形成了转速、电流双闭环调速系统。
如图3-1所示:
图3-1 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一般都采用PI调节器。这样构成的双闭环直流调速系统。
其原理图如图3-2所示:
图3-2 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、三相半控桥、直流电动机及转速、电流检测装置组成,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。
4直流双闭环调速系统电路设计
-电动机主电