文档介绍：目录
1 直流调速系统的介绍 1
引言 1
PWM直流调速系统 1
PWM控制和双极式的实现 2
系统优化 2
2 系统分析与设计 3
3
系统分析 3
电流调节器设计 5
确定时间常数 5
选择电流调节器结构 5
计算电流调节器参数 6
电流调节器的实现 6
检验近似条件 7
转速调节器设计 8
确定时间常数 8
选择转速调节器结构 8
计算转速调节器参数 8
转速调节器的实现 9
检验近似条件 9
检验转速超调量 10
系统原理图 10
3 数字化调速系统 11
数字化调速系统的优点 11
模拟量的数字化 11
模拟信号的采样 11
转速检测数字化 12
电流检测数字化 14
A/D转换器的选择 14
14
14
4总结 15
参考文献 16
1 直流调速系统的介绍
引言
近年来,交流调速系统发展很快。虽然高性能的交流调速系统已经逐步取代直流调速系统,然而,直流调速系统不仅在理论上和实践上都比较成熟,目前还在大量应用;而且,从控制规律的角度来看,直流调速系统又是交流调速系统的基础。因此,作为大学毕业生,应该很好地研究学习直流调速系统。
变压调速是直流调速系统的主要调速方法,可以使直流电动机获得很好的调速性能。采用可控晶闸管组成整流器的是晶闸管整流器—电动机调速系统,简称V—M系统。通过调节触发装置的控制电压来移动触发脉冲的相位,改变可控整流器的平均输出直流电压,从而实现直流电动机的平滑调速。
PWM直流调速系统
尽管V—M系统调速性能优越,但是,由于晶闸管是单向导电的,给电动机的可逆运行带来困难,还有在低速运行时易产生“电力公害”等缺点,自从全控型电力电子器件问世,就产生了以脉冲宽度调制的高频开关控制方式,从而形成了脉宽调制变换器—直流电动机调速系统,简称为直流脉宽调速系统(或者直流PWM调速系统)。与V—M系统相比,直流PWM调速系统具有其他调速方式所不具备的几大特点:
,需用的电力电子器件少;
2. 开关频率高,电流容易连续,谐波少,电动机损耗及发热都较小;
的电动机配合,则系统频带宽,动态响应快,动态抗干扰能力强;
,稳速精度高,调速范围宽;
,导通损耗小,当开关频率适当时,开关损耗也不大,因而装置效率较高;
,电网功率因数比相控整流器高;
由于有上述优点,直流PWM调速系统的应用日益广泛,特别在中小容量的高动态性能系统中,已经完全取代了V—M系统。
PWM控制和双极式的实现
PWM控制就是采用PWM变换器,控制相应的电子开关状态,用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以根据要求调节电动机的转速。
现代运动系统中,许多都要求可以实现电机正反转,快速制动等机械要求,PWM调速系统的可逆控制比较简单。通过控制全控型电力电子器件的开关状态,改变电动机两端的电压极性,故称为双极式直流PWM调速系统。通过对器件的开关控制,不仅可以改变电动机的平均电压,实现调速要求,而且可以改变电动机的电压极性,实现对电机运行状态的控制。(原理图见附图一)
系统优化
尽管通过控制器件的开关状态,改变电动机电枢上的平均电压值,能够实现对电机的准确调速和运行状态的可靠控制,但是,因为电网波动及其他包括机械扰动在内的一些因素的存在,单纯的调速控制系统的调速性能并不理想。我们想得到的是调速准确迅速,调速范围宽,静差率低的调速系统。为了很好地实现这一目的,我们可以采用转速、电流反馈控制的直流调速系统。通过引入转速、电流反馈信号,大大提高系统的调速性能,因此得到广泛地应用。
2 系统分析与设计
主要内容:㈠项目参数:⑴直流电动机相关参数:额定电压110V,,额定转速2400r/min,电枢电阻Ra=,电枢电感La=,,;;⑵运行环境参数:电网额定电压380/220 V,电网电压波动10%,环境温度-400~+500,环境湿度10~90%;⑶控制系统性能指标: